Распечатать

Автоматизация

Оптимизация производительности

01.09.2014

Источник: Honeywell

Датчики гидравлической системы для внедорожного мобильного оборудования обеспечивают эффективность и безопасность

Одним из самых значительных факторов, влияющих на стоимость и надежность мобильных гидравлических систем, является использование сенсорных технологий, которые обеспечивают более простое использование, безопасную работу и увеличение эффективности.

Тяжелое строительное оборудование, например, колесные ковшовые погрузчики, экскаваторы и бульдозеры, использует датчики для мониторинга и контроля температуры и давления масла, уровня гидравлической жидкости, скорости колеса и других критически важных показателей, что повышает безопасность оператора, сокращает повреждения оборудования и уменьшает время простоя.

В ковшовых погрузчиках и экскаваторах используются самые разные гидравлические системы, которым для обеспечения большей безопасности и эффективности работы машины требуется несколько типов датчиков, включая датчики температуры, скорости, угла, положения и давления.

В гидравлических системах для работы используется давление жидкости. К таким системам относятся гидравлические двигатели, насосы и баки для жидкости, а также клапаны и цилиндры. Ковшовые погрузчики (как показано на рисунке выше) используют в таких гидравлических системах самые разные сенсоры, включая датчики температуры, скорости, угла, положения и давления, чтобы обеспечить большую стабильность, производительность и эффективность машины.

Например, датчики температуры измеряют температуру масла в гидравлических системах. Насос нагнетает масло из бака, подавая его в гидравлический цилиндр под давлением, что связано с рабочей нагрузкой. Когда оператор нажимает кнопку в кабине, цилиндр выдвигается или втягивается. Из-за таких движений гидравлическая жидкость со временем нагревается, в результате чего температура может превысить максимальное рабочее значение для системы. Когда температура гидравлической жидкости достигает заданного значения, датчик подает сигнал для включения вентилятора охладителя масла, чтобы температура не превышала определенный предел. Таким образом предотвращается перегревание или отказ системы.

Во многих областях сенсорная платформа для датчиков температуры может стать верным решением для гидравлических систем и обеспечить экономию за счет масштабов. Такие сенсорные платформы, например, предлагаемые компанией Honeywell Sensing and Control, дают производителям строительной техники и их поставщикам двигателей, насосов и цилиндров возможность адаптировать свои датчики температуры. Модульная конструкция платформы позволяет выбрать длину зонда, конфигурации резьбы, материалы, коннекторы, корпуса и типы выхода.

Датчик углового положения на базе эффекта Холла Honeywell RTY смонтирован в корпусе со степенью защиты IP67, что позволяет использовать его в сложных средах для измерения угла наклонных дисков в гидромоторах.

В областях применения, где пространство ограничено, размер и вес – всегда важнейшие факторы. Прочные и компактные устройства сенсорной платформы Honeywell обеспечивают большую гибкость и сокращение общего размера системы, не жертвуя при этом производительностью. Кроме того, для этих датчиков можно выбрать различные варианты материала корпуса, что обеспечивает их совместимость практически с любым типом гидравлической жидкости.

В баках гидравлической жидкости также можно использовать инфракрасные датчики для определения уровня масла. Хотя эту функцию может выполнять и переключатель поплавкового типа, бесконтактный инфракрасный датчик обладает важными преимуществами: более высокой точностью и более долгим сроком службы.

Датчики скорости в мобильных гидравлических системах тяжелой строительной техники могут выполнять несколько функций. Например, такие датчики используются для контроля скорости насоса. Их также можно использовать для отслеживания скорости и направления колеса. Во многих случаях колеса крупных внедорожных мобильных машин приводятся в движение колесными гидромоторами. Насосы работают от дизельных двигателей и подают гидравлическую жидкость в гидромоторы.

Для гидравлических насосов, пространство в которых ограничено, некоторые производители датчиков, включая компанию Honeywell Sensing and Control, создают индивидуально сконструированные встроенные датчики температуры и скорости, которые отслеживают скорость насоса и температуру гидравлической жидкости.

Устройство также предоставляет диагностическую информацию о неисправностях проводки, например, о коротком замыкании. Это повышает безопасность и производительность оборудования.

В датчиках положения SMART компании Honeywell используется магниторезистивная технология для точной регистрации положения в сложных условиях работы. Эти датчики можно использовать на экскаваторах для обеспечения устойчивости машины и безопасности оператора.

Датчики колесных гидромоторов должны регистрировать скорость и направление. В некоторых случаях производители датчиков предоставляют решение, сочетающее регистрацию скорости и направления. Ключевая характеристика используемых в этой области применения магнитных датчиков на базе эффекта Холла – защита от смещений, которая исключает ложные сигналы или импульсы, что особенно важно на холостом ходу двигателей гидравлических систем.

Например, если машина расположена под углом и начинает смещаться вперед или назад, электронной системе управления нужно знать угол наклона, чтобы сбалансировать машину и обеспечить ее неподвижное положение. Датчик определяет, двигается ли колесо и в каком направлении, а затем отправляет данные электронному модулю управления, который дает гидравлической системе сигнал компенсировать смещение.

Датчики угла отслеживают положение наклонных дисков в гидромоторах. Наклонный диск контролирует количество гидравлической жидкости, нагнетаемой через мотор для управления скоростью колеса. Производители оборудования выбирают либо бесконтактные магнитные датчики, либо датчики на базе эффекта Холла в зависимости от области применения.

