Projektowanie przygotowania sprężonego powietrza przy maszynie

Sprężone powietrze może docierać do maszyny pod akceptowalnym ciśnieniem, a mimo to uszkadzać zawory, siłowniki i przyrządy. Woda, aerozol olejowy, cząstki stałe i niestabilne ciśnienie wpływają na różne podzespoły w różny sposób. Przygotowanie powietrza należy zatem rozpocząć od zmierzonego zapotrzebowania i wymagań dotyczących czystości powietrza za punktem przygotowania.

Zacznij od wymagań w miejscu zastosowania

Wymień każde urządzenie zasilane przez daną gałąź instalacji. Zapisz wymagane ciśnienie, maksymalny przepływ, dopuszczalny spadek ciśnienia oraz klasę jakości powietrza określoną przez każdego producenta. Ogólna zasada dotycząca powietrza fabrycznego może nie być odpowiednia dla precyzyjnych regulatorów, urządzeń lakierniczych ani powietrza instrumentalnego.

Nie dobieraj zespołu przygotowania powietrza wyłącznie na podstawie rozmiaru rury. Rozmiar przyłącza niewiele mówi o użytecznym przepływie przy akceptowalnej stracie ciśnienia. Korzystaj z charakterystyk przepływu producenta dla oczekiwanego ciśnienia na wlocie i zapotrzebowania za punktem przygotowania.

Rozdziel zadania filtracji

Filtr cząstek stałych usuwa zanieczyszczenia stałe i często oddziela dużą ilość ciekłej wody. Nie usuwa automatycznie drobnego aerozolu olejowego, pary ani całej wilgoci. Każde zanieczyszczenie wymaga odpowiedniego stopnia uzdatniania.

Filtracja zgrubna może chronić znajdujący się dalej filtr dokładny i wydłużyć trwałość jego wkładu. Filtry dokładne lub koalescencyjne powodują dodatkowy spadek ciśnienia. Instaluj je tylko tam, gdzie taka jakość powietrza jest wymagana przez proces i urządzenia.

Osuszacz należy umieścić przed punktem odbioru, gdy wymaganego ciśnieniowego punktu rosy nie można utrzymać dzięki lokalnemu oddzielaniu. Temperatura otoczenia ma znaczenie, ponieważ przewody mogą się ochładzać i powodować skraplanie po wyjściu powietrza z pomieszczenia sprężarek.

Umieszczaj spusty w miejscach gromadzenia się wody

Miska filtra nie jest użyteczna, jeśli skropliny nigdy nie są usuwane. Spusty ręczne wymagają regularnych kontroli. Spusty automatyczne ograniczają rutynową obsługę, ale nadal wymagają sprawdzania działania i odpowiedniego odprowadzenia.

Odprowadzaj skropliny zgodnie z obowiązującymi na obiekcie przepisami środowiskowymi. Olej sprężarkowy może zanieczyszczać zebraną wodę. Nie kieruj zaolejonych skroplin do zwykłego odpływu podłogowego bez zatwierdzonego uzdatniania.

Montuj miski w położeniu wymaganym przez producenta. Chroń przezroczyste miski przed chemikaliami, promieniowaniem ultrafioletowym i uderzeniami. W środowiskach, w których jest to wymagane, stosuj osłony lub metalowe miski.

Reguluj do najniższego praktycznego ciśnienia

Regulator steruje ciśnieniem za punktem regulacji w swoim zakresie roboczym. Niższe ciśnienie może ograniczyć wycieki i zużycie powietrza, ale nadal musi zapewniać szczytową siłę i przepływ siłownika.

Ustawiaj ciśnienie podczas pracy maszyny przy reprezentatywnym zapotrzebowaniu. Statyczny manometr może wskazywać prawidłową wartość, podczas gdy ciśnienie dynamiczne gwałtownie spada. Przy diagnozowaniu powolnego ruchu mierz ciśnienie blisko problematycznego siłownika.

Regulatory mają ograniczenia przepływu i wykazują spadek ciśnienia pod obciążeniem. Mały regulator może utrzymywać ciśnienie na biegu jałowym, a tracić kontrolę podczas jednoczesnego ruchu siłowników. Lepszym rozwiązaniem niż zwiększanie nastawy może być zastosowanie równoległych gałęzi lub lokalnego zbiornika.

Nie dodawaj smarowania z przyzwyczajenia

Wiele nowoczesnych elementów pneumatycznych jest przeznaczonych do pracy bez smarowania. Dodanie mgły olejowej może wypłukać smar fabryczny lub spowodować uzależnienie od ciągłego smarowania. Późniejsze przerwanie tego zasilania może przyspieszyć zużycie.

Stosuj smarownicę tylko wtedy, gdy wymagają tego producenci urządzeń znajdujących się za punktem smarowania. Wybierz zatwierdzony środek smarny i sprawdź minimalny przepływ powietrza potrzebny do jego dostarczania. Nie doprowadzaj smarowanego powietrza do procesów wymagających czystego powietrza bez oleju.

