/ 2 ASCO PRZEWODNIK Właściwy dobór zaworów proporcjonalnych
1 / Przewodnik po: właściwym doborze zaworów proporcjonalnych PRZEWODNIK PO: Właściwym doborze zaworów proporcjonalnych Zawory proporcjonalne nadają się do szerokiego zakresu zastosowań związanych ze sterowaniem maszynami, w procesach podstawowych i prostych lub złożonych układach hydropneumatycznych. Stanowią opłacalne oraz kompaktowe rozwiązanie do sterowania przepływem lub ciśnieniem przy względnie niskim natężeniu przepływu. Istnieje wiele różnych rodzajów zaworów proporcjonalnych, różniących się ciśnieniem roboczym i roboczym natężeniem przepływu, z napędem elektrycznym lub elektropneumatycznym. Dla osób niewtajemniczonych liczba opcji wyboru może być myląca. Podczas doboru odpowiedniego zaworu do konkretnego zadania istotne jest zrozumienie wymagań dotyczących zastosowania i zalet poszczególnych typów zaworów. Dobry dostawca pomoże określić, który zawór będzie najlepszy, ale praktyczna znajomość technologii proporcjonalnej pomoże przyspieszyć proces oraz umożliwi zadawanie odpowiednich pytań i wybór najlepszego dostawcy. W poniższym przewodniku przedstawiono wiele zagadnień, które należy uwzględnić podczas doboru zaworu proporcjonalnego, po to aby ułatwić podjęcie świadomego wyboru. Dobór zaworów proporcjonalnych Do doboru zaworów proporcjonalnych niezbędne będą podstawowe informacje o planowanym zastosowaniu. - Co ma być kontrolowane: ciśnienie, przepływ, temperatura czy też poziom? - Jakie są maksymalne i minimalne wartości ciśnienia, któremu będzie poddawany zawór? - Jaki jest zakres przepływu? - Czy nastawa ma być statyczna, dynamiczna czy krok po kroku i w jaki sposób ma być zmieniana? Poniżej znajduje się ocena różnych typów zaworów, opis ich właściwości oraz typowe zastosowania.
/ 2 Nastawy Nastawa statyczna Nastawa statyczna będzie zazwyczaj miała wartość stałą i nie będzie się zbyt często zmieniać. Typowe zastosowanie to użycie zaworu do regulacji ciśnienia w siłowniku przykładającym siłę docisku na przykład podczas zgrzewania punktowego. Ciśnienie będzie ustawiane w zależności od rodzaju materiału oraz grubości spawanego elementu i pozostanie stałe do chwili, w której urządzenie zostanie skonfigurowane do innego materiału. Innym zastosowaniem jest podawanie do komponentu stałego ciśnienia, w celu sprawdzenia poprawności działania na przykład podczas próby szczelności. Ciśnienie będzie zazwyczaj miało wartość ustaloną dla danego typu komponentu, ale zostanie zachowana rezerwa na ewentualną korektę w przypadku zmiany zastosowania. Nastawa dynamiczna Nastawa dynamiczna to taka, która zmienia się przy wysokiej częstotliwości. Typowe zastosowanie obejmuje zawory regulujące ciśnienie podłączone do siłowników poruszających symulator lotu. Sygnały z układu sterowania symulatora stale regulują ciśnienie w siłownikach, aby poruszać kabiną symulatora. Badanie materiałów jest kolejnym typowym zastosowaniem, w którym ciśnienie wyjściowe zaworu jest stale zwiększane, aż badany materiał ulegnie uszkodzeniu. Nastawa krok po kroku Nastawa krok po kroku to taka, która zmienia się przy niskiej częstotliwości. Typowym zastosowaniem jest układ napełniania, w którym podczas zbliżania się do wymaganego poziomu napełnienia zbiornika szybkość przepływu dostosowuje się w taki sposób, aby końcowy etap napełniania odbywał się wolniej. Nastawy krok po kroku służą również do sterowania przepływem gazu na przykład do palnika w kuchence, gdzie szybkość przepływu gazu jest zależna od wymaganej ilości ciepła. Regulacja nastawy Przy doborze zaworu proporcjonalnego dobrym pomysłem jest zastanowienie się nad sposobem regulacji, niezależnie od tego czy chodzi o nastawę ciśnienia, czy natężenia przepływu. Niektóre zawory pozwalają ustawić nastawę poprzez przesłanie analogowego sygnału sterującego za pośrednictwem przewodów zasilających lub magistrali komunikacyjnej. Inne wyposażone są w interfejs lokalny, a niektóre, takie jak Sentronic D od ASCO Numatics, umożliwiają komunikację z urządzeniem za pośrednictwem komputera PC, a także interfejsu RS 232. Posiadanie interfejsu PC często pozwala na znacznie większy stopień dostrojenia i optymalizacji, co pozwala uzyskać możliwie najwięcej korzyści z danego procesu.
