5 eksperdi pneumaatilise loogika komponentide valiku strateegiat, mis välistavad 90% juhtimishäired

5 eksperdi pneumaatilise loogika komponentide valiku strateegiat, mis välistavad 90% juhtimishäired
Ideaalse pneumaatilise loogikasüsteemi puhas skeem. Infograafik illustreerib kolme põhimõistet: "Järjestusdiagramm" ajastusgraafiku kujul näitab kahe silindri tööjärjekorda. 'Precise Timing Control' (täpne ajastusjuhtimine) element on skeemis esile tõstetud. Veaohutu blokeering on kujutatud AND-loogikaventiilina, mis kasutab esimese silindri andurit teise silindri juhtimiseks, tagades süsteemi terviklikkuse.
Pneumaatiline loogikakomponent

Kas teie pneumaatilistes juhtimissüsteemides esineb ajastuse ebajärjekindlust, ootamatuid järjestuse tõrkeid või ohtlikke blokeeringute ümbersõite? Need sagedased probleemid tulenevad sageli loogikakomponentide ebaõigest valikust, mis põhjustab tootmise ebaefektiivsust, ohutusintsidente ja suurenenud hoolduskulusid. Õigete pneumaatiliste loogikakomponentide valimine võib need kriitilised probleemid kohe lahendada.

Ideaalne pneumaatiline loogikasüsteem peab tagama usaldusväärse järjestikuse töö, täpse ajastuse juhtimise ja tõrkekindlad blokeerimismehhanismid. Korralik komponentide valik eeldab järjestikuste diagrammide standardite, ajaviivituse valideerimise meetodite ja mitme signaali blokeeringute testimise menetluste mõistmist, et tagada süsteemi terviklikkus ja toimivus.

Hiljuti konsulteerisin ühe pakendiseadmete tootjaga, kellel esinesid perioodilised järjestikused tõrked nende karbi püstitusmasinas, mille tulemuseks oli 7% tootmiskaotus. Pärast nõuetekohaselt määratletud pneumaatiliste loogikakomponentide rakendamist koos valideeritud ajastuse ja blokeeringutega langes nende rikete määr alla 0,5%, säästes aastas üle $180 000 tootmiskaotuse. Lubage mul jagada, mida olen õppinud teie rakendusele sobivate pneumaatiliste loogikakomponentide valimise kohta.

Sisukord

  • Kuidas luua standarditele vastavaid pneumaatilisi järjestusdiagramme
  • Ajaviivitusmooduli täpsuse valideerimise meetodid täpseks kontrolliks
  • Mitmesignaalilise blokeerimismehhanismi testimine rikkevaba töö tagamiseks

Kuidas luua standarditele vastavaid pneumaatilisi järjestusdiagramme

Järjestusdiagrammid on pneumaatilise loogikasüsteemi projekteerimise alus, mis tagab süsteemi töö standardiseeritud kujutamise, mis tagab selguse ja järjepidevuse.

Pneumaatilised järjestikused diagrammid visualiseerivad ajalisi seoseid süsteemi sündmuste vahel, kasutades standardiseeritud sümboleid ja vormindamise konventsioone, mis on määratletud ISO 1219-21 ja ANSI/JIC standardid. Nõuetekohaselt koostatud skeemid võimaldavad täpset komponentide valikut, hõlbustavad tõrkeotsingut ning on olulised dokumendid süsteemi hooldamiseks ja muutmiseks.

Tehniline joonis pneumaatilise järjestikuse skeemi kohta, mis illustreerib järjestust "A+ B+ B- A-". Diagrammil on vertikaalteljel märgitud "Silinder A" ja "Silinder B" ning horisontaalteljel nummerdatud sammud. Iga silindri riigijooned liiguvad kõrge (välja tõmmatud) ja madala (sisse tõmmatud) positsiooni vahel, et selgelt visualiseerida tööde järjekorda, kui iga silinder järjestikku välja- ja sisse tõmbub.
Pneumaatilise järjestikuse diagrammi näide

Järjestusdiagrammide standardite mõistmine

Pneumaatiliste järjestikuste diagrammide koostamist reguleerivad mitmed rahvusvahelised standardid:

StandardFookusPõhielemendidTaotlus
ISO 1219-2Vedeliku jõusüsteemidSümbolistandardid, diagrammide paigutusRahvusvaheline standard
ANSI/JICTööstuslikud juhtimissüsteemidAmeerika sümbolite konventsioonidUSA tootmine
IEC 60848GRAFCET/SFCAstmelise ülemineku metoodikaKeerulised järjestused
VDI 3260Pneumaatiline loogikaSpetsiaalsed loogikasümbolidSaksa/Euroopa süsteemid

Järjestusdiagrammide tüübid ja rakendused

Erinevad diagrammitüübid täidavad pneumaatilise loogikasüsteemi projekteerimisel konkreetseid eesmärke:

Ümberpaigutamise-astme skeem

Pneumaatilise järjestuse kujutamise kõige levinum vorming:

  1. Struktuur
       - Vertikaalne telg: Süsteemi komponendid (silindrid, ventiilid)
       - Horisontaalne telg: Sammud või aja kulgemine
       - Liikumisliinid: Komponentide aktiveerimine/deaktiveerimine

  2. Põhijooned
       - Komponentide liikumise selge visualiseerimine
       - Samm-sammuline edenemine
       - Samaaegsete tegevuste tuvastamine
       - Erinevus väljavenitus/taandumisliigutuste vahel

  3. Parimad rakendused
       - Mitmesilindrilised järjestused
       - Olemasolevate süsteemide tõrkeotsing
       - Operaatori koolitusmaterjalid

Signaali-astme skeem

Keskendub pigem juhtimissignaalidele kui füüsilistele liigutustele:

  1. Struktuur
       - Vertikaalne telg: Signaaliallikad (lõpplülitid, andurid)
       - Horisontaalne telg: Sammud või aja kulgemine
       - Signaalliinid: ON/OFF oleku muutused

  2. Põhijooned
       - Rõhuasetus juhtimisloogikale
       - Selged signaalide ajastamise seosed
       - Signaalide kattumise tuvastamine
       - Lukustustingimuste visualiseerimine

  3. Parimad rakendused
       - Keerukad loogikasüsteemid
       - Signaalist sõltuvad järjestused
       - Lukustussüsteemi kontrollimine

Funktsiooni skeem (GRAFCET2/SFC)

Struktureeritud lähenemisviis keeruliste järjestuste jaoks:

  1. Struktuur
       - Sammud (ristkülikud): Stabiilsed süsteemi seisundid
       - Üleminekud (horisontaalsed jooned): Riigi muutumise tingimused
       - Suunatud lingid: Sammude vaheline voog
       - Meetmed: Igas etapis tehtavad toimingud

  2. Põhijooned
       - Selge eristamine seisundite ja üleminekute vahel
       - Paralleelsete järjestuste tugi
       - Tingimuslik hargnemine
       - Hierarhilise struktuuri võime

  3. Parimad rakendused
       - Keerulised, mitmepoolsed järjestused
       - Tingimuslike toimingutega süsteemid
       - Integratsioon PLC programmeerimisega

Standardsed sümbolite konventsioonid

Sümbolite järjepidev kasutamine on diagrammi selguse seisukohalt kriitilise tähtsusega:

Aktuaatori kujutamine

KomponentSümboli konventsioonLiikumise esindatusRiigi märkus
Ühetoimeline silinderÜks rida koos tagasipöördumisvedrugaHorisontaalne nihkumineVälja/välja tõmmatud asend
Kahepoolse toimega silinderTopeltjoon ilma vedrutaHorisontaalne nihkumineVälja/välja tõmmatud asend
Pöörlev ajamRing koos pöörlemisnooltegaNurganihe nihkuminePööratud/kodune asend
GripperParalleelsed jooned koos nooltegaAvamise/sulgemise märgeAvatud/suletud olek

Signaalelemendi kujutamine

ElementSümbolRiigi esindatusÜhenduskonventsioon
LõpplülitiRullaga ruudukujulineTäidetud, kui see on aktiveeritudKatkestatud joon ajamile
RõhulülitiRing koos diafragmagaTäidetud, kui see on aktiveeritudTahke joon rõhuallikale
TaimerKellanäguRadiaaljoone liikumineÜhendus vallandunud elemendiga
Loogiline elementFunktsiooni sümbol (AND, OR)Väljundi oleku näitamineSisend-/väljundliinid

Järjestikuste diagrammide loomise protsess

Järgige seda süstemaatilist lähenemisviisi, et luua standarditele vastavaid järjestikuseid skeeme:

  1. Süsteemi analüüs
       - Määrata kõik ajamid ja nende liikumine
       - Määratleda järjestusnõuded
       - Kontrollisõltuvuste kindlaksmääramine
       - Ajastusnõuete kindlakstegemine

  2. Komponentide loetelu
       - Vertikaaltelje komponentide nimekirja loomine
       - Korraldada loogilises järjekorras (tavaliselt töövoog).
       - Kaasa arvatud kõik ajamid ja signaalielemendid
       - Lisage ajastus/loogikakomponendid

  3. Etapi määratlus
       - Määratleda järjestikused erinevad sammud
       - Määrake kindlaks sammu ülemineku tingimused
       - Määrake sammude kestus (kui see on kohaldatav)
       - Paralleelsete operatsioonide tuvastamine

  4. Diagrammi koostamine
       - Joonistage komponentide liikumisjooned
       - Signaali aktiveerimispunktide lisamine
       - Lisada ajastuselemendid
       - Märgista blokeeringud ja sõltuvused

  5. Kontrollimine ja valideerimine
       - Kontrollida loogilist järjepidevust
       - Kontrollida järjestusnõuete suhtes
       - Valideerida ajastamise seosed
       - Kinnitage blokeerimise funktsionaalsust

