LICEUL TEHNOLOGIC „CLISURA DUNĂRII “MOLDOVA NOUĂ, Jud. CARAŞ-SEVERIN Nr... Nr... /...
TEMA PROIECTULUI: INSTALAŢII INTERIOARE DE CANALIZARE A APELOR UZATE MENAJERE
EAMEN
DE CERTI!ICARE A CALI!ICĂRII PRO!ESIONALE PENTRU O"ŢINEREA CERTI!ICATULUI CERTI!ICATULUI DE CALI!ICARE PRO!ESIONALĂ NIVEL # Îndrumător proiect Clasa Candidat Învăţământ Profilul Calificarea profesională Anul absolvirii
M$%&'()*u D$%&u) +& /
1
ARGUMENT CAP. . CARACTERIZARE GENERALĂ S.R.A
1.1. Clasificarea S.R.A 1.. Sc!ema bloc a unui sistem de re"larea automată CAPITOLUL ELEMENTE DE EECUŢIE
.1. Clasificarea elementelor de e#ecuţie .. Sc!ema bloc a unui element de e#ecuţie $$ .%. $lemente de acţionare CAP. 0. NORME DE PROTECŢIA MUNCII "I"LIOGRA!IE
0 # # 1 / / 2 2 3 2
ARGUMENT 2
Automatica cuprinde totalitatea metodelor &i a mi'loacelor te!nice prin care se stabilesc le"ături corespun(ătoare )ntre instalaţiile te!nolo"ice &i dispo(itive anume introduse* astfel )ncât conducerea proceselor de producţie producţie să se desfă&oare desfă&oare fără intervenţia intervenţia directă a omului. omului. Principalele avanta'e ale automati(ării constau )n+ , Cre&terea productivităţii muncii, Îmbunătăţirea calităţii muncii, Reducerea efortului intelectual depus de oameni )n cadrul procesului de producţie. În structura oricărei instalaţii automati(ate se distin"+ , nstalaţia te!nolo"ică, ispo(itivul de automati(areAutomati(area Automati(area proceselor de producţie se reali(ea(ă prin sisteme automate* formate din elemente componente* care se reali(ea(ă )n sc!emele funcţionale* simboli(ate printr,un dreptun"!i. 0iecare astfel de element cumulea(ă următoarele proprietăţi+ , Repre(intă o unitate fenomenolo"ică sau funcţională bine definită &i relativ simplă* ca de e#emplu un motor sau transformator electric* o pompă sau un ventilator* o termore(istenta sau un ta!o"enerator* un robinet sau o clapetă de "a(e* un cuadripol electric sau un bloc electronic, Posedă cel puţin un semnal de intrare &i unul de ie&ire elementul de comparaţie are cel puţin două semnale de intrare &i un semnal de ie&ire2* ca de e#emplu+ tensiuni electrice* forţe* temperaturi* presiuni* concentraţii c!imice* deplasări rectilinii sau un"!iulare, 3ran 3ransfe sferul rul semnal semnalelo elorr este este unidir unidirecţ ecţion ional* al* )ntotd )ntotdea eauna una de la intrar intraree spre spre ie&ire ie&ire.. 4a un termocuplu* de e#emplu* semnalul de intrare este temperatura )n "rade c2* iar cel de la ie&ire este tensiunea )n m52 &i nu invers, Semnalul de ie&ire depinde numai de semnalul de intrare &i de structură elementului. Această dependenţă se e#prima* de obicei* fie pe cale analitică ecuaţii diferenţiale sau al"ebrice2* fie "rafo analitica curbe* dia"rame2.
CAPITOLUL I CARACTERIZARE GENERALĂ S.R.A .. .. CLAS CLASI! I!IC ICA AREA REA S.R S.R.A. .A. 3
Clasificarea SRA se face )n raport cu unele criterii+ cri terii+ A4 56 %$78%9 *u 7%&6*&7&u d( ;u6*<&86$%(+ , SA convenţionale sisteme de urmărire* pentru care i pre(intă o comportare )ntâmplătoare deci necunoscută necunoscută )n raport cu timpul2. , SA speciali(ate* care asi"ură* pe lân"ă condiţia a 6 7 sau alte condiţii mai severe de )ncadrare a funcţionării* )n anumiţi indicatori de performanţă impu&i. În cate"orie se "rupea(ă S8 adaptive* optimale sau e#tremale. "4 56 %$78%9 *u =$%&$<&$ >6 9&?7 $ u& & @94, )&)9(?(( d( %($%( $u98?$9B se )mpart )n+ , SRA de stabili(are* dacă i t2 6 constant* ca de e#emplu )n ca(ul menţinerii constante a nivelului de lic!id dintr,un re(ervor* a turaţiei unui motor electric a tensiunii la borne unui "enerator. , SRA cu pro"ram variabil* dacă i t2 varia(ă după o le"e prestabilită* ca de e#emplu temperatura )ntr,un cuptor electric* puterea activă a unui "rup electro"en. , SRA de urmărire* dacă i t2 pre(intă o evoluţie )n timp necunoscută aprioric* ca de* care asi"ură anularea* sau ţinând să anule(e anule(e abaterea de re"la' a 6 i , r unde i se consideră semnalul de intrare &i r se consideră semnalul de reacţie2. În această cate"orie se includ &i sistemele de re"lare automată* pentru care i pre(intă o comportare predeterminată deci cunoscută )n raport cu timpul2 &i e#emplu urmărirea unei ţinte mobile* sau urmărirea unei concentraţii c!imice* funcţie de o perturbaţie )ntâmplătoare. C2 56 %$78%9 *u ?B%&?($ &6(%<&&8% &6)9$$<&(& 9(688&*( * Să se pot "rupa+ , S8 pentru procese lente* având constantele de timp sub 17 s* ca de e#emplu instalaţiile c!imice* termoener"etice. termoener"etice. , S8 pentru procese rapide* având constantele de timp sub 17 s* ca de e#emplu acţionările electrice* re"larea tensiunii "eneratoarelor electrice. 