LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA...

35
LUCRĂRI DE LABORATOR LA LUCRĂRI DE LABORATOR LA AUTOMATIZAREA INSTALAŢIILOR AUTOMATIZAREA INSTALAŢIILOR 1 Asist.ing. Teodor V. Chira

Transcript of LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA...

Page 1: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

LUCRĂRI DE LABORATOR LALUCRĂRI DE LABORATOR LA

AUTOMATIZAREA INSTALAŢIILORAUTOMATIZAREA INSTALAŢIILOR

1Asist.ing. Teodor V. Chira

Page 2: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Elementul de execuţie este acel element de automatizare care efectueazăElementul de execuţie este acel element de automatizare care efectuează

modificări în cadrul procesului automatizat (pe baza semnalului de comandă

primit de la regulator) Întrucât în majoritatea cazurilor elementul de execuţieprimit de la regulator). Întrucât în majoritatea cazurilor elementul de execuţie

efectuează lucru mecanic el are nevoie, pe lângă semnalul de comandă, de o

sursă de energie (dacă vorbim de un element de execuţie electric va fisursă de energie (dacă vorbim de un element de execuţie electric va fi

necesar un circuit de forţă pentru alimentarea sa).

Î i t l ţiil t t ţii l t l d ţi t ă fi d lÎn instalaţiile pentru construcţii elementele de execuţie pot să fie, de exemplu:

pompe, ventilatoare, compresoare, clapete şi jaluzele servoacţionate (în

instalaţii de ventilare şi condiţionare a aerului) ventile elctromagnetice şi vaneinstalaţii de ventilare şi condiţionare a aerului), ventile elctromagnetice şi vane

servoacţionate, arzătoare, rezistenţe încălzitoare etc.

2

Page 3: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Un element de execuţie este compus din elementul de acţionare (parteamotoare) şi organul de execuţie propriu zis (organul de reglare)d t i t d t ă i ii d t El t l d ţi t f ădeterminat de natura mărimii comandate. Elementul de acţionare transformămărimea de comandă c(t), într-o mărime motoare de execuţie, pentru carenatura fizică şi nivelul energetic sunt compatibile cu organul de reglare careacţionează direct asupra procesului tehnologic prin intermediul mărimii m(t).După natura energiei utilizate în funcţia de execuţie, aceste elemente seclasifică în: electrice pneumatice şi hidrauliceclasifică în: electrice, pneumatice şi hidraulice.După modul de acţionare clasificarea este: cu acţiune continuă, discontinuă şide tip pas cu pas.În practică sunt utilizate două tipuri de elemente de execuţie, în funcţie derelaţia între mărimea de comandă c, obţinută la ieşirea din regulator şimărimea de execuţie m:mărimea de execuţie m:

- cu acţiune integrală – (m este proporţională cu integrala mărimii csau cu viteza de deplasare a tijei elementului de execuţie);

ţi ţi lă ( t ţi lă )3

- cu acţiune proporţională (m este proporţională cu c).

Page 4: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Principalele calităţi ce trebuie luate în considerare pentru un element deexecuţie sunt:

- puterea (sau cuplul) dezvoltată la ieşire, corelată cu putereanecesară acţionării organului de reglare, pentru întreg domeniul de încărcareal procesului;al procesului;

- domeniul de liniaritate, cât mai mare al caracteristicilor statice, învederea asigurării sensibilităţii necesare reglajului;

- precizie şi fiabilitate cât mai performante;- viteze de răspuns cât mai mari (constante de timp de răspuns cât

i i i)mai mici);- posibilitatea reglării vitezei în limite largi, cu inversarea sensului de

mişcare;mişcare;- soluţii constructive cât mai simple (uşor de întreţinut) şi cât mai

economice.

4

Page 5: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Elemente de acţionare pneumatică şi hidraulicăDin punct de vedere constructiv, aceste elemente pot fi: cu membrană (cusimplu şi dublu efect), cu piston (cu simplu şi dublu efect) pentru mişcări desimplu şi dublu efect), cu piston (cu simplu şi dublu efect) pentru mişcări detranslaţie respectiv cu palete, pentru mişcări unghiulare. Pot fi comandate deregulatoare electronice sau pneumatice. La utilizarea regulatorului electronic,cuplarea între regulator şi elementul de execuţie se face prin intermediul unuip g ş ţ pconvertor electro-pneumatic, care transformă liniar, semnalul unificat electric,într-un semnal unificat pneumatic.

p 5

1 21 2

34

567

34

p7

ABUR ABUR

5

7

El. acţionare pneumatică: stânga – de tip ND; dreapta de tip NI.