Üldised järjestikuste diagrammide vead

Vältige neid sagedasi vigu diagrammide koostamisel:

  1. Loogilised vastuolud
       - Signaali sõltuvused ilma allikateta
       - Võimatu samaaegne liikumine
       - Puuduvad tagasikäigud
       - Mittetäielikud järjestused

  2. Standardi rikkumised
       - Ebajärjekindel sümbolite kasutamine
       - Mittestandardsed liinitüübid
       - Ebakorrektne komponentide esitus
       - Ebaselged sammude üleminekud

  3. Praktilised küsimused
       - Ebarealistlikud ajastusnõuded
       - Ebapiisav anduri positsioneerimine
       - Arvestamata mehaanilised piirangud
       - Puuduvad ohutusega seotud kaalutlused

Juhtumiuuring: Järjestikuste diagrammide optimeerimine

Töötasin hiljuti koos toidutöötlemisseadmete tootjaga, kelle tootekäitlussüsteemis esines aeg-ajalt ummistusi. Olemasolev dokumentatsioon oli ebatäielik ja ebaühtlane, mis raskendas tõrkeotsingut.

Analüüs näitas:

  • Järjestikuste diagrammide ebaühtlane vorming kogu dokumentatsioonis
  • Puuduvad signaalisõltuvused kriitilistes üleminekutes
  • ebaselged nõuded liikumiste vahelisele ajastusele
  • Dokumenteerimata manuaalsed sekkumised järjestuses

Rakendades terviklikku lahendust:

  • Loodi standardiseeritud nihke- ja sammudiagrammid operaatorite jaoks.
  • Töötas välja üksikasjalikud signaalide-käikude skeemid hoolduseks
  • Rakendatud GRAFCET-diagrammid keerukate otsustuspunktide jaoks.
  • Standardiseeritud sümbolite kasutamine kogu dokumentatsioonis

Tulemused olid märkimisväärsed:

  • Tuvastati kolm varem avastamata loogikaviga
  • Avastatud kriitiline ajastusprobleem toote ülekandmisel
  • Rakendati nõuetekohased blokeeringud võtmepunktides.
  • Vähendatud ummikute arv 83% võrra
  • Vähenenud tõrkeotsingu aeg 67% võrra
  • Operaatorite parem arusaamine süsteemi toimimisest

Ajaviivitusmooduli täpsuse valideerimise meetodid täpseks kontrolliks

Pneumaatilised ajaviitemoodulid on järjestikuste süsteemide kriitilised komponendid, kuid nende toimivust tuleb kontrollida, et tagada usaldusväärne töö.

Ajaviivituse valideerimise meetoditega kontrollitakse süstemaatiliselt pneumaatiliste ajastusmoodulite täpsust, korratavust ja stabiilsust erinevates töötingimustes. Nõuetekohane valideerimine tagab, et ajastuskriitilised toimingud säilitavad nõutava täpsuse kogu oma kasutusaja jooksul, vältides seeriarikkeid ja tootmiskatkestusi.

Tehniline infograafika ajalise viivituse valideerimise seadistuse kohta laboratooriumi stiilis. Sellel on kujutatud pneumaatiline ajastusventiil katsestendil, mis läbib kolm katset: "täpsuskatses" võrreldakse mõõdetud viivitust seadepunktiga, arvutiekraanil kuvatakse histogrammi "korratavuse analüüsiks" ja kogu seade on keskkonnakambris, et teha "stabiilsuskatse" muutuva temperatuuri ja rõhu korral.
Ajaviivituse valideerimise seadistus

Pneumaatilise ajaviivituse aluste mõistmine

Enne valideerimist on oluline mõista pneumaatiliste ajastusseadmete tööpõhimõtteid ja spetsifikatsioone:

Pneumaatiliste ajaviitemoodulite tüübid

Viivituse tüüpTööpõhimõteTüüpiline täpsusReguleerimisvahemikParimad rakendused
Orifice-reservuaarÕhuvool läbi piirangu±10-15%0,1-30 sekunditÜldine otstarve
Täpse avausKalibreeritud piirang koos kompensatsiooniga±5-10%0,2-60 sekunditTööstuslikud järjestused
Mehaaniline taimerKellamehhanism või käigukangi mehhanism±2-5%0,5-300 sekunditKriitiline ajastus
Pneumaatiline dashpotKontrollitud õhu väljapaiskamine±7-12%0,1-10 sekunditPehmendamine, summutamine
Elektroonilis-pneumaatilinePneumaatilise väljundiga elektrooniline taimer±1-3%0,01-999 sekunditTäppisrakendused

Kriitilised jõudlusparameetrid

Põhimõõdikud, mida tuleb valideerida iga ajastusmooduli puhul:

  1. Täpsus
       - Kõrvalekalle seaduspunktist standardtingimustes
       - Tavaliselt väljendatakse protsentides määratud ajast

  2. Korratavus
       - Muutus järjestikuste toimingute vahel
       - Kriitiline järjepideva soorituse jaoks

  3. Temperatuuristabiilsus
       - Ajastuse varieerumine töötemperatuuride vahemikus
       - Sageli tähelepanuta jäetud, kuid tegelikes rakendustes oluline.

