5 ekspertinės pneumatinės logikos komponentų parinkimo strategijos, padedančios išvengti 90% valdymo gedimų

5 ekspertinės pneumatinės logikos komponentų parinkimo strategijos, padedančios išvengti 90% valdymo gedimų
Švari idealios pneumatinės loginės sistemos schema. Infografike iliustruojamos trys pagrindinės sąvokos: "Sekvencinė diagrama" - laiko diagramos pavidalu parodyta dviejų cilindrų veikimo seka. Schemoje pažymėtas "Tikslaus laiko valdymo" elementas. Saugus blokavimas" pavaizduotas kaip AND loginis vožtuvas, kuris naudoja pirmojo cilindro jutiklį antrajam cilindrui valdyti ir taip užtikrina sistemos vientisumą.
Pneumatinis loginis komponentas

Ar jūsų pneumatinėse valdymo sistemose pasitaiko laiko nenuoseklumų, netikėtų sekos gedimų ar pavojingų blokavimo apėjimų? Šios dažniausiai pasitaikančios problemos dažnai kyla dėl netinkamai parinktų loginių komponentų, todėl gamyba tampa neefektyvi, kyla saugos incidentų ir didėja techninės priežiūros išlaidos. Pasirinkus tinkamus pneumatinės logikos komponentus galima iš karto išspręsti šias kritines problemas.

Ideali pneumatinė loginė sistema turi užtikrinti patikimą nuoseklų veikimą, tikslų laiko valdymą ir saugius blokavimo mechanizmus. Norint tinkamai parinkti komponentus, reikia išmanyti nuosekliųjų diagramų standartus, laiko vėlinimo patvirtinimo metodikas ir kelių signalų blokavimo bandymų procedūras, kad būtų užtikrintas sistemos vientisumas ir veikimas.

Neseniai konsultavausi su pakuočių įrangos gamintoju, kuris patyrė pertraukiamų sekos gedimų savo dėžučių surinkimo įrenginyje, dėl kurių prarado 7% produkcijos. Įdiegus tinkamai nurodytus pneumatinės logikos komponentus su patvirtintu laiku ir blokuotėmis, gedimų skaičius sumažėjo žemiau 0,5%, o tai leido sutaupyti daugiau nei $180 000 prarastos produkcijos per metus. Leiskite pasidalyti tuo, ką išmokau apie tobulų pneumatinės logikos komponentų parinkimą jūsų taikymui.

Turinys

  • Kaip kurti standartus atitinkančias pneumatines nuosekliąsias diagramas
  • Laiko vėlinimo modulio tikslumo patvirtinimo metodai tiksliam valdymui
  • Kelių signalų blokavimo mechanizmo bandymas, siekiant užtikrinti saugų veikimą

Kaip kurti standartus atitinkančias pneumatines nuosekliąsias diagramas

Sekvencinės diagramos yra pneumatinių loginių sistemų projektavimo pagrindas, nes jose standartizuotai atvaizduojamas sistemos veikimas, užtikrinantis aiškumą ir nuoseklumą.

Pneumatinės nuosekliosios diagramos vizualizuoja laiko ryšius tarp sistemos įvykių, naudodamos standartizuotus simbolius ir formatavimo konvencijas, apibrėžtas ISO 1219-21 ir ANSI/JIC standartus. Tinkamai sudarytos schemos leidžia tiksliai parinkti komponentus, palengvina trikčių šalinimą ir yra svarbūs sistemos techninės priežiūros ir modifikavimo dokumentai.

Techninis pneumatinės nuosekliosios schemos brėžinys, iliustruojantis seką "A+ B+ B+ B- A-". Schemoje vertikalioje ašyje nurodyti "A cilindras" ir "B cilindras", o horizontalioje ašyje - sunumeruoti žingsniai. Kiekvieno cilindro valstybinės linijos juda tarp aukštų (išskleistų) ir žemų (įtemptų) padėčių, kad būtų aiškiai matoma operacijų seka, kai kiekvienas cilindras nuosekliai išskleidžiamas ir įtraukiamas.
Pneumatinės nuosekliosios diagramos pavyzdys

Sekvencinių diagramų standartų supratimas

Pneumatinių nuosekliųjų diagramų kūrimą reglamentuoja keli tarptautiniai standartai:

StandartinisFocusPagrindiniai elementaiParaiška
ISO 1219-2Skysčių galios sistemosSimbolių standartai, diagramų išdėstymasTarptautinis standartas
ANSI/JICPramonės valdymo sistemosAmerikos simbolių konvencijosJAV gamyba
IEC 60848GRAFCET/SFCŽingsninio perėjimo metodikaSudėtingos sekos
VDI 3260Pneumatinė logikaSpecializuoti loginiai simboliaiVokietijos / Europos sistemos

Nuosekliosios diagramos tipai ir programos

Pneumatinių loginių sistemų projektavime naudojami skirtingi diagramų tipai:

Išstūmimo žingsnių diagrama

Labiausiai paplitęs pneumatinės sekos atvaizdavimo formatas:

  1. Struktūra
       - Vertikalioji ašis: Sistemos komponentai (cilindrai, vožtuvai)
       - Horizontalioji ašis: Žingsniai arba laiko progresija
       - Judėjimo linijos: Komponentų įjungimas/išjungimas

  2. Pagrindinės savybės
       - Aiškus komponentų judėjimo vizualizavimas
       - Žingsnis po žingsnio
       - Vienu metu atliekamų veiksmų nustatymas
       - Skirtumas tarp ištiesimo ir įtraukimo judesių

  3. Geriausios programos
       - Kelių cilindrų sekos
       - esamų sistemų trikčių šalinimas
       - Operatorių mokymo medžiaga

Signalo žingsnių diagrama

Daugiausia dėmesio skiriama valdymo signalams, o ne fiziniams judesiams:

  1. Struktūra
       - Vertikalioji ašis: Signalų šaltiniai (galiniai jungikliai, jutikliai)
       - Horizontalioji ašis: Žingsniai arba laiko progresija
       - Signalinės linijos: Įjungimo/išjungimo būsenos pokyčiai

  2. Pagrindinės savybės
       - Dėmesys valdymo logikai
       - Aiškūs signalų laiko ryšiai
       - Signalų sutapimų nustatymas
       - Blokavimo sąlygų vizualizavimas

  3. Geriausios programos
       - Sudėtingos loginės sistemos
       - Nuo signalo priklausančios sekos
       - Blokavimo patikra

Funkcijų diagrama (GRAFCET2/SFC)

Sudėtingų sekų struktūrizuotas metodas:

  1. Struktūra
       - Žingsniai (stačiakampiai): Stabilios sistemos būsenos
       - Perėjimai (horizontalios linijos): Būklės pasikeitimo sąlygos
       - Nukreiptos nuorodos: Srautas tarp etapų
       - Veiksmai: Kiekviename etape atliekamos operacijos

  2. Pagrindinės savybės
       - Aiškus būsenų ir perėjimų atskyrimas
       - Lygiagrečių sekų palaikymas
       - Sąlyginis šakojimosi vaizdavimas
       - Hierarchinės struktūros gebėjimas

  3. Geriausios programos
       - Sudėtingos kelių kelių sekos
       - Sąlyginių operacijų sistemos
       - Integracija su PLC programavimu

Standartinių simbolių sutartiniai ženklai

Nuoseklus simbolių naudojimas yra labai svarbus diagramos aiškumui:

Pavaros atstovavimas

KomponentasSimbolių konvencijaAtstovavimas judėjimuiValstybės nuoroda
Vieno veikimo cilindrasViena linija su grįžtamąja spyruokleHorizontalus poslinkisIštiesta / ištraukta padėtis
Dvigubo veikimo cilindrasDviguba linija be spyruoklėsHorizontalus poslinkisIštiesta / ištraukta padėtis
Rotacinė pavaraApskritimas su sukimosi rodykleKampinis poslinkisPasukama / pradinė padėtis
GriebtuvaiLygiagrečios linijos su rodyklėmisAtidarymo / uždarymo indikacijaAtidaryta / uždaryta būsena

Signalo elemento atvaizdavimas

ElementasSimbolisAtstovavimas valstybeiPrijungimo konvencija
Ribinis jungiklisKvadratas su voleliuUžpildoma, kai aktyvuojamaBrūkšninė linija iki pavaros
Slėgio jungiklisApskritimas su diafragmaUžpildoma, kai aktyvuojamaVientisa linija prie slėgio šaltinio
LaikmatisLaikrodžio ciferblatasRadialinis linijos judėjimasRyšys su paleistu elementu
Loginis elementasFunkcijos simbolis (AND, OR)Išėjimo būsenos indikacijaĮvesties ir išvesties linijos

Nuosekliosios diagramos kūrimo procesas

Vadovaukitės šiuo sisteminiu metodu, kad sukurtumėte standartus atitinkančias nuosekliąsias diagramas:

  1. Sistemos analizė
       - Nustatykite visas pavaras ir jų judesius
       - Apibrėžti sekos reikalavimus
       - Nustatyti kontrolės priklausomybes
       - Laiko reikalavimų nustatymas

  2. Komponentų sąrašas
       - Sukurti vertikaliosios ašies komponentų sąrašą
       - išdėstyti logine tvarka (paprastai operacijos eiga)
       - Įtraukite visas pavaros ir signalinius elementus
       - Pridėti laiko/logikos komponentus

  3. Žingsnio apibrėžtis
       - Apibrėžti atskirus etapus iš eilės
       - Nustatyti žingsnio perėjimo sąlygas
       - Nustatykite žingsnių trukmę (jei taikoma)
       - Nustatyti lygiagrečias operacijas

  4. Diagramos konstravimas
       - Nubraižykite komponentų judėjimo linijas
       - Pridėti signalo įjungimo taškus
       - Įtraukite laiko elementus
       - Pažymėkite sąsajas ir priklausomybes

  5. Patikrinimas ir patvirtinimas
       - Loginio nuoseklumo tikrinimas
       - Patikrinti pagal sekos reikalavimus
       - Patvirtinkite laiko ryšius
       - Patvirtinkite blokavimo funkciją

