Қазіргі заманғы өнеркәсіптік жүйелердегі сызықтық гидравликалық қозғалыстың ақауларын жою

Гидравликалық Қозғалыс Жұмысын Тоқтатқанда

Темір жол зауыттарында, аралау зауыттарында, теңіз платформаларында және ауыр өндірістік кәсіпорындарда гидравликалық қозғалыс жүйелері күш тығыздығы мен сенімділік маңызды болған қолданбаларда әлі де басым. Дегенмен, гидравликалық ось күтпеген жерден ауытқып, тоқтап немесе ақау берсе, ақауды жою моторды ауыстыру немесе драйверді қайта баптаудан күрделірек болады.

Электрлік сервожүйелерден айырмашылығы, гидравликалық қозғалыс сұйықтық динамикасына, сервоклапанның жауап беруіне және дәл цилиндрлік кері байланысқа негізделген. Басқару цикліндегі бір тұрақсыздық тоқтап қалуға, механикалық зақымға немесе қауіпті үдеріс үзілуіне әкелуі мүмкін. Техникалық қызмет көрсету инженерлері мен басқару мамандары үшін бұл жүйелердің қалай істен шығатынын түсіну олардың қалай жұмыс істейтінін түсінумен бірдей маңызды.

Неліктен Гидравликалық Қозғалыс Әлі де Маңызды

Электрлік сервотехнологияның жылдам өсуіне қарамастан, гидравлика көптеген жоғары күшті өнеркәсіптік қолданбалар үшін әлі де ең жақсы шешім болып табылады. Пресс жүйелері, материалдарды өңдеу жабдықтары, турбина басқару жүйелері және ауыр позициялау осьтері әлі де гидравликалық цилиндрлерге сенеді, себебі олар үлкен күш шығару мен ерекше беріктілікті қамтамасыз етеді.

Қазіргі басқару архитектуралары гидравликалық қозғалысты жетілдірілген PLC және DCS платформаларымен біріктіріп, қозғалыс контроллерлері, кері байланыс сенсорлары, диагностика және алдын ала техникалық қызмет көрсету жүйелері арасында тығыз интеграцияны қамтамасыз етеді. Көптеген кәсіпорындар PLC/PAC басқару платформаларын пайдалана отырып, гидравликалық қозғалыс диагностикасын зауыттық автоматтандыру орталарымен тікелей байланыстырады.

Сервоклапандар Гидравликалық Дәлдікті Анықтайды

Сервоклапандардың Әртүрлі Мінез Құру Себебі

Электрлік және гидравликалық қозғалыстың ең үлкен айырмашылығы соңғы басқару элементінде көрінеді. Электрлік жүйелер мотордың айналуын толқын пішінін басқару арқылы реттейді, ал гидравликалық жүйелер аналогтық басқару сигналдары арқылы басқарылатын сервоклапандар арқылы сұйықтық ағынын реттейді.

Бұл клапандар өте нәзік рұқсаттармен жұмыс істейді. Тіпті аздаған ластану, орамның тұрақсыздығы немесе шпульканың тозуы да ауыр позициялау мәселелерін тудыруы мүмкін. Пропорционалды клапандардан айырмашылығы, сервоклапандар кері байланыс құрылғыларынан үздіксіз түзетумен өте дәл жабық циклді позициялауды қолдайды.

1-сурет. Дәл гидравликалық серво клапандар жабық циклді сызықтық қозғалыс қолданбалары үшін сұйықтық ағынын реттейді.

Гидравликалық қозғалыс ақауларының жалпы түсінігі

Артық жүріс қателері жиі тереңірек мәселелерді көрсетеді

Артық жүріс қатесі қозғалыс осі бағдарламаланған позициялық шектерден асқанда пайда болады. Бұл қарапайым көрінгенімен, түпкі себебі қате масштабтау, тұрақсыз баптау параметрлері, сәтсіз сенсорлар немесе цилиндр байланысындағы механикалық сырғу болуы мүмкін.

Қазіргі контроллерлер әдетте оң және теріс артық жүріс тіркеушілерін бөледі. Бұл инженерлерге бағыттық тұрақсыздықты оқшаулап, асимметриялық қозғалыс мінез-құлқын тиімдірек диагностикалауға мүмкіндік береді.