  4. Rõhutundlikkus
       - Ajastus muutub koos toiterõhu muutustega
       - Oluline kõikuva rõhuga süsteemide puhul

  5. Pikaajaline triiv
       - Ajastamise muutus pikema aja jooksul
       - Mõjutab hooldusintervalle ja kalibreerimisvajadusi.

Standardiseeritud valideerimismeetodid

Ajaviivituse toimivuse valideerimiseks on olemas mitu väljakujunenud meetodit:

Põhiline ajastusvalideerimismeetod (ISO 6358 ühilduv)

Sobib kasutamiseks üldistes tööstuslikes rakendustes:

  1. Katse ülesehitus
       - Paigaldage ajastusmoodul katselülitusse
       - Täppisrõhuandurite ühendamine sisend- ja väljundisse
       - Kasutage kiiret andmekogumissüsteemi (vähemalt 100 Hz).
       - Sisaldab täpset tarnerõhu reguleerimist
       - Kontrollida ümbritseva keskkonna temperatuuri 23°C ±2°C.

  2. Katsemenetlus
       - Viivituse seadmine sihtväärtusele
       - Rakendage standardset töörõhku (tavaliselt 6 baari)
       - Ajastusmooduli käivitamine
       - Rõhuprofiilide salvestamine sisend- ja väljundis
       - Määrake ajapunkt rõhu tõusu 50% juures.
       - Korrake vähemalt 10 tsüklit
       - Katse minimaalsete, tüüpiliste ja maksimaalsete viivituse seadetega

  3. Analüüsimeetodid
       - Arvutage keskmine viivitusaeg
       - Määrata standardhälve
       - Arvutage täpsus (kõrvalekalle seadistatud punktist).
       - Määrata korratavus (maksimaalne varieeruvus)

Põhjalik valideerimisprotokoll

Kriitiliste rakenduste jaoks, mis nõuavad üksikasjalikke andmeid jõudluse kohta:

  1. Standardtingimuste baastase
       - Põhiline valideerimine võrdlustingimustes
       - Kehtestada tulemuslikkuse põhinäitajad
       - Vähemalt 30 tsüklit statistilise kehtivuse tagamiseks

  2. Rõhutundlikkuse testimine
       - Katse -15%, nominaalsel ja +15% toiterõhu juures.
       - Arvutage rõhu koefitsient (% muutus ühe baari kohta).
       - Määrake kindlaks minimaalne rõhk usaldusväärseks toimimiseks

  3. Temperatuuritundlikkuse testimine
       - Katse minimaalsel, nominaalsel ja maksimaalsel töötemperatuuril
       - Laske täielikult stabiliseeruda (vähemalt 2 tundi).
       - Arvutage temperatuurikoefitsient (% muutus °C kohta).

  4. Pikaajaline stabiilsuse testimine
       - Töötab pidevalt üle 10 000 tsükli.
       - Proovide võtmise ajastus korrapäraste ajavahemike järel
       - Arvutage triivimiskiirus ja prognoositav kalibreerimisintervall.

  5. Koormuse tundlikkuse testimine
       - Katse erinevate allavoolu mahtudega
       - Katse erinevate ühendatud komponentidega
       - Määrake maksimaalne usaldusväärne kandevõime

Valideerimisseadmete nõuded

Nõuetekohane valideerimine nõuab asjakohaseid katseseadmeid:

Olulised seadmete spetsifikatsioonid

SeadmedMinimaalne spetsifikatsioonSoovitatav spetsifikatsioonEesmärk
Rõhuandurid0,5% täpsus, 100Hz proovivõtu0,1% täpsus, 1kHz proovivõtuMõõtke rõhuprofiile
Andmete kogumine12-bitine eraldusvõime, 100 Hz16-bitine eraldusvõime, 1kHzRegistreeri ajastusandmed
Taimer/loendur0,01s eraldusvõime0,001s eraldusvõimeVõrdlusmõõtmine
Rõhu reguleerimine±0,1 baari stabiilsus±0,05 baari stabiilsusKontrollikatse tingimused
Temperatuuri reguleerimine±2°C stabiilsus±1°C stabiilsusKeskkonnakontroll
Voolu mõõtmine2% täpsus1% täpsusKontrollida voolu omadusi

Valideerimisandmete analüüs ja tõlgendamine

Valideerimisandmete nõuetekohane analüüs on tähenduslike tulemuste saamiseks kriitilise tähtsusega:

  1. Statistiline analüüs
       - Arvutage keskmine, mediaan ja standardhälve.
       - Määrake kindlaks Cpk3 ja protsessivõime
       - Erandite ja eriliste põhjuste kindlakstegemine
       - Rakendada kontrollkaardi metoodikat

