Nowoczesne Przetworniki Ciśnienia w Motoryzacji

Przetworniki ciśnienia w motoryzacji

Chociaż kilka firm starało się zaprojektować przekładnię, która automatycznie wybiera biegi, dopiero w 1939 roku inżynierowie z General Motors wymyślili zadowalające rozwiązanie. Urządzenie nazwano Hydramatic i była to pierwsza w pełni automatyczna skrzynia biegów samochodów osobowych. Sprzedano około 25.000 aut Oldsmobile wyposażonych w takie skrzynie.

W ciągu kolejnych 75 lat, automatyczna skrzynia biegów (A / T) zyskał kolejne pięć (lub nawet sześć) biegów oraz elektroniczne sterowanie i zmniejszoną wielkość. Ale po tych wszystkich latach A / T nadal opiera się na działaniu ciśnienia hydraulicznego.

Ciśnienie hydrauliczne kontroluje zachowanie automatycznej skrzyni biegów

Korpus jest centrum sterowania automatyczną skrzynią biegów. Zawiera labirynt kanałów i korytarzy, które kierują płyn hydrauliczny do licznych zaworów, które następnie aktywują odpowiednie pakiety lub zespoły serwo sprzęgła i przenoszą siłę napędową do odpowiednich biegów dla każdego warunku jazdy. Każdy z wielu zaworów służy do określonego celu i jest nazwany tak jak  funkcja, którą kieruje. Na przykład, zawór zmiany biegów 2-3 aktywuje zmianę 2 biegu na 3. Najważniejszą częścią jest zawór ręczny, który jest bezpośrednio połączony z dźwignią zmiany biegów i obejmuje otwarcie różnych fragmentów w zależności od wybranego położenia zmiany biegów. Kiedy zawór ręczny kieruje płyn do aktywacji 1 biegu, również konfiguruje monitorowanie prędkości pojazdu i położenia przepustnicy tak, aby można określić optymalny czas i siłę (w zależności od obciążenia silnika i prędkości) dla przełączenia 1 biegu na 2.

Nadążając za zmianami

Zagadnienia dotyczące emisji regulacji odgrywają istotną rolę w rozwoju nowoczesnych pojazdów, producenci nadal projektują, z myślą o poprawie efektywności bez szkody dla wydajności. W jednym z takich projektów, podjętym przez koreańskiego producenta KIA, zostały opatentowane 143 nowe technologie w trakcie konstrukcji kompaktowej skrzyni 8AT. Ta nowa przekładnia umożliwia płynne przyspieszenie od postoju, a także większą oszczędność paliwa, ulepszone właściwości NVH i bardziej zdecydowane przyspieszanie przy wysokich prędkościach niż automatyczne skrzynie biegów o mniejszych kołach zębatych. Aby poprawić 8 biegową automatyczną skrzynię biegów i zmniejszyć zużycie paliwa inżynierowie KIA znacznie zmniejszyli wielkość pompy olejowej (główne źródło strat mocy w automatycznej skrzyni biegów) i uprościli strukturę korpusu. Oferująca najmniejszą pompę olejową w swojej klasie, skrzynia 8AT jest w stanie bardziej efektywnie używać oleju hydraulicznego, rozdzielając go równomiernie w jednostce w każdej chwili. Zespoły rozwojowe KIA wprowadziły również bezpośredni zawór sterujący, aby umożliwić kontrolę elektromagnetycznego sprzęgła bezpośrednio, a nie za pośrednictwem kilku zaworów sterujących. Umożliwiło to KIA zmniejszenie liczby zaworów sterujących z 20 do 12, co powoduje szybszą zmianę biegów, bardziej bezpośrednie połączenie mechaniczne silnika i ulepszoną obudowę. Wyzwaniem było zapewnienie mniejszych pomp zdolnych do dostarczania wystarczających ilości płynu hydraulicznego pod ciśnieniem do około 20 barów do różnych części składowych niezbędnych do funkcjonowania A / T.

