ПНЕВМАТИКА И ГИДРАВЛИКА системы пропорционального управления: успешное решение новых задач Р оссийские конструкторы редко прибегают к помощи пневматических систем с пропорциональным управлением в своих проектах. Что служит причиной этого - ограниченные возможности данной технологии или отсутствие информации о ней? На этот вопрос отвечает генеральный директор одной из ведущих компаний на российском рынке пневматики «ЭС ЭМ СИ Пневматик» Алексей Курышев: Конечно, некоторые ограничения, как у любой технологии, есть и у пневматики. Но дело не в них, а, в первую очередь, в том, насколько эффективно используются возможности технологии там, где она не выходит за свои ограничения. К сожалению, достаточно поверхностное представление о пневматике продолжает оставаться весьма распространенным. Все знают, что такое пневмоцилиндр, но далеко не каждый представляет себе электропневматический преобразователь, электроуправляемый редукционный клапан, пропорциональный пневмораспределитель, регулятор расхода, пневматический и электропневма- управления в пневмосистемах – это, прежде всего от недостатка информации. КМ: Бытует мнение, что пневмосистемы с пропорциональным управлением обладают невысокой точностью. Насколько это соответствует действительности? Если речь идет о пропорциональном управлении давлением, то Системы с пропорциональ ным управлением и позицио нированием существенно рас ширяют область применения пневматики Алексей Курышев, «ЭС ЭМ СИ Пневматик» точность весьма высокая, достигающая ±0.5% от диапазона регулирования, т.е. в ряде устройств до ±1 кПа. Это соответствует точности прецизионных регуляторов давления. Не все так хорошо с точностью управления по координате: такое замечательное для других случаев свойство воздуха как сжимаемость сильно осложняет позиционирование исполнительного механизма, не позволяя достигать той же точности, как в электроприводах. Так, пневмоци- Заслонка с пропорциональным пневмоприводом тический позиционер, исполнительный механизм с прецизионным пневмоуправляемым стопором и магнитной шкалой для обратной связи по координате. Эти устройства существенно расширяют область применения пневматики, распространяя её на задачи, которые еще недавно к пневматике никак не относились. Так что, скромное пока применение пропорционального 38 2009 № 1 хода, привод с электропневматическим позиционером имеет точность ±0.5% от полного хода по линейной или угловой координате. Получается, что для вполне обычной длины хода 200 мм точность позиционирования составляет ± (1-2) мм. Конечно, по этому показателю пневматические приводы заметно уступают электрическим, но ведь не всегда требуется позиционировать с точ- Цилиндр с позиционером линдр с линейным пневматическим позиционером обладает точностью позиционирования ±1% от полного КОНСТРУКТОР. МАШИНОСТРОИТЕЛЬ www.konstruktor.net ностью до сотых долей миллиметра. В технике есть множество задач, где «пневматическая» точность вполне достаточна: управление регулирующей трубопроводной арматурой на пищевых, химических, целлюлознобумажных и других производствах, управление флотационными машинами на горно-обогатительных предприятиях, регулирование потоков воздуха в системах вентиляции производственных помещений, и этот список можно продолжать. КМ: Может ли пневмосистема стоить дешевле электропривода с аналогичными возможностями? Там, где возможности аналогичны и есть сжатый воздух, пневмосистема может стоить в разы дешевле, чем электропривод. Если воздуха нет, то в стоимость пневмосистемы требуется включить компрессор с оборудованием для подготовки воздуха, и тогда преимущество в стоимости может потеряться. К примеру, у SMC есть такое изделие – «электрический цилиндр» LZ. Это электропривод с цикловым управлением, перемещающийся от начальной точки до конечной без промежуточных остановок - как обычный пнев- ПНЕВМАТИКА И ГИДРАВЛИКА моцилиндр. Этот электропривод имеет аналогичные пневмоцилиндру возможности, но применяется там, где нет сжатого воздуха. А если воздух есть, то обычный пневмоцилиндр с распределителем оказывается в 4 раза дешевле. КМ: Справляются ли пропорциональные пневмосистемы с большими нагрузками? Да, здесь пневматика очень сильна. Мы производим в России пневмоприводы с пропорциональным управлением, содержащие пневмоцилиндр диаметром 300 мм со SMART-позиционером. Такой привод, управляясь аналоговым сигналом 4-20 миллиампер, может развивать усилия до 5 тонн. При этом координата штока пропорциональна управляющему сигналу с точностью ±0.5% от полного хода, составляющего 300 мм. Ничто не мешает применить этот же механизм пропорционального управления на цилиндре диаметром 500 мм, и тогда усилие достигнет 13 тонн. Такие цилиндры применяются, например, для пропорционального управления большими донными клапанами на горнообогатительных предприятиях. КМ: К проблемам подобных систем относят остановку и старт в промежуточных положениях… В этом и состоит основная сложность пропорционального управления в пневматике. Для ее пре- Управление питателями в горно-обогатительном производстве одоления используются позиционеры – устройства, управляющие давлениями в обеих полостях исполнительного механизма с целью устранения рассогласования между двумя сигналами - управления и обратной связи. Так, SMC производит несколько типов позиционеров: пневматические, управляемые пневмосигналом 0.2 – 1.0 бар и с механической обратной связью, электропневматические, управляемые сигналом 4-20 мА и тоже механической обратной связью, а также SMART-позиционеры, содержащие электронный управляющий блок, который принимает электрические сигналы управления и обратной связи и управляет пропорциональным пневмораспределителем. Более, казалось бы, простым решением является механизм с дискретным позиционированием - пневмоцилиндр с прецизионным стопором, останавливающим шток в заданных точках. Однако и такая система, которую мы также производим, оказывается не столь простой. Для достижения приемлемой точности позиционирования применяется специальный блок управления, программа которого способна к самообучению. Вначале автоматически измеряются и запоминаются величины перебегов, впоследствии команды на остановку подаются с упреждением, чтобы уменьшить перебеги и повысить точность. Таким образом, современная пневматика успешно справляется с решением задачи остановки и старта в промежуточных положениях. Привод запорно-регулирующей арматуры на складе глинозема www.konstruktor.net КОНСТРУКТОР. МАШИНОСТРОИТЕЛЬ 2009 № 1 39