Dažniausiai pasitaikančios nuosekliosios diagramos klaidos

Venkite šių dažnai daromų diagramų kūrimo klaidų:

  1. Loginiai neatitikimai
       - Signalų priklausomybės be šaltinių
       - Neįmanomi vienalaikiai judesiai
       - Trūkstami grąžinimo judesiai
       - Neišsamios sekos

  2. Standartiniai pažeidimai
       - Nenuoseklus simbolių naudojimas
       - Nestandartiniai linijų tipai
       - Netinkamas komponentų atvaizdavimas
       - Neaiškūs žingsnių perėjimai

  3. Praktiniai klausimai
       - Nerealūs laiko reikalavimai
       - Nepakankamas jutiklio padėties nustatymas
       - Neįvertinti mechaniniai apribojimai
       - Trūkstami saugos aspektai

Atvejo analizė: Nuosekliosios diagramos optimizavimas

Neseniai dirbau su maisto perdirbimo įrangos gamintoju, kuris susidūrė su pertraukiamais produktų tvarkymo sistemos užstrigimais. Esami dokumentai buvo neišsamūs ir nenuoseklūs, todėl buvo sudėtinga pašalinti trikdžius.

Atlikta analizė atskleidė:

  • Nenuoseklūs nuoseklių diagramų formatai dokumentuose
  • Trūkstamų signalų priklausomybės kritiniuose perėjimuose
  • Neaiškūs laiko reikalavimai tarp judesių
  • Nedokumentuotos rankinės intervencijos sekoje

Įgyvendindami išsamų sprendimą:

  • Sukurtos standartizuotos poslinkio ir žingsnio diagramos, skirtos operatoriui.
  • Parengtos išsamios signalų žingsnių diagramos, skirtos techninei priežiūrai
  • Įgyvendintos GRAFCET diagramos sudėtingiems sprendimų taškams
  • Standartizuotas simbolių naudojimas visuose dokumentuose

Rezultatai buvo reikšmingi:

  • Nustatytos trys anksčiau neaptiktos loginės klaidos
  • Atskleista kritinė produkto perkėlimo laiko problema
  • Įdiegtos tinkamos blokuotės svarbiausiuose sekos taškuose
  • Sumažėjo uogienių incidentų 83%
  • Sumažėjo trikčių šalinimo laikas 67%
  • Geresnis operatoriaus supratimas apie sistemos veikimą

Laiko vėlinimo modulio tikslumo patvirtinimo metodai tiksliam valdymui

Pneumatiniai laiko vėlinimo moduliai yra svarbūs nuosekliųjų sistemų komponentai, tačiau jų veikimas turi būti patvirtintas, kad būtų užtikrintas patikimas veikimas.

Laiko vėlinimo patvirtinimo metodikomis sistemingai tikrinamas pneumatinių laiko modulių tikslumas, pakartojamumas ir stabilumas įvairiomis darbo sąlygomis. Tinkamas įteisinimas užtikrina, kad laikui svarbios operacijos išlaikytų reikiamą tikslumą visą jų eksploatavimo laiką, užkertant kelią sekos gedimams ir gamybos trikdžiams.

Techninis infografikas, kuriame pavaizduota laboratorinio stiliaus laiko vėlinimo patvirtinimo sąranka. Jame pavaizduotas pneumatinis laiko vožtuvas ant bandymų stendo, kuriam atliekami trys bandymai: "tikslumo bandymas", kurio metu išmatuotas uždelsimas lyginamas su užduotąja verte, kompiuterio ekrane rodoma histograma, skirta "pakartojamumo analizei", ir visa sąranka yra aplinkos kameroje, kurioje atliekamas "stabilumo bandymas", esant skirtingai temperatūrai ir slėgiui.
Laiko vėlinimo patvirtinimo sąranka

Pneumatinės laiko vėlinimo sistemos pagrindų supratimas

Prieš atliekant patvirtinimą būtina suprasti pneumatinių laiko matavimo prietaisų veikimo principus ir specifikacijas:

Pneumatinių laiko vėlinimo modulių tipai

Atidėjimo tipasVeikimo principasTipinis tikslumasReguliavimo diapazonasGeriausios programos
Angos ir rezervuaro jungtisOro srautas per apribojimą±10-15%0,1-30 sekundžiųBendroji paskirtis
Tikslioji diafragmaKalibruotas apribojimas su kompensacija±5-10%0,2-60 sekundžiųPramoninės sekos
Mechaninis laikmatisLaikrodžio mechanizmas arba eskapementas±2-5%0,5-300 sekundžiųKritinis laikas
Pneumatinis dašiklisKontroliuojamas oro išstūmimas±7-12%0,1-10 sekundžiųAmortizacija, slopinimas
Elektroninis-pneumatinisElektroninis laikmatis su pneumatine išvestimi±1-3%0,01-999 sekundėsTikslūs taikymai

Kritiniai našumo parametrai

Pagrindinės metrikos, kurias reikia patvirtinti bet kuriam laiko nustatymo moduliui:

  1. Tikslumas
       - Nukrypimas nuo nustatyto taško standartinėmis sąlygomis
       - Paprastai išreiškiama nustatyto laiko procentine dalimi

  2. Pakartojamumas
       - Nuokrypis tarp viena po kitos atliekamų operacijų
       - Labai svarbu, kad seka būtų nuosekli.