Pomiary ciśnienia

W trakcie badań, ze względu na krytyczny charakter wyników, mających na celu zapewnienie wykonania jak najmniejszej pompy, zostały wykorzystane wysokiej jakości certyfikowane przetworniki ciśnienia. Ciśnienie mierzono w jałowych warunkach i szeroko otwartej przepustnicy w temperaturze roboczej.

Elektroniczne Przetworniki Ciśnienia DPC / DPS

Nowe podwójne presostaty elektroniczne z wyświetlaczem serii DPx 838x – konfigurowane za pomocą NFC (poprzez aplikację na smartfonie)

Szwajcarska firma Trafag prezentuje kolejną generację elektronicznych przetworników (presostat) z wyświetlaczem, nowe DPC 8380 i DPS 8381. Ustawienie parametrów odbywa się bardzo szybko i prosto dzięki aplikacji na smartfona wykorzystującego NFC – wystarczy kilka kliknięć palcem. Zestaw parametrów w połączeniu z kompletnym pakietem opcji czynią te elektroniczne presostaty uniwersalnymi urządzeniami do wymagających aplikacji. DPC8380 posiada ceramiczny element pomiarowy. Zasada pomiaru w DPS 8381 oparta jest na sprawdzonej technologii czujnika „thin film on steel”.

Nowe elektroniczne presostaty z wyświetlaczem, DPC 8380 i DPS 8381

są idealną kombinacją presostatu i przetwornika ciśnienia z wyświetlaczem. Ustawienia takie jak: punkty przełączania, funkcje sygnału wyjściowego, zwłoka w czasie przełączania oraz opcje wyświetlacza są dostępne poprzez menu bezpośrednio na urządzeniu bądź poprzez aplikację NFC na smartfonie (Android). Ponadto nastawy można zapisać i wykorzystać w przyszłości. Łatwość obsługi jak również obszerna ilość opcji czynią elektroniczny presostat DPC 8380 i DPS 8381 cennym urządzeniem do pomiaru i kontroli ciśnienia w wielu aplikacjach, w których precyzja, niezawodność i stabilność długookresowa są wymagane. Seria DPC 8380 jest wykorzystywana w obrabiarkach, chłodnictwie, uzdatnianiu wody jak również procesach technologicznych, natomiast seria DPS 8381 znajduje zastosowanie w przemyśle, obrabiarkach czy hydraulice.

Obie serie urządzeń mają dokładność 0,5% pełnej skali i są dostępne w zakresach od 0…2,5 bar do 0…600 bar (DPS 8381) oraz 0…1 bar do 0…100 bar ciśnienia absolutnego i względnego (DPC 8380). Dodatkowo DPS 8381 z czujnikiem w technologii cienkiej warstwy na stali posiada 3-krotną przeciążalność względem zakresu ciśnienia.

Dwa wyjścia przełączające (PNP) są wzbogacone o sygnał analogowy, który można ustawić jako pętlę prądową (mA) lub sygnał napięciowy w zależność od wymagań systemowych. Zakres pomiarowy jest  dowolnie ustawiany w zakresie od 50 do 100% wartości nominalnej. Wyświetlacz i przyłącze elektryczne są niezależnie od siebie obracane o kąt 335°/343° co umożliwia wygodny montaż nawet w bardzo trudnych warunkach. Wtyczka prosta lub kątowa M12x1 z 5-cioma pinami jest dostarczana w komplecie do urządzenia.

Co więcej, elektroniczne presostaty serii DPC 8380 i DPS 8381 są wyposażone standardowo w data logger, którego czas próbkowania jest ustawiany poprzez aplikację NFC na smartfonie. Dane mogą być analizowane oraz wysyłane bezpośrednio z telefonu.

Trafag – Czujniki i urządzenia kontrolne Szwajcarskiej jakości

Trafag jest wiodącym, światowym dostawcą wysokiej jakości czujników. Oferuje urządzenia do pomiaru ciśnienia, temperatury i gęstości gazu. Oprócz szerokiej gamy konfigurowalnych produktów standardowych, Trafag opracowuje również indywidualne rozwiązania dla klientów OEM.