Page 6: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

1 2p

1 2

5

343

4567

4p

ABUR7

ABUR

El t t 1 b ă l ti ă 2 i id i 3Elemente componente: 1 – membrană elastică; 2 – capac rigid superior; 3 –capac rigid inferior; 4 – tijă acţionare ventil; 5 – resort elicoidal; 6 – corpularmăturii(carcasa); 7 – ventilul de reglaj.Se observă că la elementul de acţionare de tip ND arcul menţine ventilul înSe observă că la elementul de acţionare de tip ND arcul menţine ventilul înpoziţia deschis(în absenţa presiunii p) iar la cel de tip NI arcul menţine ventilulîn poziţia închis (în lipsa presiunii p). Presiunea p vine de la o sursă de aercomprimat

6

comprimat.

Page 7: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

S Pi t i l f t ( i i i f ţ l ti ă t l i iSus: Piston cu simplu efect (presiunea p invinge forţa elastică a resortului şirezultă deplasarea rectilinie δ). Jos: Piston cu dublu efect (În acest cazdeplasarea rectilinie δ apare ca efect al rezultantei presiunilor p1 şi p2, aplicatep p p p1 ş p2 pde-o parte şi de alta a pistonului). Elemente componente: 1 – cilindru; 2 –piston; 3 – resort elicoidal; 4 – tijă de acţionare. Presiunile p, p1 şi p2 potproveni de la o sursă de aer comprimat (cilindri pneumatici) sau de la o pompă

7

proveni de la o sursă de aer comprimat (cilindri pneumatici) sau de la o pompăhidraulică (cilindri hidraulici).

Page 8: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Elemente de acţionare electrică

Acţionarea electrică a organelor de reglare se poate face:

-continuu, cu ajutorul motoarelor electrice de c.c. (clasice, pas cu pas, cu

reluctanţă variabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate şi cu

ajutorul motoarelor electrice cu rotor disc şi a servomotoarelor electrice;

Servomotoarele constituie o categorie specială de motoare electrice, la care

prin diverse metode (la cele moderne prin utilizarea unor traductoare şi drivere

electronice) se cunoaşte în permanenţă poziţia rotorului (sau elementului

mobil la mişcare rectilinie);

- discontinuu, cu ajutorul electromagneţilor (în cazul automatizărilor în

i l iil ii l i l l il linstalaţiile pt. construcţii cel mai elocvent exemplu este ventilul

electromagnetic – sau pe scurt electroventilul).

8

Page 9: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţieElemente de acţionare electrică continue

Utilizarea motoarelor pas cu pas permite acţionarea discretă a organelor dereglarereglare.

Pentru puteri reduse necesare acţionării organului de execuţie se utilizează caelement de execuţie motorul de c.a. bifazat. Turaţia axului motorului pentruo sarcină dată este proporţională cu valoarea curentului din înfăşurarea decomandă, iar sensul de rotaţie depinde de faza curentului de comandă,care este cu 90° în avans sau în urma curentului de lucru care circulă princare este cu 90 în avans sau în urma curentului de lucru care circulă prina doua înfăşurare a motorului. Cuplarea cu organul de reglare se face prinintermediul unui reductor de turaţie, pentru a se asigura un cuplu mărit faţăd t t l i i t t d tă i tibilit t î t t ţi t l ide puterea motorului şi totodată şi o compatibilitate între turaţia motorului,cu turaţia de antrenare a organului de execuţie.

Motorul de c.a. este un element robust, simplu şi cu inerţie mică, avantajecare-l situează înaintea motorului de c.c. Motoarele electrice, ca elementede acţionare, au viteza de răspuns mai redusă decât cele pneumatice sauhidraulice dezvoltă un cuplu mai redus pentru acelaşi volum dar sunt mai

9

hidraulice, dezvoltă un cuplu mai redus pentru acelaşi volum, dar sunt maifiabile şi mai uşor de întreţinut.

Page 10: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Exemplu de elemente de execuţie antrenate de motoare de c aExemplu de elemente de execuţie antrenate de motoare de c.a.Stânga: pompă cu debit variabil antrenată cu motor de c.a. a cărui turaţie este reglată cu

ajutorul unui CSFV (convertor static de frecvenţă variabilă); 1 – motor c.a.; 2 –CSFV; 3 – pomp cu debit variabil. Dreapta: Vană acţionată de un motor de c.a. Prinintermediul unui reductor de turaţie cu roată melcată; 1 – motor c.a.; 2 – reductor curoată melcată; 3 – tija de acţionare; v – armătura de reglaj (debitul prin conducta pe

10

roată melcată; 3 tija de acţionare; v armătura de reglaj (debitul prin conducta pecare este montată vana se modifică prin modificarea pierderilor de sarcină introdusede ventil).

