Élelmiszeripari folyamatirányítás

Átírás

1 Élelmiszeripari folyamatirányítás

2 Vezérlés Zavaró jelek Érzékelő M/Á Vezérlő berendezés Beavatkozó Vezérelt folyamat Szabályozás Zavaró jelek Alapjeladó Szabályozó Beavatkozó Szabályozott berendezés szakasz Mérő-átalakító

3 A vezérlési vonal jelei - Vezetőjel Ez a jel határozza meg a vezérelt jellemző kívánt értékét (célkitűzés). - Rendelkezőjel A célkitűzés megvalósításához szükséges parancs kiadása. - Beavatkozójel A beavatkozószerv bemenő működtető jele. - Módosított jellemző A vezérelt jellemző közvetlen befolyásolására alkalmas jel. - Zavaró jellemzők A vezérelt jellemzőre ható olyan jelek, melyek nincsenek a vezérlőberendezés felügyelete alatt.

4 x b Beavatkozó x m Beavatkozó jel (x b ): Módosított jellemző (x m ): - Mechanikai - Villamos - Pneumatikus - Hidraulikus - Mechanikai (lineáris, forgó) - Villamos (kapcsolás) - Pneumatikus - Hidraulikus

5 Mechanikai -> Villamos Záró-, bontó-, váltóérintkezős nyomógombok

6 Villamos -> Villamos Relé (felépítése és rajzjele)

7 Villamos -> Villamos Relé

8 Villamos -> Villamos Mágneskapcsoló

9 Villamos -> Villamos -Időzítő (időrelék) - meghúzási késleltetés - ejtés-késleltetés -Frekvenciaváltó - U1, f1 -> U2, f2 - lágyindítás - fordulatszám-szabályozás

10 Villamos -> Mechanikai Elekromágnes

11 Villamos -> Mechanikai Behúzómágnes

12 Villamos -> Mechanikai Elektromágneses tengelykapcsoló

13 Villamos -> Mechanikai Szervomotorok Pozíció jeladó Motor Elfordulás + Pozíció-érzékelés Mérő-átalakító

14

15 Villamos -> Mechanikai Szervomotorok Motor: bármilyen villamos motor, aminek - változtatható a fordulatszáma - változtatható a forgásiránya - kicsi a tehetetlensége -DC -AC

16 Villamos -> Mechanikai Szinkronmotorok

17 Villamos -> Mechanikai Léptető-motorok

18 (Villamos -> ) Mechanikai -> Pneumatikus, hidraulikus (Általában: gázok és folyadékok áramlásának irányítása) Csap, tolózár, szelep

19 (Villamos -> ) Mechanikai -> Pneumatikus, hidraulikus Csap szelepszár tömítés φ szelepülék Q v szeleptest

20 (Villamos -> ) Mechanikai -> Pneumatikus, hidraulikus Tolózár

21 (Villamos -> ) Mechanikai -> Pneumatikus, hidraulikus Szelep (ülékes szelep) szelepszár tömítés H zárótest szelepszár tömítés H zárótestek Q v Q v szeleptest szelepülék szeleptest Együlékes szelep vázlata Kétülékes szelep vázlata

22

23 (Villamos -> ) Mechanikai -> Pneumatikus, hidraulikus Pillangószelep φ=0º φ=70º

24 (Villamos -> ) Mechanikai -> Pneumatikus, hidraulikus Membránszelep

25 (Pneumatikus -> ) Mechanikai -> Pneumatikus, hidraulikus Csőszorító szelep (membránszelep)

26 Csap, tolózár, szelep - karakterisztika Q V100 Q V100 Q V0 Q V0 0 H H 100

27

28 Hidraulikus rendszerek Ülékes szelepeknél golyó, kúp vagy ritkán tányér alakú a zárótest, amelyet egy rugó az ülékre nyom. Ezek a szelepek jól zárnak. A hosszanti tolattyús szelep egy vagy több egymással összefüggő tolattyúból áll, melyek egy hengeres furatban axiális irányban mozognak. Tolattyús szelepekkel ezen tolattyúk mozgatásával tetszőlegesen sok csatlakozó csatorna nyitható, egymással összeköthető, vagy zárható.

