„Geschwindigkeiten steuern und Lasten sicher kontrollieren!“

Präsentation zum Thema: "„Geschwindigkeiten steuern und Lasten sicher kontrollieren!“"—  Präsentation transkript:

1 „Geschwindigkeiten steuern und Lasten sicher kontrollieren!“
Proportionalsteuerung mit Aufgelösten Steuerkanten „Geschwindigkeiten steuern und Lasten sicher kontrollieren!“ höhere Sicherheit mehr Effizienz geringere Kosten

2 Die Vorteile des PAS- Systems
Das Konzept Das proportionale Wegeventil PAS setzt neue Maßstäbe in der Ansteuerung mobiler Arbeitsmaschinen. Die innovative „Zwei-Schieber-Technologie“ ermöglicht in Kombination mit einer On-Board Elektronik energetisch optimierte Steuerungskonzepte. Das Sicherheitskonzept wird durch den Einsatz der „Zwei-Schieber-Technologie“ ebenfalls deutlich verbessert, da nahezu alle Funktionen über einen redundanten Abschaltpfad verfügen. Die Vorteile des PAS- Systems Reduzierung des Pumpendruckes - Leistungsregelung. Dadurch keine Volumenstromreduzierung - mehr Volumenstrom für andere Bewegungen - höhere Prozessgeschwindigkeiten Reduzierung der Ablaufwiderstände auf ein Minimum - minimale Drosselverluste, Treibstoffersparnis - Reduzierung der Betriebskosten Geringere Drosselverluste bedeutet weniger Wärmeeintrag ins Hydrauliksystem - Verringerung der Kühlleistung möglich - Verringerung der Investitionskosten Die Anwendung zum Heben und Senken von Lasten zur Ansteuerung von Zylinder und Motoren in LS- und Konstantpumpensystemen und in Systemen mit geringen bis hohen Sicherheitsanforderungen Der Aufbau Der Aufbau des PAS - Systems erfolgt in Plattenbauweise. Das System besteht aus einer Eingangsplatte, mehreren Sektionsplatten (je nach Anzahl der Verbraucher) und einer Endplatte. Eingangsplatte Abhängig von der Anwendung, einer Konstantpumpe oder einer Verstellpumpe, kann die Eingangsplatte variiert und erweitert werden. Die Eingangsplatte enthält standardmäßig ein Druckminderventil, welches aus dem Pumpenkreis Öl für die Vorsteuerleitung bezieht. Des Weiteren ist ein DBV für die Systemdruckbegrenzung integriert. Sektionsplatte Eine Sektionsplatte besteht aus mehreren Funktionselementen sowie der On-Board Elektronik. Die Sektionsplatte ist je nach Anwendung/Verbraucher mit einer Anflanschlösung an den Verbraucherkanälen und zusätzlicher Ventiltechnik erweiterbar. Endplatte Die Endplatte bildet den Abschluss der Proportional-steuerung. Abbildung1: PAS – System mit 3 Sektionen Der Pumpen- und Tankkanal sowie die Vorsteuerleitung, die Leckölleitung und der LS-Kanal ziehen sich von der Eingangsplatte durch jede Sektion durch. Abhängig von den Anforderungen gibt es unterschiedliche Module.

3 Funktionsbeschreibung
Abbildung 2: Hydraulikschema PAS - System Das Besondere am PAS ist die Entkopplung der starren Verbindung von Zulauf und Ablauf durch zwei getrennte Kolben (Steuerkanten), die je nach Bedarf über eine elektronische Steuerung die Öffnungsquerschnitte der beiden Kolben flexibel regeln kann. Der Aufbau ist symmetrisch. Ist das System im drucklosen Zustand werden die Kolben mechanisch über Federn wieder in die Nullstellung gebracht. Die Richtungssteuerung erfolgt proportional über zwei Pilotventile. Abbildung 3: Steuersignale PAS - System Funktionsbeispiel Betätigt man das Pilotventil A, werden beiden Kolben, Zulauf und Ablaufschieber, aufgesteuert. So kann das Öl über den Zulaufschieber (Ventil 2) zum Verbraucher und vom Verbraucher über den Ablaufschieber (Ventil 3) zum Tank fließen. Beim Verfahren des Zulaufschiebers (Ventil 2) fährt dieser ab einem bestimmten Hub in eine Überdeckung und der Vorsteuerraum (Y2) von Pilotventil B wird mit dem Leckölkanal verbunden. Der Lastdruck wird über den Ablaufschieber (Ventil 3) gemessen und zum einen an die Druckwaage (Ventil1) für eine lastdruckunabhängige Ansteuerung gemeldet und zum anderen über die Messsensorik an die Elektronik weiter gegeben. Die Elektronik sorgt für eine Regelung der Steuerkante im Ablauf durch PV B, so dass der Zulaufdruck einen fest eingestellten Mindestdruck nicht unterschreitet.

