铸造自动化系统中的执行器

自动过程控制系统中的执行器旨在直接影响受控对象或其控制。

要求

驱动器必须满足以下要求：

• 尽可能具有线性静态特性；

• 有足够的力量使控制对象或其器官在所有操作模式下运动；

• 具有所需的性能；

• 确保对产值进行最简单和最经济的调节；

• 转向力低。

在铸造厂工作时的特点

铸造工艺自动化系统的特点是存在两种控制模式：远程和自动。

对于远程控制系统中的驱动器，主要指标是能量，此外还需要运行、结构和经济特性。

对于自动控制系统中的驱动器，最重要的是它们的静态和动态特性，这会影响调节的稳定性和质量。在设计中必须考虑铸造工艺自动化系统中致动器选择的这些特性。

驱动器（远程控制）的主要能量参数是标称转矩（在标称控制时产生的力）和启动转矩（在标称控制信号的作用下在接通瞬间产生的力）。

驱动器的启动扭矩与减少的惯性矩之比决定了它的惯性，即从运动开始到输出元件在稳定状态下的标称运动速度的时间。为减少加速时间，启动转矩不应超过额定转矩的2—2.5倍。

在控制作用有两个设定点的位置控制系统中，执行器必须提供从最大值改变控制作用的能力。

在具有恒速调节器的系统中，对物体的控制作用取决于调节体的运动时间，其排列速度取决于执行器的技术数据。

在比例控制系统中，对对象的控制作用与参数与设定值的偏差成正比，比例系数取决于执行器、制动装置的设计和行程后行程。

在许多用于铸造过程的自动控制系统中，执行器由调节器位置的反馈覆盖。考虑到驱动器的精度和速度，对驱动器的静态和动态特性进行了高级评估。

在设计执行器时，需要设定其输出装置在额定负载下的运动速度，以及与输出装置的额定运动速度相对应的控制信号。

铸造自动化系统中使用了各种各样的执行器。按设计分为机电式、电磁式、液动式、气动式和组合式。

机电驱动

机电驱动器用于控制自动化系统的各种停止和调节工作机构。套件可能包括电动机、变速箱、限位开关、扭矩限制离合器和反馈传感器。

机电驱动包括用于自动倾倒的转动桶的装置，用于混合和混合系统中称重分配器的料斗的打开和关闭，装料冶炼厂等。

在这些铸造工艺中，机电驱动提供：

• 使用“关闭”和“打开”启动按钮远程或自动启动电力驱动装置；

• 通过按钮或限位开关的触点将电驱动器停止在任何中间位置；

• 在严重过载的情况下紧急关闭；

• 工作体末端位置（升降机、料斗底部、浇包等）的远程灯光信号；

• 其他机制的电气阻塞。

电磁驱动器

电磁驱动器是电磁铁与由其移动的机械装置的组合。它们将向前运动传递给受控器官的驱动器。

电磁执行器用于控制自动化系统中的阀门、闸门、阀门和阀芯，用于调节圆顶射流的供应、加热、炼钢过程中的氧气供应，在使用的系统中 电动液压或电动气动装置，其中螺线管移动控制阀等。

电磁阀和阀门的缺点是几乎是瞬时切换，可能会发生水锤现象。

液压驱动

液压执行器广泛用于自动铸造线和系统，因为它们允许 5 - 7 倍过载的显着短期动作，在小尺寸时具有大输出力矩（力）并且可以提供超过 20,000 rad 的角加速度/秒。

应用最广泛的液压活塞驱动，其中使用石油、合成液、醇-甘油混合物等作为工作流体。

在铸造系统中，最常用的活塞驱动装置是单作用和双作用的。

液压驱动的缺点包括质量大、控制功耗大以及难以消除事故。

为纠正其中的一些主要缺点，铸造厂用液压缸制动方式和规律的选择及制动装置设计参数的计算尤为重要。

某些液压缸和制动装置的选择是由它们的工作方式决定的。在低速时，允许使用不带制动装置的驱动液压缸，将结构或设备的运动部件制动到限制器上。当工作速度增加到80mm/s时，需要使用制动装置。

气动驱动器

气动驱动器 施工方式与水力相同。它们的区别在于工作介质（气体和液体）的特性。气体的可压缩性对系统的运行有负面影响，尤其是在显着负载和加速度下。

气动驱动器分为活塞式和隔膜式。气动活塞执行器由于其简单性和低成本而在铸造厂中很常见。

同时，铸造工艺中恶劣的环境迫使设计人员为自动铸造机开发专用气缸。这种气缸采用封闭设计制造，其活塞杆不与环境接触。

他们使用单向气缸，通过单个齿条连接到输出轴上的齿轮。轴的旋转由曲柄转换为直线运动，虽然双重转换会导致动力损失，但这些机构经久耐用。

组合执行器

Festo 的新设备使您能够通过简单的机动运动解决任务，并通过 IO-Link 智能地将数据从控制器交换到 PLC。该系列电动驱动器结合了气动的简单性和电气自动化的优点。

Simplified Motion 系列的电驱动器是具有集成机动化和控制功能的运动解决方案，适用于简单任务。它们允许您根据“即插即用”原则在没有软件的情况下进行操作和调试。

可以使用物理按钮直接在驱动器上设置进给和返回速度、驱动力、终端位置设置、阻尼和手动控制等参数。

选择

在为铸造自动化系统选择执行器时，要考虑它们的速度、效率和安静运行。这些指标中的每一个，在某种程度上，对于解决特定的自动化问题都可能很重要。

然而，在设计或选择任何执行器时应优先考虑一个主要标准——即高可靠性。

在这方面，建议尽可能广泛地使用具有简单运动学方案的电磁和机电驱动器。

在使用液压或气动驱动的情况下，必须注意密封装置的可靠性和减少运动部件的质量。

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