Page 11: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Convertor static de frecvenţă

variabilă (CSFV), în l. Engleză( ), g

Variable Frequency Drive (VFD)

utilizabil pentru alimentarea

motorului unei pompe cu scopul

reglării debitului acesteia.

11

Page 12: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Pompă cu turaţie variabilă având CSFV-ul dedicat, montat pe corpul pompei.

12

Page 13: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Motoarele pas cu pas sunt motoare de o construcţie specială cu mai multeînfăşurări sub formă de poli, care sunt alimentate pe rând(în c.c.), iar rotorul seî â t î f ţi d i d li t t li P tînvârte în funcţie de succesiunea de alimentare a acestor poli. Pentrualimentarea acestor motoare se utilizează dispozitive electronice specialconcepute, denumite drivere pentru motoare pas cu pas.

La apariţia unui semnal de comandă pe unul din polii statorici rotorul se va deplasapână când polii săi se vor alinia în dreptul polilor opuşi statorici.

Rotirea acestui tip de rotor se va face practic din pol în pol de unde şi denumireaRotirea acestui tip de rotor se va face practic din pol în pol, de unde şi denumireasa de motor pas cu pas.

Motoarele pas cu pas se folosesc acolo unde este necesară precizie ridicată (harddisc, copiatoare).

Constructiv m.p.p. se clasifica în:•m.p.p. cu reluctanţă magnetică variabilă;m.p.p. cu reluctanţă magnetică variabilă;•m.p.p. cu magnet permanent ;•m.p.p. hibride.

13

Page 14: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţieSchema principială a unui motor pas cu

pas cu reluctanţă magneticăvariabilă Aşa cum se observă învariabilă. Aşa cum se observă înfigură sunt alimentate simultan fazele1 şi 1’, apoi se trece la faza 2 şi 2’etc. pentru rotirea în sensul acelor deceasornic, respectiv se alimenteazăfazele în ordine descrescătoarefazele în ordine descrescătoarepentru rotire în sens antiorar.

M.p.p. cu reluctanţă magnetică variabilă:• avantaje principale - frecvenţa maximă de comandă atinge limite relativ mari si

deci se pot realiza viteze ridicate; construcţie mecanică simplă; poate fi realizatdeci se pot realiza viteze ridicate; construcţie mecanică simplă; poate fi realizat pentru o gama largă de paşi unghiulari; este bidirecţional dacă dispune de un numar mărit de faze.

• dezavantaje - nu memorează poziţia şi nu dezvoltă cuplu electromagnetic în lipsa

14

dezavantaje nu memorează poziţia şi nu dezvoltă cuplu electromagnetic în lipsa alimentării fazelor statorice; oscilaţii importante ale rotorului la alimenatarea unei singure faze statorice la un moment dat.

Page 15: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţieSchema principială a unui motor pas cu

pas cu magnet permanent. Asa cum se observă în figură sunt alimentatese observă în figură sunt alimentate simultan fazele 1 şi 1’, apoi se trecela faza 2 şi 2’ etc. pentru rotirea în sensul acelor de ceasornic, respectiv se alimentează fazele în ordine descrescătoare pentru rotire în sensdescrescătoare pentru rotire în sens antiorar.

M.p.p. cu magnet permanent:Avantaje: dezvoltă un cuplu de fixare al rotorului chiar în cazul nealimentării fazelor;consum energetic mai redus; rotorul are o mişcare amortizată datorită prezenţeiconsum energetic mai redus; rotorul are o mişcare amortizată datorită prezenţeimagnetului permanent.Dezavantaje: performanţele motorului sunt afectate de variaţia caracteristicilormagneţilor permanenţi; tensiunea electromotoare indusă în înfăşurarea de comandă

15

magneţilor permanenţi; tensiunea electromotoare indusă în înfăşurarea de comandăare valori ridicate.

Page 16: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

16

Page 17: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Configuraţia unui driver pentru un motor pas cu pas (care este un motor de tipsincron) realizată cu ajutorul unui microprocesor 8066 având o frecvenţă de tact

17

) j p ţde 8MHz.