  2. Korrelatsioonianalüüs
       - Seostada ajastusmuutusi keskkonnateguritega
       - Oluliste mõjutavate muutujate kindlakstegemine
       - Töötada välja hüvitamisstrateegiad

  3. Rikkestruktuuri analüüs
       - Ajastusrikkeid põhjustavate tingimuste kindlakstegemine
       - Määrata tegevuspiirangud
       - Kindlustusmarginaalide kehtestamine

Juhtumiuuring: Ajaviivituse valideerimise rakendamine

Hiljuti töötasin koos ühe farmaatsiaseadmete tootjaga, kelle viaalide täitmissüsteemis esines ebajärjekindlaid ooteaegu, mille tulemuseks olid täitemahu kõikumised.

Analüüs näitas:

  • Ajastusmoodulid, mis töötavad ±12% täpsusega (nõutav spetsifikatsioon ±5%).
  • Märkimisväärne temperatuuritundlikkus tootmisvahetuste ajal
  • Korratavuse probleemid pärast pikemaajalist kasutamist
  • Aegumise järjepidevust mõjutavad rõhu kõikumised

Rakendades terviklikku valideerimisprogrammi:

  • Töötas välja kohandatud valideerimisprotokolli vastavalt rakenduse nõuetele.
  • Testitud kõik ajastusmoodulid tegelikes töötingimustes.
  • Iseloomustatud jõudlus erinevates rõhu- ja temperatuurivahemikes
  • Rakendati statistiline protsessikontroll ajastamise valideerimiseks.

Tulemused olid märkimisväärsed:

  • Tuvastati kolm ajastusmoodulit, mis vajavad väljavahetamist
  • Avastatud kriitiline rõhu reguleerimise probleem
  • Rakendatud temperatuurikompensatsiooni strateegia
  • Vähendatud ajastusvahemik ±12%-lt ±3.5%-le
  • Vähenenud täitemahu varieerumine 68% võrra
  • Kehtestatud 6-kuuline valideerimisintervall, mis põhineb triivanalüüsil.

Mitmesignaalilise blokeerimismehhanismi testimine rikkevaba töö tagamiseks

Lukustussüsteemid on pneumaatiliste loogikasüsteemide kriitilised ohutuselemendid, mis nõuavad põhjalikku katsetamist, et tagada nõuetekohane toimimine kõikides tingimustes.

Mitmesignaalilise blokeerimise testimise metoodika abil kontrollitakse süstemaatiliselt, et pneumaatilised ohutussüsteemid takistavad ohtlikke toiminguid, kui kaitsetingimused ei ole täidetud. Põhjalik testimine tagab, et blokeeringud toimivad korrektselt nii normaalsetes, ebatavalistes kui ka rikkeolukordades, kaitstes töötajaid ja seadmeid potentsiaalselt ohtlike olukordade eest.

Ohutusinfograafika, mis näitab pneumaatilise pressi mitme signaali blokeerimise katsetamist. Põhiskeemil on kujutatud press, ohutuskaitsesüsteem ja kahekäeline juhtimispult, mis on ühendatud ohutusjuhtimispuldiga. Kolm paneeli illustreerivad katsejuhtumeid: Katse "Normaalne seisund" näitab, et press töötab nõuetekohaselt, kui kõik ohutusmeetmed on aktiivsed. Kaks "ebarahuldava olukorra" testi näitavad, et blokeeringud takistavad nõuetekohaselt pressi töötamist, kui kaitse on avatud või kui ainult üks käsi on juhtimispuldil.
Interlocki testimise skeem

Pneumaatilise blokeerimise põhialuste mõistmine

Lukustid kasutavad loogilisi signaalikombinatsioone, et lubada või takistada toiminguid:

Pneumaatiliste blokeerimissüsteemide tüübid

Lukustuse tüüpTööpõhimõteOhutustaseKeerukusParimad rakendused
Ühe signaaligaPõhiline blokeerimisfunktsioonMadalLihtneMittekriitilised toimingud
KahesignaalilineKahe tingimuse kontrollimineKeskmineMõõdukasStandardsed ohutusrakendused
Hääletamise loogika2-out-of-3 või sarnane koondamineKõrgeKompleksneKriitilised ohutusfunktsioonid
Jälgitav blokeeringEnesekontrolli võimeVäga kõrgeVäga keerulinePersonali ohutus
Ajastatud blokeeringJärjestusest sõltuv lubavKeskmineMõõdukasProtsessi järjestamine

Lukustuse rakendamise meetodid

Pneumaatiliste blokeerimissüsteemide rakendamise üldised lähenemisviisid:

  1. Loogiline elementide lähenemisviis
       - Kasutab AND, OR, NOT funktsioone
       - Diskreetse komponendi rakendamine
       - Nähtav tööseisund
       - Lihtne muuta