Założona w 1942 roku, firma Trafag zlokalizowana jest w Szwajcarii i posiada szeroką sieć dystrybutorów oraz punktów serwisowych w ponad 40 krajach na całym świecie. Pozwala to zapewnić bezpośrednią i profesjonalną obsługę klienta oraz gwarantuje najwyższą jakości usług. Potężny dział rozwoju i produkcji gwarantuje, że produkty Trafag są precyzyjne i najwyższej jakości, a dostawa produktów jest szybka i pewna. Ponadto zapytania i zamówienia są realizowane bezzwłocznie.

Film przedstawiający podstawowe możliwości

przetworników DPS / DPC

 

Przetwornik Różnicy Ciśnień Presigo od Regin

PRESIGO w wentylacji

Przetwornik różnicy ciśnień PDT to urządzenie do pomiaru różnicy ciśnień powietrza oraz gazów nieagresywnych. Możliwe zakresy pracy tego urządzenia to od 0 do nawet  7500 Pa, w zależności od modelu, z dokładnością poniżej 1 % pełnej skali.

Modele z 1 lub 2 czujnikami

Dla każdego z dostępnych zakresów (0…1250, 2500, 7500 Pa)  dostępne są modele           z 1 lub  z 2 czujnikami. Dzięki dwóm czujnikom możemy dokonywać pomiaru sprężu zarówna  w wentylacyjnym kanale nawiewnym jak i wywiewnym.

2 wejścia uniwersalne

Przetwornik posiada dwa wejścia uniwersalne, które mogą zostać wykorzystane jako wejścia analogowe 0…10V, wejście dla czujnika temperatury o charakterystyce  PT1000 lub Ni1000  w zakresie od -40…do 60 º C, lub wejście cyfrowe czyli styk bezpotencjałowy. Przykładowy schemat połączeń wykorzystujący dodatkowe wejścia poniżej:

Przetwornik PDT  posiada port komunikacyjny RS485, który może służyć do komunikacji z użyciem protokołu MODBUS RTU lub EXOline, podłączając przetwornik jako moduł rozszerzeń do sterownika CORRIGO E.

Wykorzystywany jest wtedy nie tylko pomiar różnicy ciśnień ale również dodatkowe wejścia, widoczne w środowisku Etool i mogą być wykorzystane w programie dla pracy z zaprogramowanym algorytmem. Przetwornik PDT może zostać również podłączony do sterownika swobodnie programowalnego EXOcompact i użyte w programowaniu graficznym poprzez CONTROLLER BUILDER. Przygotowany został odpowiedni blok funkcyjny, któremu należy nadać tylko odpowiedni adres PLA: ELA.

Komunikacja MODBUS

PORT RS485 może zostać skonfigurowany do komunikacji za pomocą protokołu MODBUS RTU przy pomocy przełączników DIP. Dostępne prędkości transmisji danych to 9600, 14400, 19200, 38400 bps. Informacja o poprawnej komunikacji odzwierciedlana jest za pomocą diody LED na płycie. Przygotowane zostały odpowiednie tablice zmiennych wejściowych (Input Registry oraz Discete Input ) , a także zmiennych wejściowo-wyjściowych ( Holding Registry), przy uzyciu których zdalnie możemy dokonać zmiany takich parametrów jak: typ czujnika na odpowiednim wejściu, współczynniki K i T dla obliczenia przepływu oraz parametry komunikacyjne.

TECHNOLOGIA CZUJNIKA MEMS

Do pomiaru różnicy ciśnień została użyta zintegrowana struktura elektromechaniczna (MEMS – microeletromechanical system), charakteryzująca się wykonaniem w skali mikro, wysoką dokładnością oraz stabilnością długoterminową. Mikroukład  zwykle wykonywany jest  w krzemie lub szkle przy użyciu technik mikroobróbki.