Обычно бесконтактные магнитные датчики обладают более долгим сроком службы, более точны и выдерживают высокие температуры, вибрацию и неблагоприятную среду, но при этом они дороже датчиков на базе эффекта Холла, которые обеспечивают хорошую производительность при более низкой стоимости. Тип датчика выбирается в зависимости от стоимости и технических требований к машине.

Датчики положения SMART устанавливаются на строительном оборудовании самого разного типа, зачастую на экскаваторах, которые снабжены несколькими выносными опорами для стабилизации и предотвращения опрокидывания машины. На некоторых типах строительных машин установлено до пяти датчиков положения SMART. Датчик устанавливается на выносных опорах с каждой стороны, на каждом вылете стрелы экскаватора, на фронтальном погрузчике и ковше.

Эти датчики обеспечивают управление углом выдвижных цилиндров (выносных опор), чтобы гарантировать, что экскаватор не опрокинется и не будет поврежден. Они также обеспечивают точность, особенно необходимую, когда оператор начинает работать в нескольких сантиметрах от силового кабеля. Оператор должен быть очень осторожен, выбирая глубину и направление траншеи.

Благодаря аккуратному определению положения ковша оператор может выкопать траншею с достаточной точностью, исключая тем самым необходимость проверять глубину и переделывать работу. Это значит, что работу может выполнять менее опытный оператор, причем быстрее, благодаря чему повышается эффективность работы. Кроме того, снижается общий износ оборудования (и связанные с ним расходы и простой), количество выбросов и трудовые затраты. Эффективность машины при этом повышается. В дополнение есть возможность добавить функцию автоматического копания, которая повышает производительность и снижает нагрузку на оператора.

При выборе датчиков положения для управления цилиндрами необходимо учитывать несколько ключевых факторов. К ним относятся точность датчика, его корпус и тип вывода. Кроме того, необходимо знать, какие именно углы понадобится измерять. Например, если типичное движение стрелы осуществляется в пределах 90°, нет необходимости в датчике, определяющем угол до 180°. Причина этого прежде всего в том, что выходной диапазон датчика статичен и более широкий диапазон движения вызовет некоторое снижение разрешения, точности и воспроизводимости.

Производители могут также рассматривать в качестве альтернативы бесконтактный датчик, чтобы исключить механические соединения, которые более подвержены повреждениям и часто становятся причиной простоя в полевых условиях, необходимого для замены деталей. Хотя бесконтактные датчики дороже, они снижают стоимость машины с учетом монтажа, исключая необходимость в механических соединениях и связанные с ними затраты на сборку.

Датчики давления опосредованно измеряют количество жидкости в баке, чтобы гарантировать наличие заданного количества масла, топлива и гидравлической жидкости, необходимого для безопасной работы. Например, датчик давления или мембранный переключатель, установленный в баке гидравлической жидкости, может определить наличие утечки по давлению в трубопроводе. При использовании в сочетании с датчиками положения SMART для управления цилиндром путем измерения давления эти датчики обеспечивают большую устойчивость и эффективность машины.

Оптимизируя мобильные гидравлические системы посредством сенсорных технологий, производители тяжелого строительного оборудования и подрядчики решают сразу несколько ключевых проблем на строительной площадке – таких как квалификация оператора и его загрузка, безопасность, точность работы, износ оборудования, простои, необходимость сокращения выбросов и более эффективного использования топлива.

Роберт Мур (Robert Moore),
директор по электромеханическим продуктам компании Honeywell Sensing and Control

Мнение 19.04.2017 Компания Autonics выпустила новый температурный контроллер с круговой шкалой серии ТА. Устройства серии TA - это бюджетные аналоговые температурные контроллеры без дисплея, отличающиеся высокой точностью управления.
Мнение 17.04.2017 Почему в России промышленные роботы встречаются реже, чем, к примеру, в ЮАР или Уганде? Уфимская компания "Авиатех" уже восемь лет работает на рынке системной интеграции робототехнических комплексов и готова взвесить "плюсы" и "минусы" автоматизации по-русски.
Автоматизация 11.04.2017 Роботизированную сварочную ячейку для дуговой сварки на базе сварочного робота Fanuc 100iC/7L для изготовления каркасных изделий представит компания “Вебер Комеханикс” на выставке “Металлообработка-2017".
Автоматизация 06.04.2017 Интеллектуальные устройства отображения серии DS/DA компании Autonics обеспечиваю свободу действий в промышленной сфере и позволяют осуществлять прямой ввод данных через интерфейс RS485 или от датчиков температуры PT.
Мнение 06.04.2017 Компания Deutsche Messe объявила о слиянии специализированных выставок – ежегодной Industrial Automation и Motion, Drive & Automation, которая до сих пор проводилась на двухгодичной основе. Новая, выставка будет называться IAMD и проводиться в рамках Hannover Messe ежегодно.
Автоматизация 05.04.2017 Шведско-швейцарская группа ABB покупает B&R – одну из ведущих мировых компаний в области ПЛК, промышленных компьютеров и оборудования на основе сервотехники. Годовые продажи B&R в период 2015-16 гг составили 600 млн долларов.
Автоматизация 03.04.2017 Компания Schneider Electric признана самым привлекательным работодателем в России в сфере промышленного производства и награждена специальной наградой Randstad Award. Список финалистов конкурса определялся по результатам независимого исследования.