3 / Przewodnik po: właściwym doborze zaworów proporcjonalnych Operator Zawory proporcjonalne mogą być sterowane za pomocą różnych środków, takich jak proporcjonalne zawory elektromagnetyczne, impulsowe zawory pilotowe lub elementy piezoelektryczne. Ponadto zawory mogą być sterowane pneumatycznie i kontrolowane przez nastawnik. Proporcjonalne zawory elektromagnetyczne Sterowane bezpośrednio proporcjonalne zawory elektromagnetyczne dostosowują położenie zaworu w oparciu o zmieniające się napięcie na cewce. Im wyższe napięcie, tym większy prąd magnetyczny, i dalej przesuwa się wrzeciono zaworu. Będąc typowym wyborem operatora, proporcjonalne zawory elektromagnetyczne mają tendencję do uzyskiwania krótkich czasów reakcji i posiadają wyjątkowo niską histerezę. Tworzenie próżni Zmiana ciśnienia wejściowego generatora próżni za pośrednictwem zaworu proporcjonalnego powoduje zmienię generowanej próżni. Zwężka Venturiego Nastawa Tłumik wydmuchu Sprężone powietrze Próżnia
/ 4 Regulacja gazu Urządzenie sterujące wykorzystuje cztery zawory proporcjonalne służące do regulacji zasilania gazem czterech palników. Płyta kuchenna Nastawa 1 Nastawa 2 Nastawa 3 Nastawa 4 Gaz Pilotowe zawory proporcjonalne Impulsowe zawory pilotowe wykorzystują małe zawory elektromagnetyczne, które doładowują i rozładowują ciśnienie w komorze sterowania, dzięki czemu zawór otwiera się i zamyka. Impulsowe zawory pilotowe o poborze mocy mniejszym niż 2 W są idealnym rozwiązaniem, wówczas gdy wymagana jest niska moc. Typowym zastosowaniem takiego niewielkiego zaworu o niskiej mocy znamionowej jest zawór do kontrolowania przepływu wzmacniacza. Stosując zawór proporcjonalny sterowany przez impulsowy zawór pilotowy, można kontrolować znacznie większy przepływ. Elementy piezoelektryczne Zawory sterowane piezoelektrycznie są idealnym rozwiązaniem, gdy wymagane jest wyjątkowo niskie zużycie energii. Ich kompaktowy rozmiar sprawia, że idealnie nadają się do zastosowania w maszynach przenośnych i nablatowych, takich jak urządzenia medyczne, systemy pomiarowe oraz analizatory gazowe. Zawory mają bardzo niskie zużycie energii i mogą być zasilane nawet z akumulatorów lub baterii słonecznych.
5 / Przewodnik po: właściwym doborze zaworów proporcjonalnych Nastawnik Aby osiągnąć większą przepustowość i większe natężenia przepływu konieczne może być zastosowanie zaworu wyposażonego w nastawnik. Nastawnik działa jako prowadnik umożliwiający wprowadzenie oraz odprowadzenie powietrza z membrany lub cylindra, co umożliwia uruchomienie znacznie większego zaworu. Zawory proporcjonalne krótka tabela referencyjna Typ zaworu Konkretny typ Główne właściwości Typowe zastosowania Statyczna Wartość stała z nieczęstymi zmianami Zgrzewania punktowe, próby szczelności Nastawa Dynamiczna Zmiany przy wysokiej częstotliwości Symulator lotu, badanie materiałów Krok po kroku Zmiany przy niskiej częstotliwości Układ napełniania, sterowanie strumieniem gazu do palnika Proporcjonalne zawory elektromagnetyczne Krótkie czasy reakcji i wyjątkowo niska histereza Powietrze/gaz, niska próżnia, precyzyjne sterowanie przepływem wody Operator Impulsowe zawory pilotowe Niski pobór mocy Sterowanie wzmacniaczem Elementy piezoelektryczne Bardzo niewielkie rozmiary Maszyny nablatowe, urządzenia medyczne, analizatory gazowe Nastawnik D Nastawnik D kompaktowy i łatwo Wyjątkowo programowalny Dozowanie (gaz, ciecz), układy chłodzenia (powietrze, ciepła i zimna woda)
/ 6 Wybór odpowiedniego dostawcy Powyżej przedstawione zostały niektóre z najważniejszych aspektów doboru zaworu. Lista ta jednak nie jest wyczerpująca. W praktyce istnieje wiele innych czynników, które należy wziąć pod uwagę przy właściwym doborze zaworów proporcjonalnych do konkretnego zastosowania. Wiele z tych decyzji zostanie podjętych we współpracy z ekspertami dostawcy. Opłaca się więc wiedzieć, czego oczekiwać od dostawcy. Niestety, nie zawsze jest to oczywiste. Istnieją setki zaworów i wiele firm je oferujących, co powoduje, że przebrnięcie przez konkurencyjne rozwiązania stanowi nie lada wyzwanie. Zgodnie z ogólną zasadą przed zwróceniem się do sprzedawcy oferującego jedynie atrakcyjną cenę, najlepiej poszukać wszechstronnego i wiarygodnego producenta. Przemysł przetwórczy powinien być szczególnie uodporniony na iluzoryczne oszczędności. Należy szukać dostawcy z szeroką gamą technologii, rozmiarów i typów siłowników. Powinno się szukać dowodów ugruntowanej pozycji w branży, sprawdzonej wiedzy specjalistycznej i długoterminowych relacji z klientami. Nie można jednak polegać tylko na nazwie firmy. Znana marka jest ważna, ale należy oczekiwać, że potencjalny partner posiada odpowiednią wiedzę, aby móc zaproponować optymalne rozwiązania. Półśrodki nigdy się nie sprawdzają Nie należy decydować się na rozwiązania inne, niż te, które dokładnie spełniają oczekiwania. Aby dowiedzieć się więcej lub zamówić broszurę dotyczącą naszych zaworów proporcjonalnych, prosimy odwiedzić naszą stronę internetową pod adresem www.asconumatics.eu/pl/technologia-proporcjonalna
23/06/2016 www.asconumatics.pl