Dokumentuj miejsce rozpoczęcia smarowania. Późniejsi technicy muszą wiedzieć, które gałęzie można modyfikować bez zanieczyszczania wrażliwych urządzeń.

Uwzględnij odcinanie i kontrolowane odpowietrzanie

Blokowany zawór odcinający może odizolować dopływające powietrze. Funkcja odpowietrzania może uwolnić ciśnienie za punktem odcięcia, ale energia uwięziona w siłownikach, akumulatorach i zablokowanych obwodach może nadal pozostać.

Ocena ryzyka musi określać sposób kontrolowania zmagazynowanej energii. Standardowe elementy zespołu przygotowania powietrza nie są automatycznie elementami o funkcji bezpieczeństwa. Funkcje bezpieczeństwa wymagają odpowiednich urządzeń, architektury, monitorowania i walidacji.

Zawory łagodnego rozruchu mogą stopniowo napełniać obwód i ograniczać nagły ruch. Nie korygują jednak niebezpiecznej logiki rozruchu. Przed dopuszczeniem ciśnienia do ruchu stwarzającego zagrożenie maszyna powinna ustalić znany stan.

Monitoruj stan, nie tylko ciśnienie

Presostat może potwierdzić ciśnienie zasilania, ale nie może potwierdzić czystości ani wydajności przepływowej. Wskaźnik różnicy ciśnień może ujawnić zatkanie filtra. Monitorowanie punktu rosy może być uzasadnione w krytycznych zastosowaniach z suchym powietrzem.

Połącz te sygnały z użytecznymi działaniami konserwacyjnymi. Alarm bez określonego limitu, opóźnienia i procedury reakcji staje się szumem w tle. Rejestruj trendy wartości, gdy pogorszenie stanu następuje stopniowo.

Powiązane urządzenia są dostępne w kolekcjach Przetworniki procesowe i Przekaźniki przemysłowe. Przed podłączeniem urządzeń monitorujących do sterownika PLC potwierdź zakres sygnału i interfejs elektryczny.

Projektuj z myślą o łatwej konserwacji

Zapewnij przestrzeń potrzebną do demontażu misek i wkładów. Oznacz kierunek przepływu, punkty odcięcia, ustawione ciśnienie i klasę filtra. Numery zamiennych wkładów umieść na liście konserwacyjnej.

Obejście filtra może podtrzymać produkcję, ale może też skierować nieuzdatnione powietrze dalej. Jeśli obejście jest konieczne, kontroluj dostęp do niego i określ, kiedy można go użyć. Rejestruj każde użycie obejścia.

Umieszczaj manometry w miejscach, w których technicy mogą bezpiecznie odczytywać wskazania podczas pracy. Unikaj lokalizacji, w których rutynowe spuszczanie skroplin wymaga wejścia do strefy niebezpiecznej.

Uruchamiaj instalację przy zmierzonym zapotrzebowaniu

Przed podłączeniem wrażliwych urządzeń sprawdź, czy w przewodach nie ma zanieczyszczeń. Stopniowo zwiększaj ciśnienie, sprawdź szczelność i ustaw regulator pod obciążeniem. Uruchom najbardziej wymagającą sekwencję maszyny i zapisz ciśnienie na wlocie oraz wylocie.

Sprawdź działanie spustów i skontroluj, czy za punktem przygotowania nie gromadzą się skropliny. Potwierdź, że miski filtrów pozostają w dopuszczalnych granicach. Przetestuj alarmy ciśnienia i zachowanie przy utracie powietrza. Upewnij się, że przywrócenie zasilania powietrzem nie wywołuje nieoczekiwanego ruchu.

Zmierz wycieki podczas zaplanowanego postoju. Duży spadek ciśnienia może wskazywać na nieszczelne złączki, przewody, uszczelnienia zaworów lub siłowniki. Naprawa wycieków często pozwala zaoszczędzić więcej energii niż podnoszenie ciśnienia.

Diagnozuj tor przepływu powietrza

Powolne działanie siłowników może wynikać z niskiego ciśnienia zasilania, zbyt małych elementów, zatkanych wkładów, ograniczonego przepływu przez tłumiki lub obciążenia mechanicznego. Podczas ruchu porównuj ciśnienie przed każdym miejscem ograniczającym przepływ i za nim.

Powtarzająca się obecność wody za punktem przygotowania wskazuje na awarię spustu, niewłaściwą konstrukcję głównego przewodu, niewystarczające osuszanie lub ochładzanie po uzdatnianiu. Sama wymiana lokalnego filtra może nie rozwiązać problemu u źródła.

Przegląd przygotowania sprężonego powietrza firmy Festo przedstawia filtry, regulatory, osuszacze, smarownice i elementy odpowietrzające jako odrębne funkcje. Użyteczny zespół przygotowania powietrza to zaprojektowany łańcuch uzdatniania, a nie ozdobny zestaw FRL.