鑄造自動化系統中的執行器

自動過程控制系統中的執行器旨在直接影響受控對像或其控制。

要求

驅動器必須滿足以下要求：

• 盡可能具有線性靜態特性；

• 有足夠的力量使控制對像或其器官在所有操作模式下運動；

• 具有所需的性能；

• 確保對產值進行最簡單和最經濟的調節；

• 轉向力低。

在鑄造廠工作時的特點

鑄造工藝自動化系統的特點是存在兩種控制模式：遠程和自動。

對於遠程控制系統中的驅動器，主要指標是能量，此外還需要運行、結構和經濟特性。

對於自動控制系統中的驅動器，最重要的是它們的靜態和動態特性，這會影響調節的穩定性和質量。在設計中必須考慮鑄造工藝自動化系統中致動器選擇的這些特性。

驅動器（遠程控制）的主要能量參數是標稱扭矩（在標稱控制時產生的力）和啟動扭矩（在標稱控制信號的作用下在接通瞬間產生的力）。

驅動器的啟動扭矩與減少的慣性矩之比決定了它的慣性，即從運動開始到輸出元件在穩定狀態下的標稱運動速度的時間。為減少加速時間，啟動轉矩不應超過額定轉矩的2—2.5倍。

在控製作用有兩個設定點的位置控制系統中，執行器必須提供從最大值改變控製作用的能力。

在具有恆速調節器的系統中，對物體的控製作用取決於調節體的運動時間，其排列速度取決於執行器的技術數據。

在比例控制系統中，對對象的控製作用與參數與設定值的偏差成正比，比例因子取決於執行器、制動裝置的設計和行程後行程。

在許多用於鑄造過程的自動控制系統中，執行器由調節器位置的反饋覆蓋。考慮到驅動器的精度和速度，對驅動器的靜態和動態特性進行了高級評估。

在設計執行器時，需要設定其輸出裝置在額定負載下的運動速度，以及與輸出裝置的額定運動速度相對應的控制信號。

鑄造自動化系統中使用了各種各樣的執行器。按設計分為機電式、電磁式、液動式、氣動式和組合式。

機電驅動

機電驅動器用於控制自動化系統的各種停止和調節工作機構。套件可能包括電動機、變速箱、限位開關、扭矩限制離合器和反饋傳感器。

機電驅動包括用於自動傾倒的轉動桶的裝置，用於混合和混合系統中稱重分配器的料斗的打開和關閉，裝料冶煉廠等。

在這些鑄造工藝中，機電驅動提供：

• 使用“關閉”和“打開”啟動按鈕遠程或自動啟動電力驅動裝置；

• 通過按鈕或限位開關的觸點將電驅動器停止在任何中間位置；

• 在嚴重過載的情況下緊急關閉；

• 工作體末端位置（升降機、料斗底部、澆包等）的遠程燈光信號；

• 其他機制的電氣阻塞。

電磁驅動器

電磁驅動器是電磁鐵與由其移動的機械裝置的組合。它們將向前運動傳遞給受控器官的驅動器。

電磁執行器用於控制自動化系統中的閥門、閘門、閥門和閥芯，用於調節圓頂射流的供應、加熱、煉鋼過程中的氧氣供應，在使用的系統中 電動液壓或電動氣動裝置，其中螺線管移動控制閥等。

電磁閥和閥門的缺點是幾乎是瞬時切換，可能會發生水錘現象。

液壓驅動

液壓執行器廣泛用於自動鑄造線和系統，因為它們允許 5 - 7 倍過載的顯著短期動作，在小尺寸時具有大輸出力矩（力）並且可以提供超過 20,000 rad 的角加速度/秒。

應用最廣泛的液壓活塞驅動，其中使用石油、合成液、醇-甘油混合物等作為工作流體。

在鑄造系統中，最常用的活塞驅動裝置是單作用和雙作用的。

液壓驅動的缺點包括質量大、控制功耗大以及難以消除事故。

為糾正其中的一些主要缺點，鑄造廠用液壓缸制動方式和規律的選擇及製動裝置設計參數的計算尤為重要。

某些液壓缸和製動裝置的選擇是由它們的工作方式決定的。在低速時，允許使用不帶制動裝置的驅動液壓缸，將結構或設備的運動部件製動到限制器上。當工作速度增加到80mm/s時，需要使用制動裝置。

氣動驅動器

氣動驅動器 施工方式與水力相同。它們的區別在於工作介質（氣體和液體）的特性。氣體的可壓縮性對系統的運行有負面影響，尤其是在顯著負載和加速度下。

氣動驅動器分為活塞式和隔膜式。氣動活塞執行器由於其簡單性和低成本而在鑄造廠中很常見。

同時，鑄造工藝中惡劣的環境迫使設計人員為自動鑄造機開發專用氣缸。這種氣缸採用封閉設計製造，其活塞桿不與環境接觸。

他們使用單向氣缸，通過單個齒條連接到輸出軸上的齒輪。軸的旋轉由曲柄轉換為直線運動，雖然雙重轉換會導致動力損失，但這些機構經久耐用。

組合執行器

Festo 的新設備使您能夠通過簡單的機動運動解決任務，並通過 IO-Link 智能地將數據從控制器交換到 PLC。該系列電動驅動器結合了氣動的簡單性和電氣自動化的優點。

Simplified Motion 系列的電驅動器是具有集成機動化和控制功能的運動解決方案，適用於簡單任務。它們允許您根據“即插即用”原則在沒有軟件的情況下進行操作和調試。

可以使用物理按鈕直接在驅動器上設置進給和返回速度、驅動力、終端位置設置、阻尼和手動控制等參數。

選擇

在為鑄造自動化系統選擇執行器時，要考慮它們的速度、效率和安靜運行。這些指標中的每一個，在某種程度上，對於解決特定的自動化問題都可能很重要。

但是，在設計或選擇任何執行器時應優先考慮一個主要標準——即高可靠性。

在這方面，建議盡可能廣泛地使用具有簡單運動學方案的電磁和機電驅動器。

在使用液壓或氣動驅動的情況下，必須注意密封裝置的可靠性和減少運動部件的質量。

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