Page 18: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţieÎÎn figura anterioară:TP semnifică traductor de poziţie al rotorului;A/N – convertor analog – numeric;DIS bl di t ib it ( t li ă li t i ă f l )DIS – bloc distribuitor (acest realizează alimentarea succesivă a fazelor);TC - traductoare de curent;“A” şi ”B” – două faze succesive ale motorului pas cu pas.În partea superioară este detaliată partea de alimentare a motorului pas cu pasÎn partea superioară este detaliată partea de alimentare a motorului pas cu pas

realizată cu tranzistoare.

18Motoare pas cu pas

Page 19: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţieÎÎn anumite situaţii poate fi necesară acţionarea rectilinie cu ajutorul unor elemente

de execuţie electrice (alternativ s-ar putea utiliza cilindri pneumatici sau hidraulici). Astfel de elemente de poziţionare sunt actuatoarele liniare prezentate î tiîn continuare.

Servomotorul electric SE antrenează, prin intermediul reductorului R, transmisiaşurub-piuliţă TSP. Piuliţa este cuplată rigid cu tija T care are o mişcare de translaţie.Limitatoarele de cursă LC1 şi LC2 asigură respectarea mişcării tijei T în limiteleLimitatoarele de cursă LC1 şi LC2 asigură respectarea mişcării tijei T în limitelecursei mecanice impuse.

19

Page 20: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Actuatoare liniare de diferite dimensiuni

20

Actuatoare liniare de diferite dimensiuni

Page 21: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Elemente de acţionare electrică discontinue (tip tot – nimic).Acţionarea cu electromagneţi se caracterizează prin realizarea a numai 2 poziţii ale

organului de reglare – deschis sau închis. Asemenea elemente de acţionare suntfrecvent întâlnite în reglările industriale bipoziţionale. Trecerea dintr-o starestaţionară în cealaltă stare staţionară se realizează într un timp scurt (0 1 sec)staţionară în cealaltă stare staţionară se realizează într-un timp scurt (0,1 sec),la aplicarea semnalului de comandă maxim.

Electroventilul – este un exemplu de electromagnet asociat cu un ventil ca organde execuţie (ventil electromagnetic); El este frecvent utilizat în instalaţiile pentru

t ţii l t d ţiconstrucţii ca element de execuţie.După poziţia normală (poziţie staţionară - neacţionat) electroventilele pot să fie de

tip normal închis (NI) sau normal deschis (ND). Alimentarea electromagnetuluitip normal închis (NI) sau normal deschis (ND). Alimentarea electromagnetuluise poate face în c.c. (la tensiuni 6, 12, 24, 110V) sau în c.a. (24, 110, 250,400V).

21

Page 22: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţieElectroventil de tip NI:Electroventil de tip NI:1 – bobina electromagnetului; 2 – armătura

mobilă a electromagnetului; 4 – resortelicoidal; 5 – disc suport pentru resort; 6 –corpul armăturii; 7 – ventilul.

Î b ţ t i ii i l l b lÎn absenţa tensiunii nominale la bornelebobinei resortul menţine ventilul presat pescaunul ventilului închizând calea descaunul ventilului închizând calea detrecere a fluidului. La energizarea bobineiforţa magnetică învinge forţa elastică aresortului şi îndepărtează ventilul descaunul său (îl ridică pe distanţa δ) lăsândsă treacă fluidul prin armătură Lasă treacă fluidul prin armătură. Laelectroventilele de tip ND funcţionareaeste inversă.

22

Page 23: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Diferite variante constructive de electroventile; Sus electroventileelectroventile; Sus electroventile pentru lichide; Stânga jos -electroventil pt. Gaz (CO2).

23

Page 24: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Robinete de reglare servoacţionate:Spre deosebire de ventilele electromagnetice, robinetele (sau vanele) servoacţionate

pot lua orice poziţie între deschis şi închis, fiind aşadar utilizabile pentru reglajulcontinuu al debitului fluidelor pe conducte.

La robinetele de reglare mărimea de intrare este mecanică (deplasare) determinatăLa robinetele de reglare, mărimea de intrare este mecanică (deplasare) determinatăde elementul de acţionare, iar mărimea de ieşire este debitul de fluid introdus sauevacuat spre, respectiv din instalaţia tehnologică (procesul reglat). Relaţiamatematică ce exprimă legătura dintre debitul de fluid printr-un robinet de reglareşi secţiunea de trecere a acestuia:

P

RRQR

PsCQ

Unde QR este debitul prin robinet;CQ – coeficient de debit care caracterizează rezistenţa hidraulică a robinetului;sR – suprafaţa secţiunii de trecere a fluidului prin robinet;

24∆PR – căderea de presiune pe robinet;ρ – densitatea fluidului.