2 56 %$78%9 *u 6u?B%u )(?6$(8% d( &69%$%( '& d( &('&%( se deosebesc+ , S8 mono variabile* având un sin"ur semnal de intrare &i de ie&ire, S8 multi variabile* având mai multe semnale de intrare &i de ie&ire. $2 56 %$78%9 *u 6u?B%u *&%*u&9(8% d( %($*<&( @d( 8&*(& 6($9&=B4, se pot "rupa )n+ , SA cu un sin"ur circuit de reacţie, SA cu mai multe circuite de reacţie* care pot fi )ncruci&ate sau ne )ncruci&ate. 6( &6&$%$ $ ((?(69(8% *8?786(69( * se pot clasifica )n+ 02 56 %$78%9 *u *8?78%9$%($ &6&$%$ )$u 6(&6&$%$ , S8 liniare* având toate elementele componente liniare. 9n element liniar respecta principiul superpo(iţiei efectelor* iar dependenta semnalului de ie&ire faţă de intrare se define&te prin ecuaţii diferenţiale liniare cu coeficienţi constanţi. acă ace&ti coeficienţi depind &i de timp* elementul se considera tot liniar* dar variant )n timp, S8 neliniare* conţin cel puţin un element neliniar. 9n element neliniar nu respecta principiul superp superpo(i o(iţie ţieii efecte efectelor lor.. eoare eoarece ce eleme elemente ntele le nelini neliniare are pre(in pre(intă tă o mare mare divers diversita itate* te* ele se consideră a fi definitiv altfel decât prin ecuaţii diferenţiale liniare* cu coeficienţi* sau variabili )n raport cu timpul. :2 56 %$78%9 *u ;8%?B d( =$%&$<&( >6 9&?7 $ )(?6$(8%, d&6 *8?786(6<$ )&)9(?uu&, deosebim+ , SA cu semnale continue, SA cu semnale discontinue* de obicei sub forma unor impulsuri* modulate )n amplitudine* durată* frecventa po(iţie. 4
, SA cu semnale sinusoidale* modulate )n amplitudine* frecvenţă* fa(ă.
.. SCHEMA SCHEMA "LOC "LOC A UNUI UNUI SISTEM SISTEM DE REGLA REGLAREA REA AUTO AUTOMA MAT TĂ Prin S&)9(? d( R($%( Au98?$9B SRA2 se )nţele"e un sistem reali(at astfel )ncât )ntre mărimea de ie&ire &i mărimea de intrare se reali(ea(ă automat* fără intervenţia omului* o relaţie funcţională care reflectă le"ea de conducere a unui proces. E(?(69u d( *8?7$%$<&( $C2 are rolul de a compara permanent mărimea de ie&ire a instalaţiei te!nol te!nolo"i o"ice ce cu o mărime mărime de acela& acela&ii fel cu valoar valoaree prescr prescrisă isă consi conside derat ratăă consta constantă ntă2* 2* re(ult re(ultatu atull comparaţiei fiind semnalul de eroare ;. R(u$98%u $u98?$9 R82 are rolul de a efectua anumite operaţii asupra mărimii ; primită la intrare* respectiv are rolul de a prelucra această mărime după o anumită le"e* numită le"e de re"lare* re(ultatul fiind mărimea
0i". 1 =odelul structural al unui sistem de re"lare automată SRA2 $lementele componente ale sc!emei unui SRA+ E.C. > $lement de comparaţiecomparaţieR.A. > re"ulator automatE.E. > $lement de e#ecuţieI.T. > nstalaţie te!nolo"icăT% , traductor =ărimi care intervin )n sc!ema de elemente a unui SRA+ U > mărime de intrare a sistemuluiF > semnalul de eroare% > mărime de reacţie* > mărimea de ie&ire a re"ulatorului r e"ulatorului automat? > mărime de intrare a instalaţiei te!nolo"icete!nolo"ice-
CAPITOLUL II ELEMENTE DE EECUŢIE E(?(69(( d( ((*u<&( sunt componente ale sistemelor automate care primesc la intrare semnale de mică putere de la blocul de conducere &i furni(ea(ă mărimi de ie&ire* )n marea ma'oritate a 5
ca(urilor* de natură mecanică forţe* cupluri2 capabile să modifice starea procesului )n conformitate cu al"oritmul de conducere stabilit. Având un dublu rol* informaţional &i de ve!iculare a unor puteri importante* elementele de e#ecuţie au o structură comple#ă* repre(entând subsisteme )n cadrul sistemelor automate. În "eneral* elementul de e#ecuţie este format din două părţi distincte+ motorul de e#ecuţie motor electric =$2 numit &i servomotor2 &i or"anul de e#ecuţie ?$2 Relaţia care se stabile&te )ntre mărimile m de la ie&irea elementului de e#ecuţie $$2 mărimea de e#ecuţie2 &i c mărimea de intrare a $$ provenită de la re"ulator2 define&te comportarea $$ )n re"im staţionar. Raportul dintre aceste mărimi* pentru orice valoare a lui c* ar fi ideal să fie constant* dar intervin )n cursul funcţionarii $$ anumiţi factori care influenţea(ă mărimea m frecări* reacţii ale mediului ambiant* "reutăţi neec!ilibrate etc.2. $#istă ca(uri când trecerea de la re"ulator la $$ trebuie adaptată* folosind un convertor care transforma mărimea de comandă* de e#emplu din electrică )n !idraulică* dacă intrarea )n $$ trebuie să fie !idraulică. $$ poate acţiona asupra modificării de ener"ie )n două moduri+ @ Continuu* dacă mărimea m poate lua orice valoare cuprinsă )ntre două valori limită@ iscontinuu* dacă mărimea m poate fi modificată numai pentru două valori limită dintre care cea inferioară este )n "eneral (ero2. acă intervenţia asupra or"anului de e#ecuţie se reali(ea(ă manual* partea motoare =$ nu mai este necesară.
