Гидравлические испытательные стенды могут быть спроектированы с очень разными уровнями вовлеченности оператора и автоматизации. С одной стороны, оператор вручную настраивает давление, переключает клапаны, наблюдает за приборами и фиксирует результаты испытаний. С другой стороны, система управления может автоматически управлять большинством повторяемых шагов испытания и записывать результаты в цифровом формате.
Эти конфигурации часто описываются как ручные, полуавтоматические и гидравлические испытательные стенды с управлением ПЛК.
Однако эти термины не являются строгими или взаимоисключающими отраслевыми классификациями. “Ручной” и “полуавтоматический” в основном описывают уровень автоматизации, в то время как “управляемый ПЛК” описывает архитектуру управления.. Полуавтоматический гидравлический испытательный стенд все равно может использовать ПЛК для тайминга, контроля давления, сбора данных или блокировок безопасности.
В рамках данной статьи гидравлический испытательный стенд с управлением ПЛК относится к системе, в которой большинство повторяемых последовательностей испытаний управляется автоматически системой управления.
Понимание этих различий помогает производителям, гидравлическим ремонтным цехам, ОЕМ и испытательным лабораториям выбрать уровень автоматизации, который соответствует их фактическому процессу испытаний.
Что такое ручной гидравлический испытательный стенд?
Ручной гидравлический испытательный стенд сильно полагается на оператора для контроля испытания.
Гидравлическая схема все еще может содержать насосы, сбросные клапаны, распределительные клапаны, манометры, расходомеры, температурные датчики и устройства для измерения утечек. Разница заключается в том, что оператор решает, когда и как менять условия испытания.
Например, при испытании гидравлического цилиндра оператор может вручную переключать распределительный клапан, постепенно увеличивать давление, удерживать давление в течение заданного времени, наблюдать за цилиндром на предмет утечек или перемещения и записывать результаты.
Этот тип испытательного стенда особенно полезен, когда испытываемые компоненты значительно различаются.
Гидравлическая ремонтная мастерская может ежедневно обрабатывать цилиндры с разными диаметрами отверстий, ходами, креплениями, положениями портов и давлением. Поскольку оператору уже необходимо менять приспособления и соединения для каждого цилиндра, полная автоматизация может не предоставить значительного преимущества.
Ручные системы также, как правило, проще в понимании и обслуживании, так как архитектура управления относительно проста.
Основное ограничение заключается в том, что согласованность испытаний зависит больше от оператора. Разные операторы могут увеличивать давление с разной скоростью, удерживать условия испытания на слегка различных периодах или записывать результаты по-разному.
Для проверки ремонта с низким объемом это может быть приемлемо. Однако для повторяющегося производственного тестирования различия между операторами могут стать важной проблемой.
Как работает полуавтоматический гидравлический испытательный стенд?
Полуавтоматический гидравлический стенд сочетает в себе ручную настройку с автоматизированным управлением выбранными частями процесса испытания.
Оператор все еще может установить компонент, подключить шланги, отрегулировать приспособления и выбрать необходимое испытание. Однако, как только испытание начинается, система может автоматически контролировать функции, такие как удержание давления, время испытания, циклирование, мониторинг утечек или запись данных.
Точный уровень автоматизации varies от одной машины к другой.
Например, один полуавтоматический стенд может просто обеспечивать автоматическое удержание давления и цифровую запись данных. Другой может автоматически завершать несколько этапов испытания, при этом все еще требуя ручной загрузки и подключения компонента.
Этот подход полезен, когда механическая установка должна оставаться гибкой, но фактическая последовательность испытаний требует лучшей согласованности.
Рассмотрим центр ремонта гидравлических цилиндров. Разные цилиндры могут требовать разных монтажных позиций и соединений шлангов, поэтому установка компонентов остается ручной. После подключения цилиндра стенд может автоматически контролировать циклирование при низком давлении, доказательное давление, время удержания и запись измерений.
В этом случае полуавтоматизация снижает рабочую нагрузку оператора, не жертвуя гибкостью, необходимой для тестирования смешанной продукции.
Что такое Гидравлический стенд с управлением ПЛК?
Гидравлический стенд с управлением ПЛК использует программируемый логический контроллер для управления значительной частью последовательности испытаний.
Датчики предоставляют информацию, такую как давление, поток, температура, положение или утечка, в управляющую систему. На основе запрограммированной процедуры ПЛК может управлять насосами, электромагнитными клапанами, пропорциональными клапанами, двигателями и другими гидравлическими или электрическими компонентами.
Типичное испытание цилиндра с управлением ПЛК может автоматически выполнять циркуляцию при низком давлении, увеличивать давление до целевого значения, поддерживать это давление в течение определенного времени, контролировать утечки, циклировать цилиндр и, наконец, сбрасывать давление из схемы.
Когда включены HMI или промышленный компьютер, оператор также может выбирать рецепты испытаний, контролировать значения в реальном времени, просматривать сигналы тревоги и просматривать сохраненные результаты испытаний.
Важный момент заключается в том, что Управляемый ПЛК не обязательно означает полностью автоматический.
Машина, управляемая ПЛК, все еще может требовать ручной загрузки, настройки приспособлений, подключения шлангов, визуального осмотра или снятия компонентов. Фактический уровень автоматизации следует оценивать, изучая полный рабочий процесс, а не просто спрашивая, содержит ли машина ПЛК.