Page 25: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Căderea de presiune pe robinet , datorată rezistenţei hidraulice a robinetului, estevariabilă şi dependentă de tipul fluidului şi de caracteristicile constructive alerobinetului.

C0R PPP

PPP este căderea totală de presiune între sursa de fluid şi procesul tehnologic ;210 PPP este căderea totală de presiune între sursa de fluid şi procesul tehnologic ;

CP – căderea de presiune pe conducta de legătură de la sursă la robinet, însumată cucăderea de presiune pe conducta de la robinet la proces;

Se poate observa că debitul fluidului prin robinet nu depinde numai de poziţiaventilului (mai închis sau mai deschis), respectiv de poziţia tijei de reglare ci şi de( ) p p ţ j g şsistemul hidraulic în care este montat robinetul, adică de căderile de presiune.De asemenea trebuie observat că robinetul influenţează debitul, prin construcţia sageometrică, fluidul prin caracteristicile proprii, iar sistemul hidraulic, prin presiuneadate de sursă şi căderile de presiune pe conductele de legătură.

25

Page 26: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Influenţa robinetului se concretizează printr-un coeficient , care se defineşte prin relaţia: hKsCK

unde, h este cursa ventilului (h N este cursa nominală, adică distanţa maximă dintre scaunul ventilului şi ventilul propriu zis al robinetului)

hKsCK VRQV

Semnificaţia fizică a acestui coeficient se observă din interpretarea relaţiei:

dintre scaunul ventilului şi ventilul propriu zis al robinetului).

Q

R

RV P

QK

şi are semnificaţia că exprimă, debitul în m3/oră, al unui fluid ce trece prin robinet,fl id d it t 1K /d 3 ( ă) d ăd d i dfluid cu densitatea=1Kg/dm3 (apă), care produce o cădere de presiune de1daN/cm3, adică un debit specific ce trece prin robinetul de reglare în condiţiileprecizate. Acest coeficient este cunoscut în tehnica reglării automate sub denumirea

26de caracteristica intrinsecă a unui robinet.

Page 27: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţieK valoarea de debit minim care mai poate trece prin robinet pentru h =0;KV0 - valoarea de debit minim care mai poate trece prin robinet, pentru h =0;KVS - valoarea de debit maxim care trece prin robinet, pentru h=hN;

Î i t l ţiil d t ti tili ăÎn instalaţiile de automatizare se utilizează

tipuri de caracteristici intrinseci ale

ventilelor de reglaj denumite astfel:ventilelor de reglaj denumite astfel:

- caracteristica de tip liniar 1;

- caracteristica de tip logaritmic 2;- caracteristica de tip logaritmic 2;

- caracteristica de deschidere

(închidere) de tip rapid 3;(închidere) de tip rapid 3;

27

Page 28: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţieUn parametru caracteristic pentru robinetul de reglare îl reprezintă raportul de reglare:

VSKR

0V

VSR K

R

Acesta defineşte lărgimea domeniului de reglare de la o valoare minimă K la oAcesta defineşte lărgimea domeniului de reglare de la o valoare minimă KV0 , la ovaloare nominală KVS . Calculul debitului care trece printr-un robinet, presupunecunoaşterea valorii corespunzătoare a lui KV, ţinând seama de relaţia

R

VRP

KQ

Alegerea robinetului se face în funcţie de valoarea lui KV, ţinând seama de naturafl id l i d i tăţil fl id l i i d t t i t l i hid li î d l ă i

fluidului, de proprietăţile fluidului şi de structura sistemului hidraulic în cadrul căruiaeste montat robinetul de reglare. Caracteristica statică a unui robinet de reglare[QR=Q(h)] se defineşte, ţinând seama de faptul că, în funcţie de tipul robinetului şi

28de sistemul hidraulic, căderea de presiune pe robinet este variabilă.