.. CLASI!ICAREA ELEMENTELOR DE EECUŢIE upă natura sursei de ener"ie folosite pentru alimentarea părţii motoare* elementele de e#ecuţie se pot clasifica )n+ @ $lectrice@ idraulice@ Pneumatice.
Pre(entăm )n sinte(a o clasificare a elementelor de e#ecuţie. =otor
$lectric
=otor rotativ
e curent alternativ 6
de e#ecuţie
e curent continuu Solenoid Pneumatic sau idraulic
Cu membrana Cu piston
Cu feţe Active Cu o faţă Activă
Cu distribuitor =i#t ?r"an de e#ecuţie
$lectric
Reostat Întrerupător
e 'oasă tensiune e )naltă tensiune
Ne electric
Robinet
Cu dublă Acţiune Cu simplă acţiune
5ana
Clapeta Plana fluture2
3abelul 1. Clasificare elemente de e#ecuţie
.. SCHEMA "LOC A UNUI ELEMENT DE EECUŢIE EE
7
elementul de Structura unui element de e#ecuţie re(ultă din fi"ura &i se compune din două părţi+ elementul acţionare &i organul de reglare.
0i". Sc!ema bloc a unui element de e#ecuţie $$ $lementul de acţionare are rolul de a transforma semnalul de comandă* primit de re"ulator )ntr,un cuplu de forţă cu care acţionea(ă asupra or"anului de re"lare. Pentru "enerarea cuplurilor cuplurilor sau forţelor sunt necesare surse de ener"ie ener"ie e#terioare. ?r"anul de re"lare este elementul care intervine )n instalaţia te!nolo"ică* modificând sub acţiu acţiunea nea forţei forţei sau cuplul cuplului ui "enera "eneratt de servo servomot motor or** canti cantităţ tăţile ile de ma materi terial al sau ener" ener"ie ie neces necesare are procesului. =ărimea de ie&ire a or"anului de re"lare este* de re"ulă* sub forma unei deplasări liniare sau un"!iulare.
.0. ELEMENTE DE ACŢIONARE ACŢIONARE Acţionarea electrică a or"anelor de e#ecuţie se reali(ea(ă cu electroma"neţi sau cu motoare electrice de curent continuu sau de curent alternativ. 0olosind electroma"neţi* se obţine o acţionare discontinuă* bi po(iţionala* )ntrucât se pot obţine la ie&ire două po(iţii staţionare )nc!is,desc!is* dreapta,stân"a2- trecerea de la o stare la alta se face )ntr, un timp scurt. În multe procese te!nolo"ice cu re"lare automată* pentru variaţia mărimii de acţionare de e#emplu* pentru re"larea temperaturii* debitului* presiunii etc.2 trebuie modificată po(iţia elementelor de re"lare ale or"anului de e#ecuţie vanelor* supapelor* cursoarelor etc.2* care determină valoarea flu#ului de ener"ie condus spre obiectul re"lării. Această comandă se poate reali(a &i cu motoare electrice. Pentru or"anele de e#ecuţie de putere mică se folosesc )n "eneral motoare bifa(ate asincrone2 cu rotorul )n scurtcircuit* iar pentru or"ane de e#ecuţie de puteri mari* motoare trifa(ate cu rotorul )n scurtcircuit. Se construiesc servomotoare asincrone )n următoarele variante+ cu o sin"ură rotaţie* cu mai multe rotaţii sau cu o cursă rectilinie. Cele cu mai multe rotaţii* la care cursa completă a elementului de re"lare corespunde cu câteva rotaţii ale arborelui de ie&ire* se folosesc mai frecvent pentru acţionarea robinetelor sau a supapelor re"ulatoare. 4a servomotoarele cu mi&care rectilinie* arborele de ie&ire este )nlocuit printr,o ti'ă* a cărei cursa completă corespunde cu cursa completă a elementului de re"lare. Parametrii principali* )n funcţie de care se ale" elementele* sunt+ cuplul de rotaţie la arborele de ie&ire sau forţa la dispo(itivul cu cursa rectilinie &i durata unei rotaţii complete a arborelui de ie&ire sau a unei curse complete a ti'ei.