  2. Klappide blokeerimise lähenemisviis
       - Klappide mehaaniline või pilootblokeering
       - Integreeritud ventiili konstruktsiooni
       - Tüüpiliselt tugevam
       - Vähem paindlik muudatuste tegemiseks

  3. Segatehnoloogiline lähenemisviis
       - Kombineerib pneumaatilised ja elektrilised/elektroonilised elemendid
       - Kasutatakse sageli rõhulüliteid liideseid
       - Suurem paindlikkus
       - Nõuab mitut valdkonda hõlmavaid teadmisi

Põhjalik blokeeringute testimise metoodika

Süstemaatiline lähenemisviis blokeerimisfunktsioonide valideerimiseks:

Funktsionaalsete testide protokoll

Kavandatava tegevuse põhiline kontrollimine:

  1. Tavapärase töö testimine
       - Kontrollida, et blokeering lubab toimida, kui kõik tingimused on täidetud.
       - Kinnitage õige järjestus koos ajastusnõuetega.
       - Katsetage mitu tsüklit järjepidevuse tagamiseks
       - Kontrollida nõuetekohast lähtestamise käitumist

  2. Blokeerimisfunktsiooni testimine
       - Testige iga blokeerimistingimust eraldi
       - Kontrollimine on takistatud, kui mõni tingimus ei ole täidetud.
       - Kinnitage asjakohane märge/tagasiside
       - Katse piirtingimused (vahetult üle/alla künniste)

  3. Käitumise testimine
       - Kontrollida nõuetekohast lähtestamist pärast blokeeringu aktiveerimist.
       - Testida automaatse ja manuaalse lähtestamise funktsioone
       - Kinnitage, et ootamatut taastamist ei ole toimunud
       - Kontrollida mälufunktsioone, kui see on kohaldatav

Rikkeolukorra testimine

Käitumise kontrollimine ebanormaalsetes tingimustes:

  1. Signaali rikke testimine
       - Simuleerida anduri/lüliti rikkeid
       - Katse lahti ühendatud signaaliliinidega
       - Veenduge, et käitumine on tõrkekindel
       - Kinnitage asjakohased häired/näidikud

  2. Võimsuskadude testimine
       - Katsekäitumine rõhulanguse ajal
       - Kontrollida seisundit pärast rõhu taastamist
       - Kinnitage, et taastumise ajal ei toimu ootamatut liikumist
       - Katse osalise rõhu stsenaariumid

  3. Komponendi rikke simulatsioon
       - Kriitiliste komponentide lekete tekitamine
       - Katse osaliselt töötavate klappidega
       - Simuleerida kinni jäänud komponendid
       - Kontrollida süsteemi reageerimist halvenenud tingimustele

Tulemuslikkuse piiride testimine

Töö kontrollimine spetsifikatsiooni piirides:

  1. Ajastusmarginaalide testimine
       - Katse minimaalsel ja maksimaalsel ettenähtud ajahetkel
       - Kontrollida toimimist kiireimate võimalike signaalimuutustega
       - Katse kõige aeglasemate oodatavate signaalimuutustega
       - Kinnitage normaalse ja vigade ajastamise varu

  2. Rõhu piirikatsetused
       - Katse minimaalse kindlaksmääratud rõhu juures
       - Katse maksimaalse ettenähtud rõhu juures
       - Kontrollida toimimist rõhu kõikumise ajal
       - Määrata blokeerimisfunktsiooni survetundlikkus

  3. Keskkonnatingimuste testimine
       - Katse äärmuslikel temperatuuridel
       - Kontrollida toimimist vibratsiooni/šokiga
       - Katse koos saastumise sisseviimisega
       - Kinnitada toimimist halvimates keskkonnatingimustes

Lukustustesti dokumentatsiooni nõuded

Lukustuskatsete korralik dokumenteerimine on oluline:

Kriitilised dokumentatsiooni elemendid

  1. Katse spetsifikatsioon
       - Selged kriteeriumid, mille alusel on võimalik läbida või mitte läbida
       - Viide kohaldatavatele standarditele
       - Nõutavad katsetingimused
       - Katseseadmete spetsifikatsioonid

  2. Katsemenetlus
       - Samm-sammult testimise juhised
       - Algtingimused ja seadistamine
       - Nõutavad erimõõtmised
       - Ohutusabinõud testimise ajal

  3. Katsetulemused
       - Testimise töötlemata andmed
       - Analüüs ja arvutused
       - Passiivsuse/ebanägemise määramine
       - Anomaaliad ja tähelepanekud

  4. Tõendamisdokumentatsioon
       - Testija identifitseerimine ja kvalifikatsioon
       - Katseseadmete kalibreerimisprotokollid
       - Katsetingimuste kontrollimine
       - Heakskiidu allkirjad

Blokeeringute testimise standardid ja eeskirjad

Lukustuse testimise nõudeid reguleerivad mitmed standardid:

Standard/määrusFookusPeamised nõudedTaotlus
ISO 138494Masinate ohutusTulemuslikkuse taseme kontrollimineMasinate ohutus
IEC 61508Funktsionaalne ohutusSIL-taseme valideerimineProtsessi ohutus
OSHA 1910.1475Väljalülitamine/tähtede eemaldamineIsolatsiooni kontrollimineTöötajate ohutus
ET 983Pneumaatiline ohutusSpetsiifilised pneumaatilised nõudedEuroopa masinad
ANSI/PMMI B155.1PakendamismasinadTööstusspetsiifilised nõudedPakendamisseadmed

Juhtumiuuring: Lukustussüsteemi optimeerimine

Hiljuti konsulteerisin ühe autoosade tootjaga, kellel juhtus ohutusintsident, kui pneumaatiline press töötas ootamatult hoolduse ajal.