  3. Temperatūros stabilumas
       - Laiko kitimas darbinės temperatūros diapazone
       - Dažnai nepastebimas, tačiau reikšmingas realiose programose

  4. Jautrumas slėgiui
       - Laiko kitimas keičiantis tiekimo slėgiui
       - Svarbu sistemoms, kuriose slėgis svyruoja

  5. Ilgalaikis dreifas
       - Laiko pokyčiai per ilgesnį veikimo laiką
       - Turi įtakos techninės priežiūros intervalams ir kalibravimo poreikiams

Standartizuotos patvirtinimo metodikos

Yra keletas nusistovėjusių metodų, kaip patvirtinti laiko vėlinimo efektyvumą:

Pagrindinis laiko patvirtinimo metodas (suderinamas su ISO 6358)

Tinka bendram pramoniniam naudojimui:

  1. Bandymų sąranka
       - Įdiekite laiko modulį bandymo grandinėje
       - Prie įvesties ir išvesties jungiami tikslūs slėgio jutikliai
       - Naudokite didelės spartos duomenų rinkimo sistemą (ne mažiau kaip 100 Hz)
       - Tikslus tiekimo slėgio reguliavimas
       - Aplinkos temperatūros kontrolė iki 23°C ±2°C

  2. Bandymo procedūra
       - Nustatykite uždelsimą iki tikslinės vertės
       - Naudokite standartinį darbinį slėgį (paprastai 6 bar)
       - Paleidimo laiko modulis
       - Įrašykite slėgio profilius įėjime ir išėjime
       - Apibrėžti laiko tašką ties 50% slėgio padidėjimo tašku
       - Pakartokite mažiausiai 10 ciklų
       - Bandymas esant mažiausiam, tipiniam ir didžiausiam uždelsimo nustatymui

  3. Analizės rodikliai
       - Apskaičiuokite vidutinį uždelsimo laiką
       - Nustatykite standartinį nuokrypį
       - Apskaičiuokite tikslumą (nuokrypį nuo nustatyto taško)
       - Nustatyti pakartojamumą (didžiausią variaciją)

Išsamus patvirtinimo protokolas

Svarbiausioms programoms, kurioms reikia išsamių duomenų apie veikimą:

  1. Standartinės būklės atskaitos taškas
       - Atlikite pagrindinį patvirtinimą etaloninėmis sąlygomis
       - Nustatyti bazinius veiklos rodiklius
       - Ne mažiau kaip 30 ciklų statistiniam pagrįstumui užtikrinti

  2. Jautrumo slėgiui bandymas
       - Bandymas esant -15%, nominaliam ir +15% tiekimo slėgiui
       - Apskaičiuokite slėgio koeficientą (% pokytis vienam barui)
       - Nustatykite mažiausią slėgį patikimam veikimui užtikrinti

  3. Jautrumo temperatūrai bandymas
       - Bandymas esant minimaliai, nominaliai ir maksimaliai darbinei temperatūrai
       - Leiskite visiškai stabilizuotis termiškai (mažiausiai 2 valandas)
       - Apskaičiuokite temperatūros koeficientą (% pokytis per °C)

  4. Ilgalaikio stabilumo bandymai
       - Nepertraukiamai veikia daugiau kaip 10 000 ciklų
       - Mėginių ėmimo laikas reguliariais intervalais
       - Apskaičiuokite dreifo greitį ir numatomą kalibravimo intervalą

  5. Apkrovos jautrumo testavimas
       - Bandymas su skirtingais tolesnio srauto tūriais
       - Bandymas su skirtingais prijungtais komponentais
       - Nustatykite didžiausią patikimą apkrovą

Reikalavimai patvirtinimo įrangai

Tinkamam patvirtinimui reikia tinkamos bandymų įrangos:

Pagrindinės įrangos specifikacijos

ĮrangaMinimali specifikacijaRekomenduojama specifikacijaTikslas
Slėgio jutikliai0,5% tikslumas, 100 Hz mėginių ėmimas0,1% tikslumas, 1 kHz mėginių ėmimasMatuokite slėgio profilius
Duomenų gavimas12 bitų skiriamoji geba, 100 Hz16 bitų skiriamoji geba, 1 kHzĮrašyti laiko duomenis
Laikmatis / skaitiklis0,01 s skiriamoji geba0,001 s skiriamoji gebaEtaloninis matavimas
Slėgio reguliavimas±0,1 baro stabilumas±0,05 baro stabilumasKontrolinio bandymo sąlygos
Temperatūros valdymas±2 °C stabilumas±1°C stabilumasAplinkos kontrolė
Srauto matavimas2% tikslumas1% tikslumasPatikrinkite srauto charakteristikas

Patvirtinimo duomenų analizė ir aiškinimas

Norint gauti reikšmingų rezultatų, labai svarbu tinkamai išanalizuoti patvirtinimo duomenis:

  1. Statistinė analizė
       - Apskaičiuokite vidurkį, medianą ir standartinį nuokrypį
       - Nustatyti Cpk3 ir procesų pajėgumai
       - Nustatyti nukrypimus ir ypatingas priežastis
       - Taikyti kontrolės diagramų metodikas

  2. Koreliacinė analizė
       - Laiko svyravimus susieti su aplinkos veiksniais
       - Nustatyti svarbius įtaką darančius kintamuosius
       - Kompensavimo strategijų kūrimas

  3. Gedimo režimo analizė
       - Nustatyti sąlygas, dėl kurių atsiranda laiko gedimų
       - Nustatyti veiklos ribas
       - Nustatyti saugos ribas

Atvejo analizė: Laiko vėlavimo patvirtinimo įgyvendinimas

Neseniai dirbau su farmacijos įrangos gamintoju, kurio buteliukų užpildymo sistemoje buvo pastebėtas nenuoseklus veikimo laikas, todėl užpildymo tūris svyravo.

Atlikta analizė atskleidė:

  • Laiko moduliai, veikiantys ±12% tikslumu (specifikacijoje reikalaujama ±5%)
  • Didelis jautrumas temperatūrai gamybos pamainų metu
  • Pakartojamumo problemos po ilgesnio veikimo
  • Slėgio svyravimai, turintys įtakos laiko suderinamumui

Įgyvendinant išsamią patvirtinimo programą:

  • Parengtas individualus patvirtinimo protokolas, pagrįstas taikomosios programos reikalavimais
  • Išbandyti visi laiko moduliai realiomis darbo sąlygomis
  • Charakterizuotos eksploatacinės savybės slėgio ir temperatūros diapazonuose
  • Įdiegta statistinė proceso kontrolė laiko patvirtinimui

Rezultatai buvo reikšmingi:

  • Nustatyti trys laiko moduliai, kuriuos reikia pakeisti
  • Atrasta kritinio slėgio reguliavimo problema
  • Įgyvendinta temperatūros kompensavimo strategija
  • Sumažintas laiko nuokrypis nuo ±12% iki ±3,5%
  • 68% sumažintas užpildymo tūrio kitimas
  • Nustatytas 6 mėnesių patvirtinimo intervalas, pagrįstas dreifo analize

Kelių signalų blokavimo mechanizmo bandymas, siekiant užtikrinti saugų veikimą

Blokavimo sistemos yra labai svarbūs pneumatinių loginių sistemų saugos elementai, kuriuos reikia kruopščiai išbandyti, kad būtų užtikrintas tinkamas veikimas bet kokiomis sąlygomis.

Kelių signalų blokavimo bandymų metodikomis sistemingai tikrinama, ar pneumatinės saugos sistemos užkerta kelią pavojingoms operacijoms, kai nesilaikoma apsaugos sąlygų. Visapusiškas bandymas užtikrina, kad blokavimo įtaisai tinkamai veiktų įprastomis, neįprastomis ir gedimo sąlygomis, apsaugodami darbuotojus ir įrangą nuo potencialiai pavojingų situacijų.

Saugos infografikas, kuriame demonstruojamas pneumatinio preso kelių signalų blokavimo bandymas. Pagrindinėje schemoje pavaizduotas presas, apsauginė apsauga ir dviejų rankų valdymo stotelė, prijungta prie saugos valdiklio. Trijuose skyduose pavaizduoti bandymų atvejai: Įprastos būklės" bandymas rodo, kad presas veikia tinkamai, kai visos saugos priemonės yra aktyvios. Du "Nenormalios būklės" bandymai rodo, kad blokavimo įtaisai teisingai neleidžia presui veikti, jei apsaugas yra atidarytas arba jei tik viena ranka yra ant valdymo pulto.
Blokavimo bandymo schema

Pneumatinio blokavimo pagrindų supratimas

Blokavimui naudojamos loginės signalų kombinacijos, leidžiančios arba neleidžiančios atlikti operacijų:

Pneumatinių blokavimo sistemų tipai

Blokavimo tipasVeikimo principasSaugos lygisSudėtingumasGeriausios programos
Vieno signaloPagrindinė blokavimo funkcijaŽemasPaprastasNekritinės operacijos
Dviejų signalųDviejų sąlygų patikraVidutinisVidutinio sunkumoStandartinės saugos programos
Balsavimo logika2 iš 3 arba panašus atleidimasAukštasSudėtingasSvarbiausios saugos funkcijos
Stebimas blokavimasSavikontrolės funkcijaLabai aukštasLabai sudėtingaPersonalo sauga
Blokavimas pagal laikąNuo sekos priklausantis leidžiamojo pobūdžioVidutinisVidutinio sunkumoProcesų sekos nustatymas

Blokavimo įgyvendinimo metodai

Bendrieji pneumatinių blokavimo įtaisų diegimo būdai:

  1. Loginių elementų metodas
       - Naudoja AND, OR, NOT funkcijas
       - Diskrečiųjų komponentų įgyvendinimas
       - Matoma veikimo būsena
       - Lengvai modifikuojamas