Келесі қателер жүйенің тұрақсыздығын көрсетеді

Келесі қате дабылдары нақты цилиндр позициясы командалық позициядан тым алшақ болғанда пайда болады. Практикалық тұрғыдан алғанда, контроллер осьтің есептелген қозғалыс профилін орындауын күтеді, бірақ физикалық қозғалыс оған ілесіп келе алмайды.

Бұл гидравликалық қозғалыс жүйелеріндегі ең маңызды диагностикалық көрсеткіштердің бірі болып табылады, себебі ол басқару циклі, гидравликалық қысым, клапан реакциясы және механикалық жүктеме арасындағы өзара әрекет мәселелерін көрсетеді.

Жиі кездесетін себептер:

• Гидравликалық қысымның жоғалуы
• Механикалық тұрып қалу немесе сынған байланыс
• Зақымдалған серво клапандар
• Цилиндр тығыздағышының ақауы
• Артық процесс жүктемесі
• Қате баптау параметрлері

Үлкен өнеркәсіптік ортада техникалар механикалық кернеудің контроллер маңызды дабылдарды хабарламас бұрын-ақ аралас ақаулар тудыратынын жиі анықтайды. Ағаш өңдеу жүйелері, металл қалыптау прессі және турбина актуаторлары жиі бұл жағдайды қарқынды үдеу немесе қисайған позициялау кезінде бастан кешіреді.

Клапан диагностикасы құрылымдық тестілеуді талап етеді

Серво клапандар өнеркәсіптік автоматтандырудағы ең қымбат гидравликалық компоненттердің бірі болып қала береді. Сондықтан көптеген кәсіпорындар клапанды ауыстырмас бұрын мұқият оқшаулайды.

Ашық циклді тестілеу әлі де ең тиімді ақаулықтарды анықтау әдістерінің бірі болып табылады. Инженерлер процесс жүктемелерін мүмкін болған жағдайда алып тастайды, басқарылатын аналогтық шығыс сигналдарын қолданады және клапанның реакциясын тікелей бақылайды. Егер клапан жауап бермесе, техникалар компонентті кінәлаудан бұрын қоректендіру кернеуі мен командалық кернеуді тексереді.

Жетілдірілген қозғалыс архитектураларын қолданатын зауыттар әдетте қозғалыс басқару және жүргізу жүйелері арқылы диагностика интеграциялап, дабылдарды орталықтандыру және техникалық қызмет көрсетуді жақсарту үшін пайдаланады.

2-сурет. Өнеркәсіптік гидравликалық цилиндрлер дәл қозғалысты басқару үшін тұрақты қысым мен механикалық туралауды сақтауы керек.

Неліктен кері байланыс сенсорлары соншалықты маңызды

Сызықтық транздуцерлер циклды жабады

Гидравликалық позициялау жүйелері дәл жабық циклді жұмыс үшін сызықтық транздуцерлерге қатты тәуелді. Бұл сенсорлар цилиндрдің орнын үнемі контроллерге хабарлап, қозғалыс кезінде нақты уақыттағы түзетуді қамтамасыз етеді.

Тұрақты кері байланыссыз, ең жақсы бапталған гидравликалық ось те болжамсыз болады. Істен шыққан транздуцер контроллерді дереу өшіру немесе ашық циклді резервтік жұмысқа мәжбүр етуі мүмкін.

Транздуцер жоқ дабылдары

Транздуцер жоқ қатесі әдетте сенсор мен контроллер арасындағы сигналдың толық жоғалуын білдіреді. Мәселе сымдардың істен шығуы, қосқыштардың зақымдануы, қуат көзінің жоғалуы немесе транздуцердің толық істен шығуымен байланысты болуы мүмкін.

Көптеген өндірістік ортада діріл, майдың ластануы және кабельдің шаршауы әлі де кең таралған себептер болып табылады. Ақаулықтарды жою әдетте қымбат жабдықты қажетсіз ауыстырмас бұрын мультиметрді пайдаланып негізгі электрлік тексеруден басталады.