Analüüs näitas:

  • Ebapiisav blokeeringute testimise programm
  • Ühekordsed rikked kriitilistes ohutusahelates
  • Formaalne valideerimine pärast süsteemi muutmist puudub
  • Ebajärjekindel testimise metoodika vahetuste vahel

Rakendades terviklikku lahendust:

  • Välja töötatud standardiseeritud blokeerimiskatsete protokollid
  • Rakendati kõikide ohutusahelate vea süsti testimine.
  • Loodi üksikasjalik testidokumentatsioon ja -aruanded
  • Kehtestatud regulaarne valideerimise ajakava
  • Hoolduspersonali koolitamine testimismenetluste osas

Tulemused olid märkimisväärsed:

  • tuvastati seitse varem avastamata veamoodust
  • Avastatud kriitiline blokeeringu ajastusprobleem
  • Rakendati üleliigsed blokeerimissüsteemid töötajate ohutuse tagamiseks.
  • Likvideeritud ühepunkti tõrked kõikides ohutusahelates.
  • Saavutatud vastavus ISO 13849 tulemuslikkuse tasemele d
  • 18 kuu jooksul pärast rakendamist ei ole toimunud ühtegi ohutusalast vahejuhtumit

Põhjalik pneumaatilise loogika komponentide valikustrateegia

Optimaalsete pneumaatiliste loogikakomponentide valimiseks iga rakenduse jaoks järgige seda integreeritud lähenemisviisi:

  1. Määratleda süsteeminõuded
       - Järjestuse keerukuse ja ajastusvajaduse kindlaksmääramine
       - Ohutuskriitiliste funktsioonide tuvastamine
       - Keskkonnaalaste töötingimuste kehtestamine
       - Määratleda töökindlus- ja hooldusnõuded

  2. Dokumentide süsteemi loogika
       - Standarditele vastavate järjestikuste diagrammide loomine
       - Määrata kõik ajastusest sõltuvad funktsioonid
       - Kaardistada kõik nõutavad blokeeringud
       - Signaalsuhete dokumenteerimine

  3. Valige sobivad komponendid
       - Valige loogikaelemendid funktsiooninõuetest lähtuvalt
       - Valige ajastusmoodulid vastavalt täpsuse vajadustele
       - Määrake kindlaks blokeeringu rakendamise lähenemisviis
       - Arvestada keskkonnasõbralikkust

  4. Valideerida süsteemi jõudlust
       - Testida ajastusmooduli täpsust ja stabiilsust
       - Kontrollida blokeeringu toimimist kõikides tingimustes
       - Kinnitage, et järjestuse toiming vastab diagrammidele
       - Dokumenteerige kõik valideerimistulemused

Integreeritud valiku maatriks

Taotluse nõudedSoovitatav loogika tüüpAjastusmooduli valikLukustuse rakendamine
Lihtne jada, mittekriitilinePõhiline klapiloogikaStandardne ava-mahutiÜhe signaaliga blokeering
Keskmise keerukusega, tööstuslikSpetsiaalsed loogikaelemendidKompenseeritav täppisava koos kompensatsioonigaKahe signaali blokeerimine
Keeruline järjestus, kriitiline ajastusSpetsiaalsed loogikamoodulidElektroonilis-pneumaatiline hübriidHääletusloogika koos järelevalvega
Ohutuskriitiline rakendusRedundantsed loogikasüsteemidMehaaniline taimer koos järelevalvegaJälgitav tagasisidega blokeering
Raske keskkond, usaldusväärne tööSuletud loogikamoodulidTemperatuurikompenseeritud taimerMehaaniliselt seotud blokeering

Kokkuvõte

Optimaalsete pneumaatiliste loogikakomponentide valimiseks on vaja mõista järjestikuste skeemide standardeid, ajaviivituse valideerimise metoodikat ja blokeeringute testimise protseduure. Neid põhimõtteid rakendades saate saavutada usaldusväärse järjestuse toimimise, täpse ajastusjuhtimise ja tõrkekindla blokeeringu mis tahes pneumaatilise juhtimisrakenduse puhul.

KKK pneumaatilise loogika komponentide valiku kohta

Kuidas määrata oma pneumaatilise süsteemi jaoks vajalik ajastus täpsus?

