TECNOLOGIE DEI SISTEMI DI CONTROLLO ATTUATORI

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1 TECNOLOGIE DEI SISTEMI DI CONTROLLO

2 ENERGIA TERMICA ESPANSIONE DEFORMAZIONE ENERGIA FLUIDICA IDRAULICI A SEMI CONDUTTORI PNEUMATICI RELÈ MOTORI ENERGIA ELETTRICA ESPLOSIONE ELETTROLISI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA ENERGIA CHIMICA INQUADRAMENTO 2

3 INFORMAZIONI NECESSARIE PER CARATTERIZZARE UN ATTUATORE PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO CARATTERISTICHE DELA VARIABILE DI USCITA ESCURSIONE DELLA VARIABILE DI USCITA PRECISIONE ASSOLUTA E RELATIVA INTERFACCIA VERSO IL DISPOSITIVO DI CONTROLLO INTERFACCIA VERSO IL SISTEMA DA CONTROLLARE PASSO DI CAMPIONAMEMTO DELLA VARIABILE DI COMANDO CAMPO DI APPLICAZIONE LINEARITÀ BANDA PASSANTE NATURA DEI GUASTI E RELATIVA AFFIDABILITÀ COSTO INQUADRAMENTO 3

4 ELETTROMECCANICI MOTO ROTATIVO MOTO LINEARE MOTORI A FLUSSO IMPRESSO MOTORI A FLUSSO INDOTTO MOTORI A RILUTTANZA CAMBIO DI POSIZIONE ELETTROMAGNETI MOTORI A PASSO AD ENERGIA FLUIDICA MOTO LINEARE MOTO ROTATIVO IDRAULICI MOTORI IDRAULICI PNEUMATICI MOTORI PNEUMATICI NON CONVENZIONALI DI FORZA PIEZOELETTRICI MAGNETOSTRITTIVI ELETTROCHIMICI BIMETALLICI METALLI A MEMORIA DI FORMA INQUADRAMENTO DEGLI 4

5 VANTAGGI FORZA ELEVATA REALIZZAZIONE DIRETTA DI MOTO LINEARE GRANDI ESCURSIONI DI FORZA E DI SPOSTAMENTO DIMENSIONI RIDOTTE ELEVATO RAPPORTO PESO/POTENZA NESSUN CONSUMO DI ENERGIA IN CONDIZIONI DI STALLO REALIZZAZIONE COMPATTA E ROBUSTA COMPORTAMENTO DINAMICO RAPIDO IDRAULICI VANTAGGI E SVANTAGGI DEGLI IDRAULICI SVANTAGGI NECESSITÀ DI UNA SORGENTE DI ALIMENTAZIONE AUTONOMA COMPLICATE STRUTTURE DI SUPPORTO DISPOSITIVI DI CONTROLLO COMPLICATI E COSTOSI BASSO RENDIMENTO ENERGETICO FENOMENI DI ATTRITO E DI ISTERESI RILEVANTI DINAMICA SECONDARIA RILEVANTE E MOLTO RAPIDA LIMITATA PRECISIONE NEL POSIZIONAMENTO FUNZIONAMENTO RUMOROSO 5

6 VANTAGGI VOLUME E PESO RIDOTTI NEL MOTO ROTATORIO BUON COMPORTAMENTO DINAMICO CARATTERISTICHE STATICHE LINEARI E FLESSIBILI REALIZZAZIONI IN UN CAMPO DI POTENZA MOLTO AMPIO AMPIE ESCURSIONI DELLA VELOCITÀ ELEVATO RENDIMENTO ENERGETICO MOLTO LIMITATA NECESSITÀ DI MANUTENZIONE MOTORI ELETTRICI SVANTAGGI DISSIPAZIONI ANCHE NEL FUNZIONAMENTO A VUOTO SMALTIMENTO DELLA POTENZA DISSIPATA DIFFICILE A BASSA VELOCITÀ LIMITATO RAPPORTO PESO/POTENZA VANTAGGI E SVANTAGGI DEI MOTORI ELETTRICI 6