NAJWAŻNIEJSZE DANE TECHNICZNE

– zasilanie 24 V DC/AC
– technologia czujnika: MEMS
– 2 wejścia uniwersalne (cyfrowe lub analogowe)
– komunikacja MODBUS RTU/ EXOLINE
– 1 lub 2 czujniki/porty
–  stopień ochrony : IP54
– modele z wyjściami analogowe 0…10V lub 4…20mA
– wielozakresowy:  0…1250, 2500, 7500 Pa
– dokładność: <1% pełnej skali
– temp. pracy: -10…50 º C
– możliwy montaż pionowy oraz poziomy
– zgodność z normami EMC oraz RoHS (więcej na ten temat w karcie produktu)

BIURA i HOTELE – REGULATOR RCF

Sterowniki serii CORRIGO wraz z przetwornikiem PRESIGO są doskonałym rozwiązaniem dla central wentylacyjnych. Systemy REGIN to także idealne rozwiązania dla hoteli oraz biur, czyli miejsc gdzie szczególnie zwraca się uwagę na optymalne zużycie energii. Aby to osiągnąć należy odpowiednio zintegrować systemy oświetleniowe, grzewcze, chłodnicze oraz klimatyzacyjne w budynku. Między innymi, dlatego REGIN stworzył serię autonomicznych regulatorów i termostatów RCF przeznaczonych do indywidualnego i strefowego, energooszczędnego sterowania grzaniem i chłodzeniem.  Ogrzewanie lub chłodzenie pomieszczeń, w których nikt nie przebywa lub jest otwarte okno, generuje olbrzymie straty energii.

Zarządzanie zużyciem energii

Efektywną energetycznie regulację temperatury można osiągnąć poprzez podłączenie do wejść regulatora RCF czujnika obecności, kontaktu okiennego lub czytnika kart dostępu. Tym sposobem temperatura i przepływ powietrza są regulowane automatycznie, zależnie od obecności w pomieszczeniu, zapewniając jednocześnie oszczędne zużycie energii oraz wysoki poziom komfortu.

Funkcje regulatora

Główne możliwości regulatora RCF to sterowanie grzaniem/chłodzeniem lub ogrzewaniem elektrycznym zarówno w systemach 2 jak i 4-rurowych. W przypadku systemów 2-rurowych jeden obwód używany jest do grzania lub chłodzenia. Automatyczna funkcja przełączania pomiędzy grzaniem a chłodzeniem realizowana jest poprzez zastosowanie czujnika temperatury (TG-A1/PT100) na zasilaniu. Dostępne są również modele z funkcją ręcznego przełączania pomiędzy grzaniem a chłodzeniem. Systemy 4-rurowe to równoległe sterowanie grzaniem i chłodzeniem poprzez oddzielne wyjścia regulatora. Regulator umożliwia sterowanie siłownikami termicznymi z woskiem, trójstanowymi, ON/OFF (zał/wył) oraz siłownikami analogowymi 0…10 V DC. Do najważniejszych funkcji, wyróżniających ten regulator należą: sterowanie 3-biegami wentylatorów, automatyczna lub ręczna funkcja przełączania pomiędzy grzaniem a chłodzeniem oraz automatyczne sprawdzanie zaworów.

TRYBY PRACY

  • komfort
  • ekonomiczny
  • okno
  • wyłączony

Regulator posiada 4 tryby pracy: KOMFORT – pomieszczenie jest użytkowane i stosowane są „komfortowe” nastawy temperatury, EKONOMICZNY – pomieszczenie nie jest w użytku i stosowane są ekonomiczne nastawy temperatury, OKNO – regulator jest wyłączony, WYŁĄCZONY – widoczny jest jedynie napis OFF, utrzymywana jest nastawa temperatury przeciwzamrożeniowej. Regulator pozwala na ręczne lub automatyczne sterowanie prędkościami pracy wentylatora: ręczne sterowanie poprzez przycisk, prędkość niska, średnia, wysoka lub automatyczne, czyli kontrolowanie prędkości poprzez zapotrzebowanie na grzanie lub chłodzenie.

