7. Информационная подсистема

Нормальное функционирование гидроприводов обеспечивается работоспособностью составляющих ее компонентов, информацию о состоянии отдельных элементов и привода в целом получают опосредованно — путем контроля основных параметров рабочей жидкости: давления, расхода и температуры.

Измерение и оценку рабочих параметров рабочей жидкости необходимо осуществлять не только для мониторинга текущего состояния системы, но и для предсказания возможных отклонений в ее функционировании.

7.1. Контроль давления

Рис. 7.1. Конструкции манометров: а – с трубкой Бурдона (1- штуцер,2 –зубчатый сектор:3 – тонкостенная трубка Бурдона; б трубка Бурдона; в – с мембраной( 1- штуцер, 2- мембрана; 3 и 4 толкатели; 5 – зубчатый сектор.

Манометры. Манометры применяют для прямого измерения давления с отображением его значения непосредственно на шкале, табло или индикаторе первичного измерительного прибора. В гидросистемах обычно применяют стрелочные деформационные манометры, давление в которых определяется по величине деформации и перемещения упругого чувствительного элемента — трубки Бурдона (рис. 7.1, а, б) или мембраны (рис7.1, в).

Рис. 7.2. Манометры: а—электроконтактный; б—дифференциальный с трубкой Бурдона; в—диафрагменный

Если манометры выполняют некоторые функции управления, они могут комплектоваться электромеханическими микровыключателями, которые замыкают (или размыкают) определенные электрические цепи при достижении давлением заданных предельных значений (рис. 7.2, а). При необходимости измерять разность давления между двумя точками гидросистемы, например, перепад давления на фильтре, применяют дифференциальные манометры (рис. 7.2, 6, в).

Рис. 7.3. Контрольная точка давления и соединительный шланг

Контрольные точки. Измерять давление в любой точке гидросистемы можно с помощью переносного манометра, соединяемого с системой только на время измерения. Для этого используют специальные средства сопряжения, в состав которых входят контрольные точки давления (рис. 7.3, а), встроенные в нужных местах гидросистемы, а также соединительный шланг (рис. 7.3, б), с помощью которого манометр подключают к работающей системе без ее остановки.

Рис. 7.4 Переключатель манометра

.Переключатель манометра. Для централизованного контроля давления в нескольких точках гидросистемы используют переключатели манометра, которые позволяют подключать к одному манометру ту или иную точку гидросистемы (рис. 7.4).

Рис. 7.5. Переключатель со встроенным манометром

Рис. 7.6. Реле давления

При нажатии на рукоятку 1 переключателя, золотник 4 смещается вправо и через канал 5 давление из контролируемой точки подается в канал М и далее на манометр, подсоединенный к переключателю с помощью трубопровода или шланга. После снятия усилия под действием пружины 2 рукоятка 1 возвращается в исходную позицию, связывая манометр со сливом — показание манометра обнуляется. Для выбора следующей точки рукоятку 1 проворачивают, и канал 5, выполненный в золотнике 4 фиксируется подпружиненным шариком 3 напротив одного из шести, расположенных по периметру цилиндрического корпуса, присоединительных отверстий Р.

Реле давления. Манометры выполняют функцию локального контроля и в большинстве случаев (за исключением манометров с выходным электрическим сигналом) не могут использоваться для целей автоматизации. Для выполнения функций управления, а также дистанционного контроля заданных пороговых значений давления, в электрогидравлических системах применяют реле давления (рис. 7.6).

Давление, подаваемое на вход Р реле воздействует на плунжер 6, который начинает перемещаться влево, сжимая настроечную пружину 4. Если уровень давления оказывается достаточным, чтобы преодолеть усилие создаваемое пружиной 4, то перемещение плунжера 6 и толкателя 2 приводит к срабатыванию встроенного электромеханического микровыключателя 1, Настройка реле на требуемое давление осуществляется путем вращения регулировочного винта 3, перемещение которого изменяет усилие предварительного поджатия пружины 4. Механический ограничитель хода 5 предохраняет микровыключатель 1 от поломки при перегрузке по давлению.

Другой вариант исполнения реле давления плунжерного типа представлен на рис. 7.7.

Рис. 7.7. Реле давления стыкового монтажа6 1-плунжер: 2-микровыключатель: 3- опорная трелка; 4-пружина; 5-резьбовая втулка

В данной конструкции плунжер 1 воздействует на опорную тарелку 3 пружины 4. Тарелка снабжена выступом, взаимодействующим с микровыключателем 2 Настройка предварительного сжатия пружины 4, а, следовательно и давления срабатывания реле, осуществляется вращением резьбовой втулки 5. Достоинством такого конструктивного исполнения является стыковой способ монтажа реле, т.е. возможность установки реле на присоединительную гидравлическую плиту.

Датчики давления. Помимо реле давления, выдающих при срабатывании дискретный электрический сигнал, для контроля текущего значения давления применяют измерительные преобразователи давления (ИПД) или датчики давления, которые преобразуют давление в стандартизованный электрический сигнал (0...5 и 0. .10 В или 4. .20 мА).

По способу обработки и отображения измеряемого давления ИПД подразделяют на:

■ первичные преобразователи (рис. 7.8, а) — формируют для дистанционной передачи выходной сигнал, соответствующий измеряемому давлению;

■ вторичные преобразователи (рис. 7.8, б) — получают сигнал от первичных преобразователей, обрабатывают его, накапливают, отображают и передают в систему управления.

Рис. 7.8. Датчики давления и цифровые индикаторы

Существуют датчики, содержащие в единой конструкции и первичный, и вторичный преобразователи (рис.6.8, в), а также датчики-дифманометры (рис. 7.8, г), позволяющие использовать для измерения разности давлений один прибор вместо двух обычных. Известны десятки способов преобразования давления в электрический сигнал, но только некоторые из них получили широкое применение в общепромышленных ИПД. В наиболее распространенных тензорезисторных датчиках давления чувствительным элементом является диафрагма, изготовленная, как правило, из нержавеющей стали, с закрепленными на ней тензорезисторами. Давление рабочей жидкости воздействует на диафрагму, упругая деформация которой вызывает изменение сопротивления расположенных на ней тензорезисторов, а встроенный или отдельно расположенный усилитель вырабатывает требуемые стандартные электрические сигналы, которые передаются в систему управления или визуализируются цифровыми индикаторами.

С учетом конкретных условий преобразователи устанавливаются и закрепляются либо непосредственно на трубе в месте измерения давления, либо дистанционно на настенной панели с подводкой к измеряемой среде посредством соединительных трубок. Кроме того, подключение датчиков осуществляется, как правило, через вентильный (клапанный) блок, позволяющий, во-первых, отключить через запорный вентиль прибор от точки измерения, во-вторых, с целью контроля и поверки прибора в рабочих условиях подключить параллельно прибору через уравнительный вентиль другой контрольный (образцовый) прибор.

Современные общепромышленные датчики давления — интегральные преобразователи с цифровым интерфейсом со встроенным микропроцессором. Они обладают свойствами диагностики и конфигурирования на расстоянии (установка нуля и диапазона шкалы, выбор технических единиц, ввод данных для идентификации и физического описания датчика и т.п.), обеспечивают более высокое соотношение измеряемых диапазонов, улучшенную температурную компенсацию, повышенную точность.