29 Tolattyútúlfedés Egy szelep átváltási viselkedését a tolattyú túlfedése határozza meg. Megkülönböztetünk pozitív, negatív és nulla túlfedést. Egy vezérlőtolattyúnál az egyes vezérlőéleknél a túlfedés más-más lehet.. pozitív túlfedés: átváltáskor rövid ideig az összes csatlakozás egymástól el van választva; a nyomás nem omlik össze (fontos az akkumulátorral rendelkező berendezéseknél); a nyomáscsúcsok miatt átváltási ütések; határozott, kemény átváltás;. negatív túlfedés: átváltáskor rövid ideig az összes csatlakozás egymással össze van kötve; a nyomás rövid ideig leesik (a teher süllyed);. nulla túlfedés: él az élen. Gyors átváltásnál, rövid kapcsolási utaknál fontos.

30 Pneumatikus -> Mechanikai

31 Pneumatikus -> Mechanikai Munkahenger lineáris elmozdulás

32 Pneumatikus -> Mechanikai Munkahenger

33 Pneumatikus -> Mechanikai Forgatóhenger elfordulás

34 Pneumatikus -> Mechanikai Pneumatikus motorok forgás Légmotorok

35 Folyamatos forgás sűrített levegővel táplálva Előnyök a villamos motorokhoz viszonyítva: Tűz- és robbanásveszélyes helyen is alkalmazhatóak. Nagyobb a teljesítménysűrűség. Alacsony fordulatszám közvetlenül (áttételek nélkül). A túlterhelés nem okoz károsodást (sőt, vészleállást sem). A sebességük egyszerű szelepekkel szabályozható (szemben a drága elektronikus szabályozókkal). A nyomaték egyszerűen a levegő nyomásával - változtatható. Nincs szükség indítóra, túlterhelésvédelemre, stb. Sokkal kisebb a hőtermelésük.

36 Hátrányok a villamos motorokhoz viszonyítva: Ha nincs kiépítve a sűrített-levegő rendszer, az összköltség (motor, kompresszor, szűrők, szelepek, stb.) nagyobb. Valamivel nagyobb üzemeltetési költség (sűrített levegő vs. villamos energis). Bár a sebességszabályozás jóval olcsóbb, de kevésbé pontos (ott ±1% ). Terhelés- és táplevegő függő működési jellemzők.

37 Dugattyús motorok (Piston motors) Tulajdonságok: - Nagy teljesítmény - Nagy indítónyomaték - Pontos fordulatszám-szabályozás (kis fordulatszámon is! Jellemzően 2-7 dugattyú (axiálisan, vagy radiálisan); a nyomatékot a hengerben alternálva mozgó dugattyú felületére ható nyomás kelti. Az eredő teljesítmény a levegő nyomásától, a dugattyúk felületétől és számától, a lökethossztól és a sebességtől függ. Több- (>=4)- dugattyús motornál viszonylag sima hajtás (egyenletes nyomaték) (átlapolódás) Folyamatos belső kenést igényelnek. Általában vízszintes helyzetben építik be (kenés!)

38 Pneumatikus -> Mechanikai Dugattyús motor (radiáldugattyú) Pneumatikus motorok forgás

39 Radiál-dugattyús motorok (Radial-piston motors) Robosztus, olajkenésű motorok folyamatos üzemre. A legnagyobb indítónyomatékú légmotor. Átlapolódó dugattyúmozgás egyenletes nyomaték (előre/hátra) kw max teljesítmény fordulat/percnél