Modele z komunikacją

Dzięki zastosowaniu modeli z portem komunikacyjnym RCF może w łatwy sposób zostać zaimplementowany
w system SCADA, dzięki temu możliwe będzie zdalne sterowanie oraz podgląd pracy regulatora. Jednostki te dostarczane są wstępnie skonfigurowane, ale mogą być dowolnie konfigurowane przez użytkownika poprzez przyciski na regulatorze jak i również poprzez specjalistyczne oprogramowanie konfiguracyjne REGIO TOOL.

Systemy REGIN

Systemy Regin spełniają wymogi szerokiej gamy aplikacji, takich jak centrale wentylacyjne, pompy ciepła, kotły grzewcze, centralne ogrzewanie/chłodzenie, itp. Alarmy, kontrola dostępu oraz systemy zarządzania oświetleniem mogą zostać zintegrowane z Systemami Regin. Każdy System Regin stanowi elastyczną aplikację, która może być
w prosty sposób modyfikowana oraz rozszerzana wraz ze zmieniającymi się wymaganiami. Nowe urządzenia mogą zostać dodane do istniejących systemów oraz podłączone
do starszych regulatorów
i wyposażenia.

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)

Systemy Regin, mogą również zostać zintegrowane z systemami innych producentów oraz tymi, które zostały wyprodukowane według innych standardów. Jednym z nieodzownych elementów systemu jest EXOSCADA, czyli system nadzorujący działanie systemów automatyki budynków.  EXOSCADA to wydajny system dający użytkownikowi całkowitą kontrolę oraz podgląd działania jednego lub wielu układów. Umożliwia dostęp do wszystkich istotnych parametrów, funkcji oraz danych dotyczących alarmów, zużycia energii, nastaw poszczególnych wartości oraz ich odczytów.

Protokoły komunikacyjne wykorzystywane w urządzeniach REGIN:

-TCP/IP            -M-bus, SIOX

-BACnet           -Modbus

-LON                -N2 BUS

-KNX/EIB          -Trend

-S-bus              -OPC

Zdalny dostęp przez przeglądarkę

REGIN oferuje jedne z najlepszych na rynku rozwiązanie oparte o protokoły sieciowe. Dzięki temu dostęp do stworzonej wizualizacji jest możliwy zarówno lokalnie jak i zdalnie. Nie ma potrzeby instalacji dodatkowego oprogramowania, gdyż dostęp do wizualizacji możliwy jest przez dowolną przeglądarkę internetową np.: Internet Explorer, Mozilla FireFox, Opera czy Google Chrome.

Projektowanie oraz programowanie systemu

Narzędzie projektowe oraz konfiguracyjne zawiera w sobie pokaźną bibliotekę symboli graficznych oraz rysunków, a także dołączony, darmowy edytor grafiki, Paint.Net. Wobec tego stworzenie przejrzystego i intuicyjnego interfejsu graficznego nie powinno być dla nikogo problemem.  Narzędzie projektowe pozwala na tworzenie krzywych i trendów czasu rzeczywistego, programowanie harmonogramów czasowych, archiwizację danych, nadzór alarmów i statusów przy pomocy trzech poziomów priorytetów alarmów, rejestrację oraz obsługę zdarzeń, obsługę baz danych SQL. Architektura dla dużych systemów z wieloma stanowiskami pracy tworzona jest na bazie modelu klient-serwer. Programować możemy zarówno przy użyciu języka skryptowego bądź graficznego korzystając z gotowych bloków funkcyjnych dla kontroli np. pomp, wentylatorów i ogrzewania, obsługi alarmów i harmonogramów czasowych, komunikacji. Jedną z większych zalet graficznego sposobu programowania sterowników jest możliwość weryfikacji poprawności kodu, bez jego ładowania do sterownika. Drugą metodą programowania regulatorów jest użycie języka wysokiego poziomu – EXOL z komendami i funkcjami ułatwiającymi programowanie aplikacji automatyzacji. Dwa sposoby programowania pozwalają na maksymalną elastyczność w procesie rozbudowy systemu.