Acţionările electrice cu motoare se )mpart )n două "rupe+ @ Cu vite(ă constantă8
@ Cu vite(ă variabilă. Pentru comanda motoarelor bifa(ate &i trifa(ate asincrone se folosesc bobine de reactanţa cu saturaţie amplificatoare ma"netice2. in punct de vedere constructiv* partea motoare a elementului de e#ecuţie este construită din două subansambluri independente+ @ Amplificatorul de e#ecuţie@ =otorul de e#ecuţie. În ca(ul motoarelor de curent continuu* comandă se poate face )n două moduri+ @ 5ariind 5ariind curentul de e#citaţie &i menţinând constant curentul din indusul motorului@ 5ariind 5ariind curentul din indusul motorului &i menţinând constant curentul de e#citaţie. În "eneral* )n SRA se )ntrebuinţea )ntrebuinţea(ă (ă metoda a doua* doua* pentru pentru că pierderile pierderile de ener"ie sunt mai mici. Aceste Aceste motoare sunt folosite mai ales )n SRA )n care parametrul le"at este turaţia sau un cuplu. Avanta'ele Av anta'ele utili(ării servomotoarelor de c.c. decur" din cerinţele de funcţionare ale acestora+ @ Posibilitatea de re"la' )n limite lar"i@ Stabilitate a vite(ei@ Putere de comandă mică@ Cuplu de pornire &i vite(a de răspuns mare. e(avanta'ul folosirii motoarelor de c.c. )l constituie apariţia scânteilor la colector )n timpul comutaţiei* făcându,l nefolosibil )n medii inflamabile sau e#plo(ive* precum &i producerea de perturbaţii radiofonice. $lementele de acţionare electrice* numite &i servomotoare electrice* sunt )ntâlnite sub formă de motoare electrice elemente continue* liniare2 &i electroma"neţi elemente continue* neliniare2. intre motoarele electrice* cele mai utili(ate )n sistemele de automati(are sunt următoarele+ , =otoarele de curent alternativ* monofa(ate* bifa(ate &i trifa(ate toate motoarele asincrone cu rotorul )n scurtcircuit2. Acestea transmit prin intermediul unor reductoare de turaţie o mi&care de rotaţie sau translaţie elementelor mecanice de re"lare. Practic* servomotoarele sunt ansambluri formate din motoare* reductoare &i elemente de transformare a mi&cării de rotaţie )n mi&care de translaţie, =otoarele de curent continuu* cele mai utili(ate fiind cele cu e#citaţie separate. $lectroma $lectroma"neţ "neţii ii sunt utili(aţi utili(aţi )n re"lări re"lări bi po(iţionat po(iţionatee &i sunt asociaţi asociaţi frecvent frecvent robinetelo robinetelorr de re"lare. $lementele de e#ecuţie pneumatice cu membrana transforma ener"ia potenţială a aerului sub presiune )n ener"ia ener"ia mecanică mecanică la deplasarea liniara a unui or"an or"an de e#ecuţie e#ecuţie cu care se face face intervenţia )n procesul automat. Alimentarea elementelor de e#ecuţie pneumatice se face cu ener"ie de la re"ulatoarele pneumatice 7. B 1 bar2* sau electronice* electronice* prin intermediul convertorului convertorului electropneumatic. electropneumatic. =otoarele de e#ecuţie pneumatice se folosesc foarte mult pentru că pre(intă următoarele avanta'e+ @ 0luidul folosit aerul2 nu pre(intă pericol de incendiu@ upă utili(are* aerul este evacuat )n atmosferă* nefiind necesare conducte de )ntoarcere ca la cele !idraulice@ Pierderile de aer )n anumite limite* datorate neetan&eităţii* nu produc deran'amente@ Sunt simple* robuste* si"ure )n funcţionare &i necesită c!eltuieli de )ntreţinere reduse. e(avanta'ele acestor motoare sunt următoarele+ 9
@ 5ite(a 5ite(a de răspuns este mică )n medie 1/% > 1/ din vite(ă de răspuns a motoarelor !idraulice2@ Preci(ia motoarelor pneumatice este redusă. r edusă. @ Se recomanda folosirea servomotoarelor pneumatice )n următoarele ca(uri+ @ Servomotorul are "reutate redusă@ 3emperatura 3emperatura mediului ambiant este ridicată &i cu variaţii mari@ =ediul ambiant este e#plo(iv@ Nu se cere preci(ie preci(ie mare@ Nu se cer vite(e de lucru mari. @ =otoarele pneumatice pot fi liniare sau rotative. Cele liniare se pot reali(a cu piston sau cu membrana. În structura sa comple#ă* un element de e#ecuţie pneumatic se compune in ve(i fi"ura %2+ , 1 > servomotor pneumatic, > amplificator pneumatic, % > traductor de po(iţie, > element sensibil, D > or"an de e#ecuţie.
