Электропневмоавтоматика 2

Для расширения возможностей монтажа распределители с электро­

Расположение

магнитным управлением имеют два различных варианта расположения

отверстий подвода/

отверстий:

отвода воздуха

Некоторые распределители стыкового исполнения с точки зрения раз-

Распределители

меров стыковой поверхности и расположения на ней отверстий выпол-

по стандарту ISO

няются в соответствии с международными стандартами ISO. Это поз­

воляет сделать распределители разных фирм-производителей взаимо­

заменяемыми.

Часто бывает выгодно использовать не стандартизированные распре­

делители, особенно в тех случаях, когда требуются небольшие габариты

или более дешевое решение.

В таблице 4.3 представлены сравнительные характеристики 5/2-

Характеристики

распределителей трех типов.

5/2-распределителей

Тип

Стыковое, с подводом

расположения

Стыковое

Резьбовое

управляющего воздуха

отверстий

Условное

4

|2

4

J2

4:

графическое

14 К^-Х'-

/т>,

14 Ц)X.

14 IIQXJL

5^ к

обозначение

'•Y_3__J

Ц

"1

1

Условный

4,0 мм

4,0 мм

14,0 мм

проход, мм

Номинальный

500 л/мин

500 л/мин

2000 л/мин

расход

Диапазон

2,5...8 бар

-0,9...8 бар

2,5.. .10 бар

давления

(управление 2,5...8 бар)

Время вкл/выкл

20/30 мс

20/30 мс

30/55 мс

Таблица 4.3:

Характеристики

5/2-распределителей

с

электромагнитным управлением

(Festo)

Условный проход и

То, с каким номинальным расходом, большим или малым, должен быть

номинальный расход

выбран распределитель, зависит от используемого цилиндра.

Цилиндр с большой площадью поршня или с высокой скоростью пере­

мещения требует применения распределителя с большим пропускаемым

расходом. Для цилиндра с малой площадью поршня или небольшой

скоростью его перемещения достаточен будет распределитель с неболь­

шим расходом. В качестве меры пропускаемого распределителем расхода

используются условный проход и номинальный расход.

При определении условного прохода распределителя берется минимальная

площадь поперечного сечения внутреннего тракта, по которому протекает

сжатый воздух. Диаметр такого же по площади круглого сечения и

называется условным проходом.

Больший условный проход означает и больший расход, который может

протекать через распределитель, а меньший диаметр — меньший расход.

Номинальный расход распределителя измеряется при определенных

условиях. Давление перед распределителем устанавливается на уровне

6 бар, а давление на выходе — 5 бар.

В соответствии со своими характеристиками распределители, приведен

ные в таблице 4.3 и имеющие условный проход 4 мм, могут использоваться

для управления цилиндрами с диаметром п о р ш н я до 50 мм. С д р у г о й

стороны, распределитель с условным проходом 14 мм может исполь­

зоваться для управления цилиндрами большего диаметра или там, где

необходимо получить более высокие скорости перемещения поршня.

Диапазон давления

Диапазон давления — это границы давления питания, при котором рас­

пределитель может работать. Верхний предел зависит от прочности

конструкции распределителя, а нижний определяется каскадом пилотного

управления (см. раздел 4.2).

В тех случаях, когда распределитель работает на исполнительное устройст­

во с низким давлением (таким как вакуумный захват) и этого давления

не достаточно для работы пилотного каскада, используют распределители

с внешним подводом управляющего давления.

Под временем срабатывания понимается отрезок времени между за-

Время срабатывания

мыканием (размыканием) контакта при подаче сигнала на катушку и

переключением распределителя в новое положение.

В распределителях с односторонним управлением и пружинным возвра­

том время включения обычно короче, чем время выключения.

Большее время срабатывания распределителей ухудшает характеристики

электропневматической системы управления, поскольку процессы на­

полнения полостей цилиндров сжатым воздухом и их опорожнение в ат­

мосферу задерживаются на время срабатывания.

Распределители с электромагнитным управлением могут иметь катушки

4.4. Технические характе­

различных типов. Обычно производители пневмооборудования для каж­

ристики электромаг­

дого типа распределителей предлагают одну или несколько серий электро­

нитных катушек

магнитных катушек с соответствующими присоединительными разме­

рами. Выбор катушки делается на основе ее технических характеристик

(Таблица 4.4).

Определение

Указанное в таблице 4.4 напряжение относится к напряжению, пода-

рабочего напряжения

ваемому на катушку. Катушка выбирается для работы с сигналами

системы управления. Если система управления работает, например,

на напряжении 24 В постоянного тока, то и катушку следует выбрать

по этому напряжению.