Analüüsige oma protsessinõudeid, tuvastades ajastuskriitilised toimingud ja nende mõju toote kvaliteedile või süsteemi jõudlusele. Üldise materjalikäitluse puhul on tavaliselt piisav ±10% täpsus. Sünkroniseeritud toimingute (nt ülekandepunktide) puhul tuleb püüda ±5% täpsust. Toote kvaliteeti mõjutavate täppisprotsesside (täitmine, doseerimine) puhul on vaja täpsust ±2-3%. Kriitilised rakendused võivad nõuda ±1% või paremat täpsust, mis tavaliselt saavutatakse elektrooniliste-pneumaatiliste hübriidajamite abil. Lisage arvutuslikele nõuetele alati vähemalt 25% kindlusvaru ja valideerige ajastus tegelikes töötingimustes, mitte ainult katsekatsetes.

Milline on kõige usaldusväärsem meetod kriitiliste ohutusblokeeringute rakendamiseks?

Kriitiliste ohutusrakenduste puhul rakendage redundantne hääletamisloogika (2-out-of-3) koos järelevalvega. Kasutage võimaluse korral mehaaniliselt seotud klapielemente, et vältida ühisrežiimi rikkeid. Võtke kriitiliste funktsioonide puhul kasutusele nii positiivne kui ka negatiivne loogika (signaalide olemasolu JA puudumise kontrollimine). Tagada, et süsteem lülitub kõikide rikkeolukordade, sealhulgas toite-/rõhukatkestuse korral ohutusse olekusse. Lisada visuaalsed näitajad, mis näitavad blokeeringu olekut, ja rakendada korrapäraseid funktsionaalseid teste riskianalüüsiga määratud ajavahemike järel. Suurima töökindluse tagamiseks kaaluge ainult pneumaatilisi lahendusi valdkondades, kus keskkonnategurid võivad kahjustada elektrisüsteeme.

Kui sageli tuleks pneumaatilisi järjestikuseid skeeme süsteemi muutmise ajal ajakohastada?

Uuendage pneumaatilised järjestikused skeemid enne süsteemi muudatuste rakendamist, mitte pärast seda. Käsitlege skeemi pigem muudatuste juhtdokumenti kui muudatuste salvestust. Pärast rakendamist kontrollige süsteemi tegelikku toimimist ajakohastatud skeemi alusel ja parandage kohe kõik lahknevused. Väiksemate muudatuste puhul ajakohastage diagrammi mõjutatud osa ja vaadake üle kõrvalolevad järjestused, et neid mõjutada. Suuremate muudatuste puhul vaadake diagrammi täielikult läbi ja valideerige see. Säilitage kõigi diagrammide versioonikontroll ja tagage, et kõik vananenud versioonid eemaldatakse teeninduspiirkondadest. Rakendage ametlik läbivaatamisprotsess, mis nõuab diagrammi täpsuse kinnitamist pärast iga muutmistsüklit.

  1. Annab ülevaate standardist ISO 1219-2, mis määrab kindlaks vedelikutehnikasüsteemide elektriskeemide joonistamise eeskirjad, sealhulgas sümbolite kasutamise ja paigutuse konventsioonid.

  2. Selgitab GRAFCETi (järjestikuste funktsioonide diagrammi) põhimõtteid, mis on standardiseeritud graafiline keel, mida kasutatakse järjestikuste juhtimissüsteemide käitumise kirjeldamiseks, eelkõige automaatikas.

  3. Pakub üksikasjalikku määratlust protsessi võimekuse indeksi (Cpk) kohta, mis on statistiline vahend, mida kasutatakse protsessi võime mõõtmiseks toota toodangut kliendi spetsifikatsiooni piirides.

  4. Kirjeldatakse standardit ISO 13849, milles sätestatakse ohutusnõuded ja juhised juhtimissüsteemide ohutusega seotud osade projekteerimise ja integreerimise põhimõtete kohta, sealhulgas toimivusastmete (PL) kindlaksmääramine.

  5. Annab teavet OSHA 1910.147 standardi kohta, mis on tuntud ka kui Lockout/Tagout (LOTO), milles kirjeldatakse nõudeid masinate või seadmete väljalülitamiseks, et vältida ohtliku energia vabanemist hoolduse või hoolduse ajal.

Seotud

Chuck Bepto

Tere, ma olen Chuck, vanemekspert, kellel on 15-aastane kogemus pneumaatikatööstuses. Bepto Pneumaticus keskendun kvaliteetsete ja kohandatud pneumaatiliste lahenduste pakkumisele meie klientidele. Minu teadmised hõlmavad tööstusautomaatikat, pneumaatikasüsteemide projekteerimist ja integreerimist, samuti võtmekomponentide rakendamist ja optimeerimist. Kui teil on küsimusi või soovite arutada oma projekti vajadusi, võtke minuga ühendust aadressil chuck@bepto.com.

Sisukord
Bepto logo

Saada rohkem eeliseid alates Info vormi esitamisest