Артық жүктеме қателері сенсор уақытында мәселелерді көрсетеді

Магнитостриктивті сызықтық сенсорлар сенсор таяқшасы бойымен импульсті жіберіп, цилиндр жинағына бекітілген магниттік маркерден қайтару уақытын өлшеу арқылы жұмыс істейді.

Егер шағылысқан импульс бағдарламаланған уақыт терезесінен асып кетсе, контроллер бұл жағдайды артық жүктеме қатесі ретінде қабылдайды. Бұл көбінесе сенсордың істен шығуы немесе цилиндр ішіндегі сенсорлық магниттің зақымданғанын көрсетеді.

3-сурет. Магнитостриктивті позиция сенсорлары жабық циклді гидравликалық қозғалыс жүйелері үшін өте дәл кері байланыс береді.

Шығару қанығуы жиі ерте ескерту болып табылады

Шығару қанығуы, кейде артық жүктеме қатесі деп аталады, контроллер серво клапанды максималды шығыс қуатымен үздіксіз басқара отырып, сұралған қозғалыс профилін орындауда сәтсіз болған кезде пайда болады.

Нақты жұмыс кезінде бұл әдетте жақындап келе жатқан қателік жағдайын білдіреді. Гидравликалық қысымның тұрақсыздығы, артық механикалық кедергі немесе ішкі ағып кету көбінесе контроллерді максималды түзету күшіне итермелейді.

Тәжірибелі техникалық қызмет көрсету топтары бұл ескертулерді қатты қабылдайды, себебі олар жиі апатты ақаулардан бұрын пайда болады.

Гидравликалық қозғалысты басқарудағы үлкен өзгеріс

Гидравликалық жүйелер жойылып жатқан жоқ. Керісінше, олар кеңірек өнеркәсіптік автоматтандыру экожүйелерінде ақылды әрі байланысқан активтерге айналуда. Зауыттар қозғалыс диагностикасын SCADA, DCS және болжамды техникалық қызмет көрсету платформаларына интеграциялап, жоспарланбаған тоқтауларды азайтуда.

Бұрын тек айналмалы машиналарға арналған жағдайды бақылау технологиялары қазір гидравликалық денсаулықты бақылауға да кеңейіп келеді. машина қорғау жүйелерімен бірге жетілдірілген диагностика қолданатын нысандар дәстүрлі техникалық қызмет көрсету әдістеріне қарағанда қысым тұрақсыздығын, діріл аномалияларын және клапанның тозуын әлдеқайда ертерек анықтай алады.

Өнеркәсіптік түсінік: Ақауларды іздеу көпсалалы ойлауды талап етеді

Гидравликалық ақауларды іздеудегі ең үлкен қателіктердің бірі – әрбір ақауды тек механикаға немесе басқаруға ғана жатқызу. Шын мәнінде, гидравликалық қозғалыс ақаулары көбінесе бағдарламалық логика, электр жабдықтары, сұйықтық динамикасы және механикалық жүктеме арасындағы өзара әрекеттесуден туындайды.

Сондықтан ең тиімді техникалық қызмет көрсету ұйымдары басқару инженерлері, гидравликалық мамандар, электриктер және механикалық техник мамандардан тұратын бірлескен ақау іздеу топтарын құрады. Бұл тәсіл болжамдарды азайтып, қымбат компоненттерді ауыстыру циклдарын болдырмайды.

Өнеркәсіптік жүйелер неғұрлым байланысқан әрі өнімділік талаптары артқан сайын, гидравликалық тұрақсыздықты жылдам анықтау қабілеті инженерлік маңызды дағдыға айналады.

Даниэл Мерсер | Аға қозғалыс жүйелері репортері

Даниэл Мерсердің өнеркәсіптік қозғалысты басқару, электро-гидравликалық жүйелер және зауытты жаңғырту жобалары бойынша 14 жылдан астам тәжірибесі бар. Оның тәжірибесіне Siemens, Emerson және Rockwell Automation платформалары үшін ауыр өндіріс және энергетика нысандарында алаңда іске қосу қолдауы кіреді.