Чтобы гарантировать правильную работу катушки, подаваемое на нее

напряжение не должно выходить за определенные пределы. Для катушки,

предназначенной для работы на 24 В постоянного тока, эти пределы

следующие:

Минимальное напряжение:

V m i n= 24 В • ( 1 0 0 % - 10%) = 24 • 0,9 - 21,6 В.

Максимальное напряжение:

V m a x ^ 24 В • (100% + 10%) = 24-1,1 =26,4 В.

Если система управления работает на переменном напряжении, то и

катушку следует выбрать такого же типа, а частота в сети должна быть в

установленных пределах. Для катушек переменного тока, представленных

в таблице, допустимые пределы указаны как 5% над и 5% под номиналь­

ным значением 50 Гц; иными словами частота в сети должна колебаться

в пределах от 47,5 до 52,5 Гц.

Электрическая

Характеристики мощности (потребление энергии и фактор мощности)

мощность

следует принимать в расчет при выборе источника питания для электри­

ческой части системы управления. Разумно выбрать такой источник

питания, который не был бы перегружен даже в случае одновременного

срабатывания всех катушек, входящих в систему.

Когда электромагнит включен, по его катушке течет ток. Из-за омиче-

Продолжительность

ского сопротивления температура катушки растет. Продолжительность

включения (VDE 530)

включения показывает максимально допустимый процент рабочего

времени, в течение которого катушка может оставаться под напряже­

нием. Катушка с продолжительностью включения 100% может быть

включена в течение всего времени работы.

Если этот показатель меньше 100%, катушка при непрерывной работе

может перегреться. Изоляция может расплавиться, и катушка будет

уничтожена. Продолжительность включения указывается для времени

работы 10 минут. Так, если разрешенная продолжительность включения

равна 60%, то катушка может находиться под напряжением не более

6 минут в течение каждых 10 минут.

Класс защиты показывает, насколько хорошо электромагнит защищен

Класс защиты и

от воздействия пыли и воды. Катушки из таблицы 4.4 имеют класс защиты

разъем на кабеле

IP 65, то есть они пыленепроницаемы и могут работать под брызгами

воды. Подробно классы защиты рассмотрены в главе 7.

Тип подводящего к катушке кабеля должен соответствовать имеющейся

розетке (см. раздел 4.5).

Катушка будет надежно работать только в том случае, если указанные в

Температура

ее характеристиках диапазоны температур окружающей и рабочей

среды (в данном случае сжатого воздуха) будут соблюдаться.

Когда на катушку подается сигнал, ее магнитное поле и, следовательно,

Среднее время

развиваемая мощность, растут, но с некоторой задержкой. Среднее

подхвата

время подхвата показывает промежуток времени между подачей тока

на катушку и перемещением якоря. Обычно это время равно от 10 до

30 мс.

Чем больше время подхвата, тем медленнее срабатывает распреде­

литель.

электромагнитной

равления. При открытии контакта ток на катушке резко падает.

катушке

В результате быстрого изменения интенсивности электрического тока

в совокупности с индуктивностью катушки на катушке кратковременно

возникает высокое напряжение. На разомкнутом контакте может воз­

никнуть электрическая дуга. Даже через довольно короткое время

контакт может разрушиться. Поэтому необходимо предусмотреть

защиту.

На рис. 4.13 показана защитная цепь для катушки постоянного тока.

При замкнутом контакте ток И протекает через электромагнит, но не

может течь через диод (рис. 4.13 а). Если к о н т а к т о т к р ы т ь , т о к в главной

цепи исчезнет (рис. 4.13 б). Но благодаря оставшейся замкнутой цепи с

диодом ток 1м будет течь через электромагнит, п о к а энергия магнит­

ного поля полностью не рассеется.

В результате работы защитной цепи ток не пропадает внезапно, а будет

течь еще некоторое время, постепенно ослабевая. Пики индуктивного

напряжения значительно снижаются, гарантируя, что контакты и обмот­

ка не будут повреждены.

Кроме защитной цепочки, необходимой для долгой работы распредели-

Допо

теля, в кабель или разъем могут быть вмонтированы и другие устройст-

функ

ва, например:

ный

Рис. 4.14: Электромагнитная катушка, адаптер и разъем

Класс защиты

Вилки, розетки и адаптеры уплотняются, чтобы предотвратить попадание

на контакты пыли или влаги. Если адаптер, электромагнитная катушка

и распределитель имеют различные классы защиты, то распределитель

в сборе будет иметь самый низший из трех.

Защита от взрыва

Если распределитель предназначен для работы в условиях, где сущест­

вует угроза взрыва, то необходимо использовать специальные

взрывозащитные катушки с запрессованным кабелем.