7 VANTAGGI ADATTO A FUNZIONARE IN AMBIENTI PERICOLOSI POCO SENSIBILI ALLE VARIA- ZIONI DELLA TEMPERATURA AMBIENTALE CARATTERISTICHE STATICHE LINEARI E FLESSIBILI BUON RAPPORTO PESO/POTENZA BUON RAPPORTO COSTO/PRE- STAZIONI ALIMENTAZIONE CON UNA SOLA LINEA PNEUMATICI SVANTAGGI RICHIEDONO UNA SORGENTE DI ALI- MENTAZIONE DI ARIA COMPRESSA POCO COMPATTI FENOMENI DI ATTRITO E DI COMPRIMIBILITÀ DELL ARIA RENDONO DIFFICILE IL CONTROLLO PARTI MECCANICHE SOTTOPOSTE A FENOMENI DI USURA COMPORTAMENTO DINAMICO NON MOLTO RAPIDO SCARSA PRECISIONE NEL RAG- IDONEO PER MOVIMENTAZIONI DI GIUNGIMENTO DI UNA POSIZIONE POTENZA LIMITATA PRESTABILITA VANTAGGI E SVANTAGGI DEGLI PNEUMATICI 7

8 ALIMENTAZIONE PRIMARIA RETE DI ALIMENTAZIONE DI ARIA COMPRESSA RETE MOTORE MOTORE A TRIFASE COMBUSTIONE ASINCRONO INTERNA POMPA SERBATOIO ALIMENTAZIONE ELETTRICA DISPOSITIVO DI COMANDO VALVOLA LINEARE ATTUATORE LINEARE CARICO ELETTROVALVOLA AMPLIFICATORE SEGNALE DI COMANDO DELLA VALVOLA SCHEMA FUNZIONALE DI UNA MOVIMENTAZIONE 8

9 ALLA CAMERA 1 DELL ATTUATORE ALLA CAMERA 2 DELL ATTUATORE MISURA DELLA POSIZIONE DELLO STELO SPOSTAMENTO DELLO STELO V 1 V 2 AL SERBATOIO DALLA POMPA OTTURATORE DISPOSITIVO DI COMANDO DELLA VALVOLA STRUTTURA DI UNA ELETTROVALVOLA 9

10 GUADAGNO E RAPIDITÀ DI RISPOSTA ELEVATI DINAMICA SECONDARIA MOLTO RAPIDA SEMPRE PRESENTE A CAUSA DELLA COMPRIBILTÀ DELL OLIO E DELLA ELASTICITÀ DELLE CONDUTTURE DI CONNESIONE FENOMENI NONLINEARI NON TRASCURABILI E DIFFICILMENTE MODELLABILI ATTRITO DI PRIMO DISTACCO, ATTRITO STATICO, FENOME- NI DI ISTERESI SEMPRE PRESENTI CON CARATTERISTICHE VARIABILI ELETTROVALVOLE E SOTTOPOSTI AD USURA POSSIBILITÀ DI INNESCO DI CICLI LIMITE DI ENTITÀ RILE- VANTE E A FREQUENZA ELEVATA DOVUTE ALLE NONLI- NEARITÀ E ALLE VARIAZIONI DEI PARAMETRI PECULIATITÀ DEGLI IDRAULICI 10

11 portata portata portata spostamento spostamento spostamento DIFFERENTI FORME DI UN OTTURATORE 11

12 ACCUMULATORE GAS INERTE OLIO ATTUATORE A SINGOLA CAMERA OLIO DALLA ELETTROVALVOLA ATTUATORE A DOPPIA CAMERA OLIO DALLA ELETTROVALVOLA ALLA CAMERA 1 ALLA CAMERA 2 DELLA ELETTROVALVOLA ACCUMULATORE ED 12

13 SOFFIETTO spostamento ATTUATORE PER SERVOVALVOLA ARIA IN PRESSIONE ARIA IN PRESSIONE PREMISTOPPA ALL OTTURATORE PNEUMATICI 13 spostamento

14 ATTUATORE PNEUMATICO POSIZIONATORE CORPO VALVOLA PNEUMATICI CON POSIZIONATORE 14

15 PNEUMATICI CON POSIZIONATORE 15

16 PNEUMATICI CON POSIZIONATORE 16

17 PNEUMATICI CON POSIZIONATORE 17

18 PNEUMATICI CON POSIZIONATORE 18

19 La decisione sulla forma di energia più adatta e economica per la realizzazione di un attuatore nell'industria, dipende da molti fattori diversi. La seguente tabella offre un quadro complessivo delle varie possibilità di impiego, costi, così come pregi e svantaggi delle varie forme di energia. Pneumatica Idraulica Elettrica Disponibilità di energia Capacità di accumulo o Trasporto di energia Forza movimento lineare Coppia movimento rotativo Sovraccarico o Movimento lineare o Movimento rotatorio Movimento oscillatorio o Consumo di energia in stato di riposo Regolazione della forza Regolazione della velocità Costi di energia Influenza della temperatura ++ o +++ Trafilamenti, rischi di incidente + o o PNEUMATICI CON POSIZIONATORE 19

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