Введение

Пневматические приводы обычно применяют вместе с арматурой, и благодаря своим характеристикам и преимуществам они занимают важное место в области промышленной автоматизации. Они одновременно и исполнитель операций «открыть и закрыть» и «регулировать» на трубопроводе, и звено, от которого зависит, сможет ли решение автоматизации действительно быть реализовано. В этой статье мы начнём с разделения функций с пневмоцилиндрами, ясно изложим преимущества и вместе с тем объясним ограничения и замечания.

1. Сначала определим его место в системе автоматизации

  • Работа в паре с арматурой: преобразует управляющий сигнал в действие открытия/закрытия или регулирования арматуры, доходящее до технологического процесса

  • Сверху — управление, снизу — арматура: с одной стороны сигналы от электромагнитных клапанов, позиционеров, АСУ ТП/ПЛК, с другой — сама арматура

  • Его ценность измеряют тремя вещами: способен ли он надёжно срабатывать в тяжёлых условиях, способен ли точно позиционировать, удобно ли обслуживание

Иными словами, контроллер отвечает за «решение», а привод — за «действие». Как бы хороша ни была стратегия управления, в конечном счёте она реализуется через привод на арматуре — именно поэтому его положение в системе автоматизации устойчиво и его нелегко заменить.

2. Преимущество первое: надёжная работа в тяжёлых условиях, простое управление и удобное обслуживание

По сравнению с пневмоцилиндрами пневматический привод может надёжно работать в тяжёлых условиях, прост в управлении и практически не требует обслуживания. Это особенно важно на объектах химической, металлургической, энергетической промышленности и водоподготовки, где много пыли, высокая влажность, сильная вибрация и высокая температура — способность оборудования работать непрерывно и стабильно реальнее любой рекламы параметров.

На таких объектах привод зачастую работает без остановок круглый год: среда агрессивна, перепады температуры велики, да и условия подачи воздуха неидеальны. Простая конструкция, прямое действие и независимость от электрического привода означают естественно меньшее число точек отказа, и персоналу не нужно часто останавливать работу для ревизии.

Одно замечание: так называемое «без обслуживания» — относительно более простого пневмоцилиндра; качество воздуха и уплотнения всё равно нужно проверять по графику, только тогда «без обслуживания» оправдано.

3. Преимущество второе: разделение функций с пневмоцилиндрами — цилиндры для возвратно-поступательного перемещения, приводы для многопозиционного управления

Пневмоцилиндры хорошо справляются с возвратно-поступательным прямолинейным движением, особенно при прямолинейном перемещении заготовок в промышленной автоматизации; дроссельные клапаны, установленные по обе стороны цилиндра, обеспечивают простое и стабильное регулирование скорости, что также является большим преимуществом пневмоцилиндрового привода. Поэтому пользователи без требований к многоточечному позиционированию в подавляющем большинстве из соображений удобства применяют пневмоцилиндры.

Пневматический привод же отвечает на другую потребность — высокая точность и множество позиций. Эти два решения не заменяют друг друга, а разделяют функции: там, где нужно непрерывное управление положением и совместная работа с арматурой для выполнения технологического действия, применяют привод; там, где выполняется только прямолинейное толкание и нет требований к числу позиций, цилиндр экономичнее.

Запомните эти две фразы — и при подборе не придётся многократно колебаться между «цилиндр или привод»: смотрите на число позиций и точность управления, а не на то, что встречается чаще.

4. Преимущество третье: быстрое время отклика, точное управление скоростью, положением и моментом

В настоящее время пневматические приводы в промышленности применяют в основном для высокой точности и множества позиций. Их преимущество — быстрое время отклика и точное управление скоростью, положением и моментом через систему обратной связи.

Именно поэтому они незаменимы в автоматизированных линиях, регулирующих контурах и блокировках безопасности: им нужно не просто «двигаться», а «двигаться точно и управляемо».

Что касается комплектации, «управляемость» опирается на набор обратной связи: концевой выключатель передаёт сигнал о положении открытия/закрытия, позиционер принимает сигнал 4–20 мА и пропорционально выдаёт давление воздуха, обеспечивая непрерывное управление положением затвора, а обратная связь по положению возвращает фактическое положение в систему управления, замыкая контур. Сам привод — лишь одно звено; именно комплектация определяет, до какого уровня может дойти точность.

5. Три ограничения, которые следует учитывать

  • Для прямолинейного движения нужен передаточный механизм: когда требуется прямолинейное движение, передачу выполняют через механические устройства, например зубчатые, что влечёт дополнительные механические потери и требования к монтажу

  • Требования к условиям работы и персоналу: предъявляются повышенные требования к условиям работы и к профессиональным знаниям операторов и ремонтников; при подборе следует оценивать условия объекта вместе с возможностями обслуживания

  • Подача воздуха — обязательное условие: осушка, чистота и стабильность давления сжатого воздуха определяют фактические показатели. Если выполнить осушку, фильтрацию и редуцирование как следует, привод сможет действительно долго поддерживать состояние «без обслуживания»; при недостаточной подготовке воздуха преимущества теряются

6. Итог и рекомендации по выбору

Одной фразой: надёжность в тяжёлых условиях, простота эксплуатации и обслуживания, быстрый и управляемый отклик — три главных преимущества пневматического привода в промышленной автоматизации; высокая точность и множество позиций — его основное поле, а возвратно-поступательное прямолинейное перемещение лучше поручить пневмоцилиндру.

При выборе судите по порядку:

  1. Нужно ли непрерывное позиционирование и точное управление — если да, выбирайте привод, иначе можно рассмотреть цилиндр

  2. Соответствуют ли условия объекта и требования взрывозащиты

  3. Готовы ли подача воздуха и комплектующие (электромагнитный клапан, позиционер, концевой выключатель)

  4. Успевают ли возможности обслуживания и поставки запасных частей

Заключение

Ценность пневматического привода не в том, что он «более продвинут», чем другие решения, а в его надёжности в тяжёлых условиях, управляемости в многопозиционных сценариях и относительно нехлопотном обслуживании. Изложив ясно и преимущества, и ограничения, при подборе вы сразу поймёте, где его применять. Для рекомендаций по подбору и комплектации пневматических приводов обращайтесь к нашей сервисной команде.

Zhejiang Huaershi Auto-control Instrument Valve Co., Ltd.

С 1989 года · Более 30 лет занимаемся пневматическими приводами и пневматической арматурой

Сайт: www.hesvalve.com