Исследование пневматических технических средств автоматизации

Недостатки систем пневмоавтоматики

Недостатки	Пояснения
1. Необходимость подготовки сжатого воздуха к работе	Сжатый воздух должен быть хорошо подготовлен против опасности быстрого износа пневмоустройств из-за наличия в нем твердых включений и конденсата воды
2. Сжимаемость воздуха	Сжатый воздух не позволяет получить равномерную и постоянную скорость выходного звена пневмоустройств
3. Ограничения по усилию	Сжатый воздух является экономически выгодным только до определенных давлений, что ограничивает усилия пневмоприводов диапазоном до 50000 И
4. Ограничения по дальнодействию и быстродействию	Дальнодействие пневмосистем ограничивается несколькими сотнями метров, а быстродействие - скоростью звука
5. Уровень шума	Прямой сброс воздуха в атмосферу сопровождается сильным шумом

Основные уравнения пневматики нелинейны. Однако это создает проблемы, в основном, больше при анализе пневмосистем, чем при их проектировании. Развитию пневмоавтоматики способствовал переход от принципа компенсации перемещений к принципу компенсации сил, внедрение элементного принципа построения пневматических приборов, использованию струйной техники и техники переменных токов для построения систем пневмоавтоматики, а также эффектов взаимодействия струй со звуковыми сигналами. Итогом перехода от принципа компенсации перемещений к принципу компенсации сил явилось построение отечественной агрегатной унифицированной системы и освоение этой системы приборов промышленностью. Появились первые вычислительные приборы, такие, как сумматор и множительное устройство.
Применение рабочих давлений низкого диапазона позволило легко получать линейные пневматические сопротивления и строить вычислительные приборы с применением операционного пневматического усилителя так, как это делается в области электроники.
Перенос из электроники в область пневмоавтоматики элементного принципа построения приборов позволил отказаться от трудоемкого конструирования каждого отдельного прибора. Элементный способ построения вычислительных приборов и устройств пневмоавтоматики нашел свое воплощение в отечественной Универсальной системе элементов промышленной пневмоавтоматики. В настоящее время используются промышленные изделия пневмоавтоматики, выпускаемые крупными фирмами, такими, как Фесто, по международным стандартам. Эти фирмы имеют филиалы по всему миру, и специалисты могут по каталогам выбирать и заказывать необходимые устройства для построения пневмосистем.
Подобно тому, как в свое время в области электроавтоматики зародилось новое техническое направление - электроника, так и в области пневмоавтоматики возникло новое направление - пневмоника, или струйная техника. Принципы струйной техники коренным образом отличаются от всех ранее известных принципов построения пневматических приборов. В приборах струйной техники полностью отсутствуют какие-либо механические подвижные детали, а управление осуществляется за счет взаимодействия струй воздуха. Приборы струйной техники миниатюрны и допускают применение технологии печатных схем. В струйной технике используются как постоянные, так и переменные пневматические токи, что обеспечивает получение высокой точности при создании приборов.
Одним из сравнительно новых направлений пневматики является пневмоакустика. В основе пневмоакустики лежит свойство воздушных струй взаимодействовать со звуковыми сигналами. Уже сейчас построены пневмоакустические приборы, позволяющие осуществлять управление звуком на расстоянии и осуществлять некоторые измерения. Освоение этого нового направления даст возможность в будущем улучшить технические средства пневмоавтоматики.
Краткий перечень новых направлений, по которым идет развитие технических средств пневмоавтоматики, показывает, какое важное место она занимает в автоматизации различных производственных процессов и в технике управления. В настоящее время пневмоавтоматика достигла такого уровня развития, при котором практически возможно построение любого управляющего устройства непрерывного действия, любой релейной схемы и любого управляющего устройства непрерывно-дискретного действия. Ограничением является лишь низкое быстродействие систем пневмоавтоматики.
Усложнение современных задач автоматического регулирования и управления диктует требования к повышению производительности оборудования, уменьшению брака, повышению качества управления и надежности средств автоматизации, а также экономической эффективности автоматизируемого производства в целом.
Система струйных модулей позволила создать устройства программного управления металлорежущими станками, систему оптимизации прямой гидратации этилена, струйные цифровые регуляторы и другие приборы и устройства. Технические средства струйной и мембранной пневмоавтоматики позволили создать современную медицинскую аппаратуру для искусственного дыхания и кровообращения, которая широко применяется в медицинской практике. На основе приемных акустико-пневматических элементов созданы, в частности, устройства дистанционного управления и длинная пневматическая линия с пассивным электрическим контуром.