Figura 3 Structura unui element el ement de execuţie pneumatic pneumat ic
intre aceste elemente* amplificatorul de putere* elementul sensibil &i traductorul de po(iţie* care sunt ata&ate servomotorului pneumatic* formea(ă po(iţionerul. Pentru a fi studiată comportarea elementului de e#ecuţie )n ansamblul sistemului de re"lare* este necesar să se stabilească relaţia ce lea"ă mărimea Xm e mărimea Xc pentru elementul de e#ecuţie pneumatic cu membrană* Xc este o presiune2. $lementele de acţionare pneumatice se construiesc )n două variante+ cu membrana &i cu piston. E(?(69(( de acţionare pneumatice *u ?(?%$6$ sunt formate dintr,o capsula manometrică C prevă(ută cu o membrană = situate deasupra unui disc metalic solidar cu o ti'ă 3 &i unui resort anta"onist R. =
10
0i" . $lementele de acţionare pneumatice cu membrana. C >capsula = > membrana > disc metalic 3 > ti'a R > resort anta"onist
Aerul comprimat adus de la re"ulator sau convertor la presiunea 7* &i 1daN/cm* apăsa asupra membranei )nvin"ând re(istenta resortului anta"onist &i apăsând ti'a )n 'os. ' os. În funcţie de presiunea aerului comprimat* po(iţia ti'ei varia(ă continuu )ntre două limite. E(?(69(( de acţionare pneumatice *u ?(?%$6$ '& %()8%9 ?r"anul component cel mai important este servomotorul pneumatic SP2 cu membrană* membrană* format din + @ cameră 12* @ membrana elastică 2* @ discul metalic de ri"idi(are %2* @ arcul 2 @ ti'a D2.
În fi"ură D este repre(entat sc!ematic un element de e#ecuţie pneumatic cu membrana &i resort upă cum aerul sub presiune poate să acţione(e pe o sin"ură fată sau pe ambele fete ale membranei elastice* deosebim elemente de e#ecuţie proporţionale sau inte"rale. 4a cre&terea presiunii de comandă pc2 va cre&te presiunea )n cameră 12* dar )n acela&i timp are loc &i o variaţie de volum a acestei incinte după o relaţie de formă+
11
Atunci când este necesară o forţă mare de acţionare a or"anului de re"lare* deci când sunt necesare deplasări mai mari ale ti'ei* se folosesc elementele cu piston. $lementele cu piston pot fi e#ecutate )n două variante &i anume cu o fată a pistonului activă @;&./ A4 &i cu ambele fete ale pistonului active @;&./ "4.
;&./.$ $lementele cu piston cu o fată a pistonului activa 1. . %. . D.
Corp element de acţionareResort3i'ă de acţionarePiston ?rificiu intrare aer.
;&./ . $lementele cu piston cu ambele fete ale pistonului active 1. . %. .
Corp element de acţionarePiston 3i'ă de acţionare?rificiu intrare aer
4a cel cu o fată activă* po(iţia ti'ei depinde de presiunea aerului comprimat* deplasarea )napoi a ti'ei făcându,se prin scoaterea aerului din cilindru* )n timp ce la cel cu două fete active* po(iţia ti'ei depinde de diferenţa de presiune aplicată celor două fete ale pistonului. 0olosesc ca a"ent motor lic!ide sub presiune* de obicei uleiuri minerale &i sunt utili(ate când sunt necesare forţe &i vite(e mari. Acţion Acţionări ările le !idrau !idraulic licee au fost fost prime primele le me mecan canism ismee din te!nic te!nicaa re"lăr re"lării ii automa automate te destin destinate ate re"lării proceselor* prin de(voltarea sistemelor electrice de re"lare* folosirea elementelor !idraulice a scă(u scă(utt dator datorită ită nea'un nea'unsur surilo ilorr elemen elementel telor or !idrau !idraulic licee lipsa lipsa posibi posibilit lităţi ăţiii de coman comandă dă la distan distanţă* ţă* necesitatea etan&ării )n"ri'ite a corpurilor &i conductelor* dependenta caracteristicilor de variaţiile de temperatură ale mediului ambiant &i necesitatea unei surse !idraulice2. În ultimu ultimull timp* timp* eleme elemente ntele le !idrau !idraulic licee cunosc cunosc o lar"ă lar"ă răspân răspândir dire* e* )ntruc )ntrucât ât pre(in pre(intă tă unele unele avanta'e faţă de cele electrice* de e#emplu+ banda mare de trecere frecvente ridicate de lucru2* raport 7u9(%($$%&9 ma#im* lipsa )n ma'oritatea ca(urilor a unui reductor de ie&ire &i varietatea mare a formelor de mi&care a a#ului de ie&ire rotativ* oscilant* liniar2. Caracteristicile statice principale ale elementelor de acţionare !idraulice sunt caracteri(ate de vite(ă &i de forţă care determină vite(a de ie&ire &i forţa de(voltată de motorul de e#ecuţie )n f uncţie de 12