Page 29: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţieAlegerea elementelor de execuţie

O primă etapă în alegerea elementului de execuţie constă în alegerea şidimensionarea organului de acţionare în funcţie de tipul procesului, dedimensionarea organului de acţionare în funcţie de tipul procesului, decaracteristica statică a acestuia, de caracteristicile fluidului introdus sauevacuat, de traseul pe care se montează organul de reglare şi de

t b ţiil ţi ă l iperturbaţiile ce acţionează asupra procesului.La alegerea unui organ de reglare a debitului de fluid trebuie parcurse etapele:1. Se calculează pierderile de presiune pe conductă corespunzătoare debitului

maxim, nominal şi minim;2. În funcţie de pierderile de presiune care rezultă pe robinet, se alege

caracteristica statică de lucru a robinetului de reglare precum şi tipulcaracteristica statică de lucru a robinetului de reglare, precum şi tipulcaracteristicii intrinseci a acestuia (liniară sau logaritmică);

3. Se determină presiunea sursei pentru debitul maxim şi se precizeazăcaracteristica statică a sursei de presiune;

4. Se determină căderea de presiune minimă pe robinetul de reglare, ţinândseama de pierderea minimă de presiune în sistem şi pe conductă;

29

p p ş p ;

Page 30: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţieAlegerea elementelor de execuţie

5. Se aleg variantele constructive ale ventilului şi robinetului de reglare, funcţie

d t i ti il fl id l i i d ăd d i bi tde caracteristicile fluidului şi de căderea de presiune pe robinet;

6. Se calculează Kv al robinetului de reglare corespunzător debitului maxim

Kv max debitul minim Kv min şi se alege din catalog Kvs ţinând seamaKv max, debitul minim Kv min, şi se alege din catalog Kvs, ţinând seama

de relaţiile: Kvs ≈ (1,25 …1,4) Kv max ; Kv min ≥ 1,2 Kv 0;

7. Se verifică dacă este îndeplinită condiţia: Kvs /Kv min<Rr;p ţ ;

8. Se calculează Kv pentru debitul nominal, stabilindu-se poziţia de

funcţionare a robinetului de reglare în condiţii nominale.

După alegerea organului de reglare conform acestui algoritm se trece la

alegerea elementului de acţionare, alegere care are în vedere tipul

acţionării (pneumatică, hidraulică, electrică) pe de o parte şi caracteristica

dinamică a acestuia (proporţională sau integrală) pe de altă parte.

30

Page 31: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

31

Page 32: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţieLa elementele cu trei căi, caracteristica intrinsecă se referă la una din căi (de

ex. A – B) şi se urmăreşte ca permanent debitul de intrare să fie egal cu

d bit l l l lt d ă ăi i dif t d ă P t lsuma debitelor pe celelalte două căi, indiferent de cursă. Pentru alegerea

robinetelor se determină

Qmax este debitul maxim, în m3/h;

t t ifi ă î d N/d 3γ – greutatea specifică, în daN/dm3

∆pr – pierderea de presiune admisă pe robinet la debit maxim, în daN/cm2;

Cu valoarea rezultată pentru Kv calcul se caută în tabelele producătorilor deCu valoarea rezultată pentru Kv calcul se caută în tabelele producătorilor de

robinete de reglare şi se ia valoarea cea mai apropiată de Kv calcul,

respectiv Kvs. La acest Kvs rezultă diametrul scaunului Ds, care se ia mai

32

p ,

mic sau egal cu diametrul nominal al flanşei de prindere Dn.

Page 33: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Caracteristici intrinseci ale unor

robinete de reglare cu treirobinete de reglare cu trei

căi (căile reglate cu

caracteristici logaritmice).g )

33

Page 34: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţie

Diferite tipuri de vane servoacţionate.

Stânga vană cu 3 căi; Sus vaneStânga - vană cu 3 căi; Sus - vane

de tip fluture (cea din centru cu dublă

acţionare: servo şi mauală);ţ ş );

Centru-jos: vană cu sferă.

34

Page 35: LUCRĂRI DE LABORATOR LARI DE LABORATOR LA …users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L8.pdf · reluctanţăvariabilă), motoare electrice monofazate, bifazat sau trifazate

Lucrarea 8 – Elemente de execuţieVană cu dublă acţionare: manuală şi cu motor c.a+reductor cu melc.

1 indicator poziţie;1 – indicator poziţie;

2 – condensator;

3 – regletă conexiuni el.;3 regletă conexiuni el.;

4 – limitator cursă;

5 – corpul vanei;

6 – bază;

7 – flanşă conectare;

8 – geam transparent;

9 – motor c.a.;

10 i t î ăl it10 - rezist. încălzitoare;

11 - roată acţ. manuală;

12 - cuplaj acţ man ;12 cuplaj acţ. man.;

13 - levier cuplare

acţionare manuală;

3514 - reductor cu melc.