  2. Vožtuvų blokavimo metodas
       - Mechaninis arba bandomasis vožtuvų blokavimas
       - Integruota į vožtuvo konstrukciją
       - Paprastai yra tvirtesni
       - Mažiau lankstus modifikavimui

  3. Mišrių technologijų metodas
       - Pneumatinių ir elektrinių / elektroninių elementų derinys
       - Dažnai kaip sąsajos naudojami slėgio jungikliai
       - Didesnis lankstumas
       - Reikalingos įvairių sričių žinios

Išsami blokavimo blokavimo bandymų metodika

Sisteminis blokavimo funkcijų patvirtinimo metodas:

Funkcinio testavimo protokolas

Pagrindinis numatomo veikimo patikrinimas:

  1. Įprasto veikimo bandymas
       - Patikrinkite, ar blokavimas leidžia veikti, kai tenkinamos visos sąlygos
       - Patvirtinkite tinkamą seką su laiko reikalavimais
       - Kelių ciklų testavimas siekiant užtikrinti nuoseklumą
       - Patikrinkite, ar tinkamai atstatytas veikimas

  2. Blokavimo funkcijos tyrimas
       - Atskirai išbandykite kiekvieną blokavimo sąlygą
       - Patikrinimo operacija neleidžiama, kai neįvykdoma kuri nors sąlyga
       - Patvirtinkite tinkamą indikaciją ir (arba) grįžtamąjį ryšį
       - Bandymo ribinės sąlygos (šiek tiek aukščiau ir žemiau ribinių verčių)

  3. Iš naujo nustatyti elgsenos bandymai
       - Patikrinkite, ar tinkamai iš naujo nustatomas blokavimo režimas
       - Automatinio ir rankinio atstatymo funkcijų bandymas
       - Patvirtinkite, kad nenumatytas veikimo atkūrimas neįvyko
       - Jei reikia, patikrinkite atminties funkcijas

Gedimų būklės testavimas

Elgesio neįprastomis sąlygomis patikrinimas:

  1. Signalo gedimo testavimas
       - Imituoti jutiklių ir jungiklių gedimus
       - Bandymas su atjungtomis signalų linijomis
       - Patikrinkite saugų elgesį
       - Patvirtinkite atitinkamus pavojaus signalus ir (arba) indikatorius

  2. Maitinimo nuostolių testavimas
       - Bandymo elgsena praradus slėgį
       - Patikrinkite būseną po slėgio atkūrimo
       - Patvirtinkite, kad atkūrimo metu nėra netikėtų judesių
       - Bandymo dalinio slėgio scenarijai

  3. Komponentų gedimų modeliavimas
       - Kritinių komponentų nutekėjimas
       - Bandymas su iš dalies veikiančiais vožtuvais
       - Imituoti įstrigusius komponentus
       - Patikrinti sistemos reakciją į pablogėjusias sąlygas

Veikimo ribų testavimas

Veikimo pagal specifikacijų ribas patikrinimas:

  1. Laiko maržos testavimas
       - Bandymas esant mažiausiam ir didžiausiam nurodytam laikui
       - Patikrinkite veikimą su greičiausiais įmanomais signalų pokyčiais
       - Bandymas su lėčiausiais numatomais signalo pokyčiais
       - Patvirtinkite normalaus ir gedimo laiko skirtumą

  2. Slėgio ribų bandymas
       - Bandymas esant mažiausiam nurodytam slėgiui
       - Bandymas esant didžiausiam nurodytam slėgiui
       - Patikrinkite, ar veikia esant slėgio svyravimams
       - Nustatyti blokavimo funkcijos jautrumą slėgiui

  3. Aplinkos sąlygų bandymai
       - Bandymas esant ekstremalioms temperatūroms
       - Patikrinkite veikimą su vibracija / smūgiu
       - Bandymas įvedant taršą
       - Patvirtinkite veikimą blogiausiomis aplinkos sąlygomis

Blokavimo bandymo dokumentų reikalavimai

Atliekant blokavimo bandymus labai svarbu tinkamai parengti dokumentus:

Svarbiausi dokumentų elementai

  1. Bandymo specifikacija
       - Aiškūs įskaitymo / neįskaitymo kriterijai
       - Nuoroda į taikomus standartus
       - Reikalingos bandymo sąlygos
       - Bandymų įrangos specifikacijos

  2. Bandymo procedūra
       - Žingsnis po žingsnio bandymo instrukcijos
       - Pradinės sąlygos ir sąranka
       - Reikalingi specialūs matavimai
       - Saugos priemonės atliekant bandymus

  3. Bandymų rezultatai
       - Neapdoroti bandymų duomenys
       - Analizė ir skaičiavimai
       - Patenkinama/nepatenkinama nustatymas
       - Anomalijos ir pastebėjimai

  4. Patikrinimo dokumentai
       - Bandytojo identifikavimas ir kvalifikacija
       - Bandymų įrangos kalibravimo įrašai
       - Bandymo sąlygų patikrinimas
       - Patvirtinimo parašai

Blokavimo blokavimo bandymų standartai ir taisyklės

Blokavimo bandymų reikalavimus reglamentuoja keli standartai:

Standartas / reglamentasFocusPagrindiniai reikalavimaiParaiška
ISO 138494Mašinų saugaVeikimo lygio tikrinimasMašinų sauga
IEC 61508Funkcinė saugaSIL lygio patvirtinimasProceso sauga
OSHA 1910.1475Išjungimas ir (arba) ženklinimasIzoliacijos patikrinimasDarbuotojų sauga
LT 983Pneumatinė saugaSpecifiniai pneumatiniai reikalavimaiEuropos mašinos
ANSI/PMMI B155.1Pakavimo mašinosKonkretūs pramonės reikalavimaiPakavimo įranga

Atvejo analizė: Blokavimo sistemos optimizavimas

Neseniai konsultavau automobilių dalių gamintoją, kuris patyrė saugos incidentą, kai atliekant techninę priežiūrą netikėtai suveikė pneumatinis presas.

Atlikta analizė atskleidė:

  • Netinkama blokavimo patikros programa
  • Vieno taško gedimai kritinėse saugos grandinėse
  • Po sistemos modifikacijų nėra oficialaus patvirtinimo
  • Nenuosekli testavimo metodika tarp pamainų

Įgyvendindami išsamų sprendimą:

  • Parengti standartizuoti blokavimo bandymų protokolai
  • Įdiegtas visų saugos grandinių gedimų injekcijos testavimas
  • Sukurta išsami bandymų dokumentacija ir įrašai
  • Nustatytas reguliarus patvirtinimo grafikas
  • Apmokyti techninės priežiūros darbuotojai apie bandymų procedūras

Rezultatai buvo reikšmingi:

  • Nustatyti septyni anksčiau neaptikti gedimo būdai
  • Atrasta kritinė blokavimo laiko problema
  • Įdiegta perteklinė blokavimo sistema, užtikrinanti darbuotojų saugą
  • Pašalinti vieno taško gedimai visose saugos grandinėse
  • Pasiekta atitiktis ISO 13849 d veiksmingumo lygiui
  • Nulis saugos incidentų per 18 mėnesių nuo įdiegimo

Išsami pneumatinės logikos komponentų atrankos strategija

Norėdami parinkti optimalius pneumatinės logikos komponentus bet kokiam taikymui, vadovaukitės šiuo integruotu požiūriu:

  1. Apibrėžti sistemos reikalavimus
       - Nustatykite sekos sudėtingumą ir laiko poreikius
       - Nustatyti saugai svarbias funkcijas
       - Aplinkos darbo sąlygų nustatymas
       - Apibrėžti patikimumo ir techninės priežiūros reikalavimus

  2. Dokumentų sistemos logika
       - Kurkite standartus atitinkančias nuosekliąsias diagramas
       - Nustatykite visas nuo laiko priklausančias funkcijas
       - Sudarykite visų reikiamų blokavimų žemėlapį
       - Dokumentuoti signalų ryšius

  3. Pasirinkite tinkamus komponentus
       - Pasirinkite loginius elementus pagal funkcinius reikalavimus
       - Pasirinkite laiko nustatymo modulius pagal tikslumo poreikius
       - Nustatyti blokavimo įgyvendinimo būdą
       - Atsižvelgti į aplinkos suderinamumą

  4. Patvirtinkite sistemos veikimą
       - Laiko modulio tikslumo ir stabilumo testavimas
       - Patikrinkite blokavimo veikimą visomis sąlygomis
       - Patvirtinkite, kad sekos operacija atitinka diagramas
       - Dokumentuoti visus patvirtinimo rezultatus

Integruota atrankos matrica

Paraiškų teikimo reikalavimaiRekomenduojamas loginis tipasLaiko modulio pasirinkimasBlokavimo įgyvendinimas
Paprasta seka, nekritinėPagrindinė vožtuvų logikaStandartinis angų rezervuarasVieno signalo blokavimas
Vidutinio sudėtingumo, pramoninisSpecialūs loginiai elementaiTikslioji diafragma su kompensacijaDviejų signalų blokavimas
Sudėtinga seka, kritinis laikasSpecializuoti loginiai moduliaiElektroninis-pneumatinis hibridasBalsavimo logika su stebėsena
Saugai svarbi programaPerteklinės loginės sistemosMechaninis laikmatis su stebėjimo funkcijaStebimas blokavimas su grįžtamuoju ryšiu
Atšiauri aplinka, patikimas veikimasSandarūs loginiai moduliaiTemperatūros kompensuojamas laikmatisMechaniškai sujungtas blokavimas

Išvada

Norint pasirinkti optimalius pneumatinės logikos komponentus, reikia išmanyti nuosekliųjų diagramų standartus, laiko vėlinimo patvirtinimo metodikas ir blokavimo bandymų procedūras. Taikydami šiuos principus galite pasiekti patikimą sekos veikimą, tikslų laiko valdymą ir saugų blokavimą bet kurioje pneumatinio valdymo programoje.

Dažniausiai užduodami klausimai apie pneumatinės logikos komponentų parinkimą

Kaip nustatyti reikiamą pneumatinės sistemos laiko nustatymo tikslumą?