elementul de comandă. 0olosind presiuni )nalte se pot comanda $$ până la 77m* fără pierderi importante de presiune. eosebit de eficienţa este !idraulica atunci când trebuie acţionate* )n acela&i timp* mai multe $$ de e#emplu+ maca(urile folosite )n transporturi etc.2. În instalaţiile de automati(are se folosesc* )n ma'oritatea ca(urilor* motoare !idraulice cu piston* care pot fi+ ? Cu mi&care liniara? Cu mi&care de rotaţie limitată la un un"!i de 1E772. $lementele de acţionare !idraulică se construiesc )n trei variante* &i anume+ cu piston* cu membrana &i cu or"ane rotative. Primele două tipuri se reali(ea(ă )n construcţie cu cilindru fi# f i# sau cu piston fi# &i sunt asemănătoare asemănătoare celor celor pneumatice* iar iar cele cu or"ane or"ane rotative cele mai mai utili(ate sunt de tipul bielă,manivela sau de tipul cu paleta rotativă. Servomotorul cu paleta rotativă determina o mi&care de rotaţie a a#ului de ie&ire pe care este montată paleta* sub influenţa presiunii lic!idului asupra suprafeţei paletei. Avanta'ele Av anta'ele elementelor !idraulice faţă de cele pneumatice constau )n posibilitatea utili(ării lor )n medii e#plo(ive sau inflamabile* precum &i )n faptul că de(voltă o forţă de acţionare mai mare &i acţionea(ă mai rapid datorită incompresibilităţii uleiului. În sc!imb* ambele sisteme !idraulice &i pneumatice2 necesită instalaţii speciale de producere &i conservare a uleiului sub presiune &i aerului comprimat* ceea ce repre(intă un de(avanta' faţă de cele electrice. atorită acestor considerente* au apărut elemente de acţionare mi#te electro!idraulice* electro!idraulice* !idropneumatice* !idropneumatice* etc2 care )mbina avanta'ele fiecărui sistem. 1 > disc fi# , piston a#ial % > corp cilindru , bloc cilindru D > a#
0i".F $lement de e#ecuţie !idraulic e&i )n practică industrială se utili(ea(ă o varietate foarte mare de or"ane de re"lare* acestea pot fi )mpărţite )n două mari cate"orii+ 1. Organe de reglare mecanice* care la rândul lor pot fi "rupate )n următoarele cate"orii+ A . robinete cu ventil* ventil* robinete cu palete palete re"larea debitelor la fluide2G.aparate de cârmă la nave nave sau avioane re"larea direcţiei2C.alimentatoare cu banda banda sau sau cu &urub melcat melcat re"larea re"larea cantităţii de material material solid2. . Organe de reglare electrice reostatele* autotransformatoarele* contactoarele* amplificatoarele un"!iulare etc2. ?r"anul de re"lare re"lare este elementul elementul care care intervine )n instalaţia te!nolo"ică* modificând sub sub acţiunea forţei sau cuplului "enerat de servomotor* cantităţile cantităţile de material sau ener"ie necesare procesului. procesului. =ărimea de ie&ire a or"anului de re"lare re"lare este* de re"ulă* re"ulă* sub forma unei unei deplasări deplasări liniare sau un"!iulare. upă cum s,a arătat* or"anele de e#ecuţie sunt destinate fie modificării unor curenţi sau 8%$6( d( ((*u<&( ((*9%&*(4, fie modificării unor debite de substanţă @8%$6( d( tensiuni electrice 8%$6( ((*u<&( ?(*$6&*(4. 13
În prima cate"orie se )ncadrea(ă acele elemente electrice manevrabile* care sunt de e#emplu+ întrerupătoarele, reostatele, contactoarele etc- care permit o varietate continua sau discontinua a unor mărimi electrice active+ tensiune* curent electric* fa(ă* etc. În cea de a doua cate"orie se )ncadrea(ă diverse elemente mecanice* cum sunt robinetele şi dozatoarele, capabile să permită trecerea substanţei sub cele trei forme de a"re"are+ "a(oasă* lic!idă &i solidă "ranule2. O%$6( d( ((*u<&( @%($%(4 ((*9%&*( ?r"anele de e#ecuţie electrice sunt )n fond aparate electrice de comutaţie, atunci când re"larea se face discontinuu sau aparate electrice de tipul reostatelor, a autotransformatoarelor sau amplificatoarelor magnetice )n ca(urile când este necesar să se efectue(e o re"lare continuă.
C869$*98$%(( sunt )ntrerupătoare la care elementul de acţionare este de tipul cu electroma"net &i ele servesc pentru conectarea* respectiv deconectarea alimentarii cu ener"ie electrică.Au deci caracteristici discontinue* bipo(itionale* servomotorul servomotorul fiind de acela&i tip. R(8)9$9(( R(8)9$9(( *u *u%)8% sunt utili(ate pentru re"larea continuă a curenţilor relativ redu&i* la curenţi mari e#istând pericolul ca la trecerea curentului de pe o spiră pe alta să se distru"ă prin scântei conductorul. e asemenea* re(istenţa de contact a cursorului pune probleme deosebite =ai bune pentru curenţi mari sunt sunt %(8)9$9(( *u 789u%&, dar au de(avanta'ul unei re"lări )n trepte. În curent curent alternativ alternativ se utili(ea(ă utili(ea(ă cu re(ultate re(ultate bune &i din punctul punctul de vedere vedere al pierderilor pierderilor $u989%$6);8%?$98$%(( *u %($ *869&6uu *u *u%)8% sau cu %($ d&)*869&6uu *u 789u%& 2. A?7&;&*$98$%(( ?