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 23.08.2017 Минпромторг России утвердил методику отбора российских машиностроителей для включения в вендор-листы международных инжиниринговых компаний. Цель отбора – оценить способности компаний выполнить поставку продукции и сформировать реестр квалифицированных претендентов.
Автоматизация 18.08.2017 Корпорация Autonics представляет новую логическую панель ЧМИI серии LP-S044 с сенсорным монохромным экраном размером 4,4” и встроенным ПЛК. Это избавляет от приобретения отдельного контроллера для расширения возможностей сенсорного дисплея.
Автоматизация 18.08.2017 У штаб-квартиры Mitsubishi Electric новый офис в российской столице. В августе компания перебралась в бизнес-центр «Вивальди Плаза» у метро «Павелецкая».
Электротехника 17.08.2017 Новая разводка позволяет осуществлять быстрый монтаж модулей ввода-вывода без классического подключения отдельных жил, а технология plug&play исключает ошибки при подключении контроллера. Адаптеры VARIOFACE обеспечивают высокую гибкость.
Автоматизация 08.08.2017 Датчики серии BTS со встроенным усилителем отлично подходят для использования в ограниченном пространстве (ширина всего 7,2 мм). Они способны обнаруживать миниатюрные объекты, такие как металлические проводники и полупроводниковые кристаллы.
Автоматизация 02.08.2017 Компания Cognex представила трехмерный лазерный профилировщик In-Sight – измерительную систему для проверки габаритов детали. Она позволяет получать профиль изделия, выполнять точные измерения и анализировать результаты, в том числе обнаруживать дефекты.
Автоматизация 31.07.2017 Панельные модули серии D5Y-M компании Autonics поддерживают различные режимы работы входа (статический, динамический, последовательные (4/5/16/20/25 бит)), возможности выбора положения десятичной точки, отображения знака «-». Существует возможность выбора разрядности.
Автоматизация 27.07.2017 Многооборотные абсолютные энкодеры Autonics EPM50 c диаметром корпуса 50 мм и выступающим валом позволяют осуществлять монтаж в условиях ограниченного пространства и могут применяться в самых разных системах благодаря исполнению с боковым подключением кабеля без разъема.
Автоматизация 27.07.2017 Корпорация Mitsubishi Electric представила платформу для промышленной автоматизации e-F@ctory. Её конкурентное преимущество – распределенная обработка данных (edge computing). С ее помощью платформа максимально точно и быстро обрабатывает потоки информации на производстве.