Analizuokite savo proceso reikalavimus, nustatydami laiko atžvilgiu svarbias operacijas ir jų poveikį produkto kokybei ar sistemos veikimui. Bendram medžiagų tvarkymui paprastai pakanka ±10% tikslumo. Sinchronizuotoms operacijoms (pvz., perkėlimo taškų) reikia siekti ±5% tikslumo. Tiksliųjų procesų, turinčių įtakos produkto kokybei (pildymas, dozavimas), atveju reikia ±2-3% tikslumo. Kritiniams taikymams gali reikėti ±1% ar geresnio tikslumo, kuris paprastai pasiekiamas naudojant elektroninius ir pneumatinius hibridinius laikmačius. Prie apskaičiuotų reikalavimų visada pridėkite bent 25% saugos atsargą ir patikrinkite laiką realiomis darbo sąlygomis, o ne tik bandydami stende.

Koks yra patikimiausias kritinių saugos blokatorių diegimo būdas?

Svarbiausiose saugos programose diegiama perteklinė balsavimo logika (2 iš 3) su stebėsena. Jei įmanoma, naudokite mechaniškai susietus vožtuvo elementus, kad būtų išvengta bendro režimo gedimų. Kritinių funkcijų atveju naudokite ir teigiamą, ir neigiamą logiką (tikrinkite signalų buvimą IR nebuvimą). Užtikrinkite, kad sistema pereitų į saugią būseną visais gedimo atvejais, įskaitant maitinimo ir (arba) slėgio praradimą. Įtraukite vizualius indikatorius, rodančius blokavimo būseną, ir reguliariai atlikite funkcinius bandymus intervalais, nustatytais įvertinus riziką. Siekiant didžiausio patikimumo, tose vietose, kur elektros sistemos gali būti pažeistos aplinkos veiksnių, apsvarstykite tik pneumatinius sprendimus.

Kaip dažnai reikėtų atnaujinti pneumatines nuosekliąsias diagramas atliekant sistemos pakeitimus?

Atnaujinkite pneumatines nuosekliąsias diagramas prieš įgyvendindami bet kokius sistemos pakeitimus, o ne po jų. Diagramą laikykite pagrindiniu dokumentu, kuris lemia pakeitimus, o ne pakeitimų įrašu. Įgyvendinę sistemą, patikrinkite faktinį sistemos veikimą pagal atnaujintą schemą ir nedelsdami ištaisykite bet kokius neatitikimus. Atlikdami nedidelius pakeitimus, atnaujinkite paveiktą diagramos dalį ir peržiūrėkite gretimas sekas, kad nustatytumėte jų poveikį. Jei pakeitimai yra esminiai, atlikite visą diagramos peržiūrą ir patvirtinimą. Palaikykite visų diagramų versijų kontrolę ir užtikrinkite, kad visos pasenusios versijos būtų pašalintos iš tarnybinių zonų. Įgyvendinkite oficialų peržiūros procesą, pagal kurį po kiekvieno modifikavimo ciklo reikia pasirašyti dėl diagramos tikslumo.

  1. Apžvelgiamas ISO 1219-2 standartas, kuriame nurodytos skysčių galios sistemų grandinių schemų braižymo taisyklės, įskaitant simbolių naudojimą ir išdėstymo taisykles.

  2. Paaiškina GRAFCET (nuosekliųjų funkcijų diagramos) - standartizuotos grafinės kalbos, naudojamos nuosekliojo valdymo sistemų, ypač automatikos srityje, elgsenai aprašyti - principus.

  3. Pateikiamas išsamus proceso pajėgumo indekso (Cpk) - statistinės priemonės, naudojamos proceso gebėjimui gaminti produkciją pagal kliento specifikacijų ribas įvertinti - apibrėžimas.

  4. Aprašomas ISO 13849 standartas, kuriame pateikiami saugos reikalavimai ir gairės dėl su sauga susijusių valdymo sistemų dalių projektavimo ir integravimo principų, įskaitant veikimo lygių (PL) nustatymą.

  5. Pateikiama informacija apie OSHA 1910.147 standartą, dar vadinamą "Lockout/Tagout" (LOTO), kuriame išdėstyti reikalavimai, kaip išjungti mašinas ar įrenginius, kad būtų išvengta pavojingos energijos išsiskyrimo aptarnavimo ar techninės priežiūros metu.

Susijęs

Chuck Bepto

Sveiki, esu Chuckas, vyresnysis ekspertas, turintis 15 metų patirtį pneumatikos pramonėje. Bendrovėje "Bepto Pneumatic" daugiausia dėmesio skiriu aukštos kokybės, mūsų klientams pritaikytų pneumatinių sprendimų teikimui. Mano kompetencija apima pramonės automatizavimą, pneumatinių sistemų projektavimą ir integravimą, taip pat pagrindinių komponentų taikymą ir optimizavimą. Jei turite klausimų arba norėtumėte aptarti savo projekto poreikius, nedvejodami kreipkitės į mane el. paštu chuck@bepto.com.

Turinys
Bepto logotipas

Gaukite daugiau privalumų, nes pateikite informacijos formą