Система секционированной вытяжной вентиляции

Всё началось с того, что пришлось иметь дело с ЧПУ лазерного станка для раскроя металла. В ходе ремонта и настройки системы синхронизации ламп накачки, в помещении, где находился этот станок, становилось очень холодно. Всему виной была система вытяжной вентиляции стола. По нашей просьбе хозяин станка выключал эту систему, но тогда при испытаниях лазера и непосредственно его работе в помещении поднималась жуткая копоть, и пахло гарью. Как оказалось, включение вентиляции не сильно спасало положение в плане отвода продуктов горения, но отлично справлялась с удалением тепла из помещения.
Сама система вентиляции состоит из пяти вытяжек, в виде коробов, трубопровода и вентилятора.

ris1

Вытяжка выполнена в форме короба и имеет продольные щелевые зазоры, через которые и производится вентиляция рабочего стола.

ris2

Всего, в итоге, на весь стол приходится четыре вентилируемые зоны.

ris3

Проблема заключалась в том, что отвод воздуха со стола производился одновременно через все вытяжки, что соответственно негативно сказывалось на силе тяги каждой из вытяжек. Самым простым способом по мнению хозяина лазерного станка, было увеличение мощности вентилятора в 2-3 раза, но при этом расходовалась лишняя электроэнергия на работу более мощного вентилятора, а в помещении становилось еще холоднее, что так же сказывалось на энергетических затратах для отопления.
Менее простым, но наиболее экономически выгодным решением, по нашему мнению, стала установка автоматической секционированной системы вентиляции. Принцип данной системы заключается в том, что при работе лазера, будет работать только та секция вентиляции, над которой находится режущая головка, то есть отбор воздуха будет производиться непосредственно возле источника загрязнения. Таких секций, как упоминалось раньше, рабочий стол имеет четыре.
Первым шагом было изготовление и установка электрозаслонок на трубопровод вентиляции, для того, чтоб отсекать ту или иную вытяжку от общего потока.

ris4

Таким образом, одновременно будет работать только две вытяжки (1-2, 2-3, 3-4, 4-5) из пяти, что позволит сконцентрировать всю мощность вытяжной вентиляции в одной рабочей зоне.
Вторым шагом было разработать систему определения местоположения резака. Так как система вентиляции устанавливалась на уже работающий станок, то она должна была быть полностью автономной, иметь собственные датчики и не зависеть от датчиков ОС станка. Так же, воспользоваться датчиками ОС, которые уже установленные на станок не имело смысла потому, что это потребовало бы разборки некоторых узлов и вывода его из работы на некоторое время. Было рассмотрена масса вариантов по определению местоположения резака. Самым дешёвым и оригинальным оказался способ распознавания цветов. Для этого на траверсе была нанесена цветная полоса, каждый из цветов соответствовал определённой зоне вентилирования.

ris5

Данный метод по нашему мнению является самым удачным, так как прост в монтаже и реализации. Так, например, при установке концевых выключателей, пришлось бы сверлить отверстия в траверсе для крепления этих концевых выключателей. Так же при этом всем, мы бы получили подвижные контакты, надёжность которых при частом срабатывании оставляет желать лучшего. Использовать датчик линейных перемещений (ЛИР) или лазерный измеритель дальности так же не целесообразно в меру их высокой стоимости. Использование ультразвукового датчика тоже не дало бы желаемых результатов, так как на длине в 3 метра мы получаем пятно диаметром в метр, куда будут попадать составляющие части станка.
Таким образом, мы остановились на самом дешёвом и надежном варианте, оптическом датчике TCS-230, который распознаёт цвета.

TCS-230

После того как мы определились с задвижками, зонами вентилирования, алгоритмом работы и определением местоположения резака, была начата работа по разработке платы контроллера и плат электроприводов. В качестве контроллера был использован все тот же MSP430G2553 .
Итак, внедрив данную систему секционированной вытяжной вентиляции, мы сосредоточили весь воздушный поток максимально близко к зоне резания, тем самым улучшив отвод угарных газов от рабочего места. Так же, более чем в двое, уменьшилась площадь отбора воздуха, что позволило установить вентилятор мощностью в двое меньше предыдущего, вместо 2 кВт – 1кВт. В общей сложности мы экономим на электроэнергии, затраченной на работу вентилятора и энергии затраченной на обогрев помещения.
Предварительный подсчет показал, что с учетом того, что станок работает 20 часов в сутки, то за 240 запланированных рабочих дней в году будет экономиться около 4800 кВт*ч электроэнергии, и это без учета затрат на отопление в зимнее время.

You may also like...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>