$6(9&*(, utili(ate mai rar petru această funcţie* permit o variaţie continuă a curentului de sarcina la o tensiune constantă. O%$6( d( ((*u<&( @%($%(4 ?(*$6&*( Principalele or"ane or"ane de re"lare folosite pentru modificarea debitelor debitelor de fluid sunt =(69&(( '& *$7(9((. 9(ual* acestea se mai numesc %8&6(9( d( %($%( cu !entil sau cu clapeta". A. R8&6(9( d( %($%( *u =(69& În ca(ul utili(ării unui ventil simplu* modificarea debitului de fluid se reali(ea(ă prin modificarea secţiunii de trecere a fluidului. Aceasta se reali(ea(ă prin deplasarea ti'ei 1 de către servomotorul pneumatic. În acest fel se produce o modificare a po(iţiei supapei faţă de scaunul supapei %. 1 . ti'a . supapa %. scaunul supapei
0i".E Robinet de re"lare cu ventil
În ceea ce prive&te clasificarea robinetelor cu ventil* aceasta se face )n "eneral du7B *%&9(%&& *86)9%u*9&=( &i anume după forma corpului, după numărul de scaune sau după forma obturatorului supapei". 14
Du7B ;8%?$ *8%7uu& se deosebesc robinete normale cu intrarea pe acela&i a# cu ie&irea2* robinet de colţ # intrarea intrarea &i ie&irea cu a#ele perpendiculare2* sau robinete cu trei căi pentru di!izare > sau pentru amestec. Du7B 6u?B%u d( )*$u6( @)u7$7(4 e#istă !entile cu unu sau cu două scaune. D&6 7u6*9u d( =(d(%( $ )u7$7(& se deosebesc robinete cu supapa cilindrică # $onică% # $u ferestre fe restre dreptung&iulare%
Sau triung&iulare. . R8&6(9( d( %($%( *u *$7(9$ Clapetele de re"lare sunt destinate re"lării debitelor de fluide de obicei "a(e2 ce cur" prin conducte având secţiuni mari peste 1777 mm2 &i căderi de presiune )n sistem relative mici. 5ariaţia debitului de fluid se reali(ea(ă prin rotirea clapetei clapetei de forma unui disc2 cu un anumit un"!i determinat* faţă de direcţia curentului )n mi&care. Re(ulta o anumită stran"ulare a secţiunii de trecere* respective un anumit debit de fluid asociat acesteia. Clapeta nu se rote&te până la un"!iul ma#im de H7I* ci numai până la J6F7I* intru , cât )n pla'ă F7,H7I apar apar vibraţii mecanice nedorite )n procesul de re"lare. Clapetele sunt )n "eneral acţionate de servomotoare cu piston.
0i". H Robinet de re"lare cu clapeta
*. A9( 9&7u%& d( %8&6(9( d( %($%( $#istă o serie de factori f actori care dictea(ă confecţionarea unor robinete de re"lare speciale* factori determinaţi de condiţiile de lucru deosebite )n care pot apărea )n diferite instalaţii+ , 3emperatura 3emperatura de lucru a mediului re"lat foarte scă(ută ,F7I C2* C2* sau ridicată peste K 77I C2 C2, 3o#icitatea 3o#icitatea &i a"resivitatea mediului de lucru, Corosivitatea mediului de lucru. R8&6(9u *u *$7$* *u 6(%=u%& se utili(ea(ă pentru )nlăturarea influenţei temperaturilor ridicate asupra "arniturilor de etan&are a ti'ei ce face le"ătura )ntre servomotor &i ventil.Se utili(ea(ă un capac alun"it* prevă(ut cu nervuri )n vederea disipării ener"iei calorice. R8&6(9u *u ?$69$ d( >6*B+&%( se utili(ea(ă pentru re"larea fluidelor vâscoase* care se solidifica sau cristali(ea(ă repede sau care pre(intă pericolul de a )n"!eţa. Corpul robinetului este )ncon'urat cu o mantă de tablă &i* prin spaţiul astfel creat* este ve!iculat abur sau apă caldă la presiune de 1L M"f/cm . R8&6(9u *u u%du; d( (9$6'$%( asi"ura i(olarea completă a ti'ei &i capacului robinetului faţă de mediul interior* pentru ca(ul când fluidul de lucru di(olvă "răsimile din lubrifiantul "arniturii sau pre(intă pericol de de e#plo(ie )n contact contact cu atmosfera. 15
R8&6(9(( *u ((?(69( ($)9&*( sunt utili(ate )n mod curent )n industria c!imică. Aceste Aceste robinete nu au obturatoare supape2 special profilate* ci folosesc elemente elastice pentru stran"ularea secţiunii de trecere. Astfel* ca(ul robinetului Sanders obturatorul 1 acţionea(ă asupra membranei elastice * iar la robinetul cu furtun obturatorul 1 apăsa asupra furtunului * dispus )n interiorul corpului robinetului. Ambele variante se caracteri(ea(ă prin aceea că utili(ea(ă eficient numai %7 din cursă utilă a ti'ei.
0i". 17 Robinet Sanders
0i".11 Robinet cu furtun
1 obturator membrana elastică
1 obturator furtun
V$6$ C$?;(. Sunt ca(uri când robinetul de re"lare trebuie să )nc!idă complet conducta prin care trece fluidul. Atunci* dacă mediul permite* se a&ea(ă un inel din teflon pe suprafaţa de etan&are a ventilului. $tan&area metal pe metal este posibilă numai la ventilele cu un scaun* dar &i )n acest ca( este nevoie de un servomotor capabil să "enere(e o forţă mult superioară celei normale* necesare deplasării obturatorului.