Ручные, полуавтоматические и гидравлические испытательные стенды с управлением ПЛК
Практические различия становятся более очевидными, когда три конфигурации сравниваются бок о бок.
| Элемент сравнения | Ручной | Полуавтоматический | Управляемый ПЛК / Высокоавтоматизированный |
|---|---|---|---|
| Участие оператора | Высокий | Средний | Низкий до среднего |
| Управление последовательностью тестирования | В основном управляется оператором | Частично автоматизировано | Прежде всего программно управляемое |
| Контроль давления | В основном ручной | Ручной или автоматический | Может управляться автоматически |
| Тестирование времени | Управляется оператором | Обычно автоматизировано | Автоматизировано |
| Запись данных | Часто ручной | Обычно цифровой | Часто автоматизировано |
| Повторяемость | Более зависимое от оператора | Хорошо | Высокое при правильном программировании и управлении |
| Тестовые рецепты | Ограниченное | Возможно | Общий |
| Автоматическое прохождение/не прохождение | Редкий | Опционально | Может быть интегрирован |
| Прослеживаемость | Ограниченное | Умеренный | Высокий уровень при включении управления данными |
| Производственная эффективность | Низкий до среднего | Средний до высокого | Потенциально высоко для повторяющегося тестирования |
| Гибкость | Высокий | Высокий | Зависит от конструкции машины и приспособления |
| Сложность системы | Низкий | Средний | Верхняя |
| Начальные инвестиции | Нижняя | Средний | Верхняя |
Это общие характеристики, а не фиксированные правила.
Ручной испытательный стенд все еще может использовать цифровые датчики давления и автоматическую регистрацию данных. Также машина с контроллером PLC может автоматизировать только ограниченную часть общего процесса тестирования.
По этой причине покупатели должны сравнивать фактические функции, а не полагаться только на ярлыки, такие как “ручной”, “полуавтоматический” или “управляемый PLC”.”
Какой уровень автоматизации более подходит?
Подходящий уровень автоматизации зависит в основном от объема тестирования, вариации продукта, требований к повторяемости и важности прослеживаемости данных.
Ручной испытательный стенд часто подходит для ремонтных мастерских и тестирования небольшими объемами, где компоненты значительно варьируются. В этой среде гибкость оператора может быть более ценна, чем высокостандартизированная автоматическая последовательность.
Полуавтоматическое тестирование часто является хорошим выбором, когда объем производства или ремонта увеличивается, но вариация продукта остается высокой. Механическая установка может оставаться гибкой, в то время как повторяющиеся операции тестирования становятся более последовательными.
Системы с управлением ПЛК особенно полезны, когда одни и те же испытательные процедуры выполняются неоднократно. Производители, которые тестируют аналогичные гидравлические цилиндры, насосы, клапаны или моторы перед отправкой, могут извлечь выгоду из автоматического таймирования, стандартизированных последовательностей тестов, мониторинга сигналов тревоги и цифровых записей испытаний.
Цель не должна заключаться в максимизации автоматизации ради самой автоматизации.
Лучший вопрос:
Какие части процесса тестирования необходимо автоматизировать для улучшения повторяемости, производительности, безопасности или прослеживаемости?
Во многих реальных приложениях наиболее эффективный испытательный стенд сочетает автоматизацию там, где она создает ценность, с ручной операцией, где гибкость все еще необходима.
Управление ПЛК делает гидравлический испытательный стенд более точным?
Управление ПЛК в первую очередь улучшает последовательность испытаний и повторяемость.. Это не автоматически улучшает точность измерений.
ПЛК может гарантировать, что к каждому компоненту применяется тот же подъем давления, время удерживания, количество циклов или условия приемки. Это сокращает вариацию, вызванную различными стилями работы.
Однако точность измерений зависит от используемой в системе аппаратуры.
Датчики давления, расходомеры, устройства для измерения утечек, методы калибровки, обработка сигналов и диапазон датчиков все влияют на качество измеряемых данных.
Следовательно, тестовая установка с управлением ПЛК должна оцениваться двумя различными способами: насколько последовательно она управляет процедурой тестирования и насколько точно система измерения собирает данные.
Датчики и система сбора данных являются важным предметом сами по себе и должны рассматриваться отдельно при спецификации гидравлической тестовой установки.
Автоматизация - лишь одна часть выбора испытательного стенда
Система управления важна, но не определяет, является ли тестовая установка технически подходящей для конкретного компонента.
Сначала тестовая установка должна соответствовать необходимым требованиям к испытательному давлению, потоку, размеру компонента, усилию испытания, диапазону измерений, точности, креплению и функциональным требованиям к испытаниям.
Как только необходимая пропускная способность испытаний определена, уровень автоматизации можно выбрать в соответствии с объемом тестирования, вовлечением оператора, воспроизводимостью и требованиями к управлению данными.
Высокоавтоматизированная тестовая установка с недостаточным давлением или пропускной способностью все еще является неподходящим устройством для данного применения.
Заключение
Ручные, полуавтоматические и гидравлические тестовые установки с управлением ПЛК представляют собой разные подходы к управлению процессом тестирования.
A ручная гидравлическая испытательная установка обеспечивает высокую гибкость и относительно простое управление, что делает его хорошо подходящим для испытаний и ремонта небольших объемов, включая множество различных компонентов.
A полуавтоматический испытательный стенд сохраняет большую часть этой гибкости, автоматизируя повторяющиеся этапы, такие как контроль давления, тайминг, мониторинг и запись данных.
A гидравлический испытательный стенд с управлением ПЛК особенно ценен там, где испытательные процедуры должны повторяться последовательно, а также там, где важны производительность, прослеживаемость, стандартизированные испытания или цифровые испытательные записи.
Таким образом, лучшим решением не обязательно является испытательный стенд с самым высоким уровнем автоматизации.
Это испытательный стенд, который уровень автоматизации соответствует фактическому процессу тестирования при этом обеспечивая необходимое давление, поток, измерительные возможности, гибкость устройства и безопасность для тестируемых компонентов.