40

41 Pneumatikus -> Mechanikai Pneumatikus motorok forgás Dugattyús motor (axiáldugattyú)

42 Axiál-dugattyús motorok (Axial-piston motors ) Kompakt, kis helyigény és fajlagos teljesítmény Bonyolult felépítés drága Sok mozgó, súrlódó alkatrész kenésigény (zsír) Simább futású és alacsonyabb fordulatszámon adja a maximális teljesítményt, mint a lapátos motor Kisebb és könnyebb, mint az azonos teljesítményű elektromos motor Max 2-3 kw teljesítmény

43 Pneumatikus -> Mechanikai Pneumatikus motorok forgás Dugattyús motor (axiáldugattyú)

44 Pneumatikus -> Mechanikai Pneumatikus motorok forgás Dugattyús motor (axiáldugattyú)

45 Pneumatikus -> Mechanikai Pneumatikus motorok forgás Dugattyús motor (axiáldugattyú)

46 Pneumatikus -> Mechanikai Pneumatikus motorok forgás Lapátos motor

47 Lapátos légmotorok (Vane motors ) A lapátos motorokat alacsony/közepes teljesítmény-igény esetén alkalmazzák. Az egyszerű felépítés és a kis helyigény, kompakt kivitel miatt kéziszerszámok erőforrása, de pl. keverőként is gyakran alkalmazzák. A nyomaték a lapát egyik oldalára ható nyomás miatt keletkezik. Értéke a nyomástól, a felülettől és a hajtókartól (az adott lapát középpontjának a forgástengelytől mért távolságától) függ. A többlapátos motorok (3-10 lapát) nyomatéka (adott fordulatszámon) a levegőnyomás emelésével növelhető, de ez együtt jár a magasabb légfogyasztással és az élettartam csökkenésével is.

48 (Vane motors ) Üzemi fordulatszám: 100 to 25,000 rpm Fajlagos teljesítmény (egységnyi tömegre vetítve) jobb, mint a dugattyús motoroké A lapátok súrlódó mozgása miatt folyamatos kenést igényel (olajozott levegő) A terhelés nélküli üzem kerülendő (túlpörgés, élettartam!).

49 Lapátos motor

50 Pneumatikus -> Mechanikai Pneumatikus motorok forgás Fogaskerék motor

51 Fogaskerék motorok (Gerotor air motors) A gerotorok külön áttétel nélkül nagy nyomaték leadására képesek alacsony fordulatszámon is (akár 20 fordulat/percig). A kompakt kivitel miatt gyakran alkalmazzák olyan területeken, ahol limitált a hely, de nagy nyomatékra van szükség (pl. veszélyes környezetben). Az alacsony sebességű/nagy nyomatékú fogaskerék motorok 30 Nm fölötti nyomaték leadására képesek a fordulat/perc tartományban 6 bar nyomásról működtetve. A gerotorok kis forgórész-tehetetlenségének köszönhetően azonnali indulásra, leállásra, forgásirány-váltásra képesek. Nem érzékenyek a beszerelési helyzetre.

52 Turbinás motorok A pneumatikus teljesítményt 65%-75% hatásfokkal alakítják mechanikai teljesítménnyé. Ezzel a leghatékonyabb légmotorok, ami a mozgó részek érintkezésmentességének, súrlódásmentességének köszönhető. Ugyanezért nincs szükség folyamatos kenésre (olajozásra) sem. Régebben szinte kizárólag extrém nagy fordulatszámot (és kis indítónyomatékot) igénylő területeken alkalmazták (pl. fogászati fúró), de az utóbbi időben terjed dugattyús motorok indítójaként is.

53 Radial-piston motor (radiál-dugattyús) Vane motor (lapátos) Axial-piston motor (axiál-dugattyús) Gear motor (fogaskerék)

54 Pneumatikus -> Mechanikai Pneumatikus motorok forgás rotary vane (lapátos) axial piston (axiál-dugattyús) radial piston (radiál-dugattyús) gerotor (gear ) (fogaskerék) turbine - up to 1-2kW and rpm - up to 2-3 kw and low speed - up to kw and 4500 rpm - very high torque ( Nm) and very low speed ( rpm) - low torque and extremely high speed (up to rpm)