0i".1 5ana Canfle# 5ana $amflex consta dintr,un obturator sferic le"at de butucul central cu un braţ* astfel )ncât prin rotaţia arborelui cu ma#imum D7I se se reali(ea(ă )nc!iderea vanei. Acest Acest dispo(itiv este astfel conceput* )ncât asi"ura )n centrul circumferinţei de contact a obturatorului o traiectorie de forma unei came &i obturatorul intra )n contact cu scaunul său doar )n momentul )nc!iderii. Înc!iderea perfect etan&ă se reali(ea(ă prin deformarea elastică a braţului obturatorului. Avanta'ul esenţial al vanei $amflex este acela că asi"ură o etan&are perfectă.În plus* ea se caracteri(ea(ă caracteri(ea(ă printr,un efort redus al servomotorului &i o funcţionare la temperaturi de ,77... K77I C &i presiuni de 17,7 bar.
CAP. 0. NORME DE TEHNICA SECURITĂŢII MUNCII 4a operaţiile operaţiile de )ntreţiner )ntreţineree a ma&inilor ma&inilor &i aparatelor aparatelor electrice* electrice* se va avea )n vedere următoarele măsuri de protecţie a muncii+ 16
, Se vor respecta normele de te!nică a securităţii la lucrul )n instalaţiile electrice de 'oasă sau de )naltă tensiune* după ca(+ , 4a veri verific ficar area ea func funcţi ţion onar arii ii cât cât &i la ma mane nevr vre* e* se vor vor util utili( i(aa ec!i ec!ipa pame ment ntee de prot protec ecţi ţiee corespun(ătoare+ corespun(ătoare+ mănu&i* "alo&i sau ci(me &i covora&e electroi(olante* oc!elari de protecţie. e asemenea* se vor respecta cu stricteţe instrucţiunile de e#ploatare a utila'ului verificat, =anevrele aparatelor de )naltă tensiune se vor face de minimum două persoane+ un e#ecutant de "rupa sau % &i un suprave"!etor de "rupă minimă , 4a operaţiile cu solvenţi &i materiale inflamabile* se vor respecta atât re"ulile de prevenire &i stin"ere a incendiilor cât &i modul de utili(are a acestora )n vederea prevenirii into#icaţiilor, 4a lucrările de montare* demontare* transport* se vor folosi numai utila'e de ridicat cu capacitatea corespun(ătoare "reutăţilor de ridicat iar personalul care manevrea(ă instalaţiile de ridicat trebuie să fie autori(at. Asi"urarea inaccesibilităţii elementelor care fac parte din circuitele electrice &i care se reali(ea(ă prin+ , Amplasarea conductelor electrice* c!iar i(olate* precum &i a unor ec!ipamente electrice* la o )nălţime inaccesibilă pentru om. Astfel* normele prevăd că )nălţimea minimă la care se po(ea(ă orice fel de conducto electric să fie de =* la traversarea părţilor carosabile de L=* iar acolo unde se manipulea(ă materiale sau piese cu un "abarit mai mare* această )nălţime se depă&ească cu .Dm "abaritele respective. , (olarea electrică a conductoarelorconductoarelor, 0olosirea carcaselor de protecţie le"ate la pământ, În"rădirea cu plase metalice sau cu tăblii perforate* respectându,se distanta impusă până la elementele sub tensiune. , 0olosirea tensiunilor reduse de 1* * %L52 pentru lămpile &i sculele electrice portative. Sculele &i lămpile portative care funcţionea(ă la tensiune redusă se alimentea(ă la un transformator coborâtor. coborâtor. eoarece e#istă pericolul inversării bornelor este bine că atât distanta picioru&elor fiselor de 1* &i %L5* cât &i "rosimea acestor picioru&e* să fie mai mari decât cele ale fiselor obi&nuite de 17* 7 &i %E7 5* pentru a evita posibilitatea inversării lor. 4a utili(area uneltelor &i lămpilor portative alimentate electric* sunt obli"atorii+ , 5erificarea 5erificarea atentă a uneltei* a i(olaţii ai a fi#ării sculei )nainte de )nceperea lucrului, $vitarea răsucirii sau a )ncolăcirii cablului de alimentare )n timpul lucrului &i a deplasării muncitorului* pentru menţinerea bunei stări a i(olaţiei, =ena'area cablului de le"ătură )n timpul mutării uneltei dintr,un loc de muncă )n altul* pentru a fi solicitat prin )ntindere sau răsucire- unealta nu va fi purtată ţinându,se de acest cablu, econectarea automată )n ca(ul apariţiei unei tensiuni de atin"ere periculoase sau a unor scur"eri de curent periculoase. Se aplica mai ales la instalaţiile electrice care funcţionea(ă cu punctul neutru al sursei de alimentare i(olat faţă de pământ. , Protecţia prin le"are la nul se reali(ea(ă prin construirea unei reţele "enerale de protecţie care )nsoţesc )n permanenţă reţeaua de alimentare cu ener"ie electrică a utila'elor.
"I"LIOGRA!IE 1. S3. S3. :arlas :arlasuu s. a+ $lectr $lectroni onică că &i automa automati( ti(ări ări indust industria riale* le* $ditu $ditura ra idact idactică ică &i Peda"o Peda"o"ic "icăă Gucure&ti 1HE17
. S ilo!i* s.a.* $lemente de comandă &i control pentru acţionari &i sisteme de re"lare automată* $ditura idactică &i Peda"o"ică Gucure&ti 77%. 0l. =are&* s. a* $lemente de comandă &i control pentru acţionari &i sisteme de re"lare automată* $ditura $conomică , Preuniversitara* Gucure&ti 77*
18