4 Vergleich zu herkömmlichen Steuerblöcken
Ablaufsteuerkante Zulaufsteuerkante Druckwaage Abbildung 4: Schieber in einem herkömmlichen System Abbildung 5: Schieber in einem PAS - System Zulauf- und Ablaufsteuerkante sind miteinander verbunden Zulauf: Die Geschwindigkeit wird über einen Zweiwege-Stromregler (Druckwaage + Messblende) last- und pumpendruckabhängig eingestellt Ablauf: Die Geschwindigkeit ergibt sich lastdruckabhängig aus der Position des Steuerschiebers Zulauf- und Ablaufsteuerkante sind voneinander getrennt Zulauf: Die Geschwindigkeit wird über einen Zweiwege-Stromregler (Druckwaage + Messblende) last- und pumpendruckabhängig eingestellt Ablauf: Die Öffnung der Ablaufsteuerkante wird so geregelt, dass der Zulaufdruck einen Mindestdruck nicht unterschreitet Energetische Betrachtung am Beispiel einer absenkenden Last Bild anpassen Ablaufschieber variabel zeichnen Abbildung 6: Zulaufdruck bei unterschiedlichen Lastverhältnissen. Herkömmliches System Abbildung 7: Zulaufdruck bei unterschiedlichen Lastverhältnissen PAS -System Wird in herkömmlichen Systemen eine schwere Last abgesenkt, sorgt das große Eigengewicht durch die Kinematik für eine Erhöhung des Lastdruckes, während der Zulaufdruck sinkt. Die Senkbewegung wird über den Steuerschieber gedrossel/gebremst. Ist die abzusenkende Last gering und das System auf einem niedrigen Druckniveau, wird der Zulaufdruck erhöht um die Last „herunterzudrücken“. Hier wird hohe Energie aufgewendet um ein stabiles Verhalten des Bewegungsablaufes zu erreichen. Mit dem Einsatz von dem PAS wird dieser hoch energetische Prozess vermieden. Unabhängig vom Gewicht der Last, wird die Senkbewegung elektronisch über die Ablaufsteuerkante so geregelt (gebremst), dass der Zulaufdruck auf einem konstanten Niveau bleibt. kein lastabhängiges Voreilen des Verbrauchers keine Kavitation kein unnötiges Einspannen

5 Die On-Board Elektronik
AMP-Stecker für CAN-Bus Elektronikgehäuse Die On-Board Elektronik ist nach der DIN ISO (Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen) entwickelt worden und erreicht Performancelevel C Elektronikgehäuse nach der Schutzart IP69k Drucksensor zur Funktionsüberwachung und Regelung (geschützter Einbau) komfortabler/leichter Austausch der Vorsteuerventile Anschluss über ein modulares Steckersystem die Kommunikation wird mittels CANopen Protokoll realisiert (optional CANopen Safety) Leiterplatte Drucksensor Pilotventile Abbildung 8: On-Board Elektronik Die Hauptaufgaben der Steuerung übernimmt ein Master- Controller der in Kommunikation mit einem Safety- Controller steht. Dieser überwacht sowohl den Master-Controller als auch die Ein- und Ausgabe und prüft diese auf Plausibilität. Nach den Kriterien der DIN ISO ist unter anderem standardmäßig ein Watchdog und eine regelmäßige Zustandsüberwachung der Sensorik enthalten. Die Bedienoberfläche „PAS – Manager“ Um dem Kunden eine bedienerfreundliche Verwaltung der Proportionalsteuerung mit seinen einzelnen Sektionen zu ermöglichen, wird ein „PAS-Manager“ angeboten. Jede Sektion ist in Form eines Reiters abgebildet. Innerhalb eines Reiters sind kundenrelavante Parameter einstellbar. Unter anderem können Einstellungen zur Rampenfunktion und zu den Sollwertkennlinien vorgenommen werden. Darüber hinaus können die Regelparameter für den Druck genau definiert werden. Die Zustandsgrößen können überwacht werden. Diagnosedaten Abbildung 9: Bedienoberfläche des PAS - Managers

6 Sicherheitsbetrachtung
Sind am Verbraucher gefährliche Bewegungen möglich z.B. bei Wippzylindern an einem Kran, so werden diese bisher durch Senkbremsventile vor Schlauchbruch gesichert. Diese Ventile übernehmen sowohl die Sicherheits- als auch die Regelfunktion der Ablaufsteuerkante. Mit der neuen Proportionalsteuerung soll die Regelfunktion und ein Teil der Sicherheitsfunktion direkt vom Hauptsteuerblock übernommen werden. Das PAS wurde in Referenz zur DIN ISO mit Hilfe des Programms „SISTEMA“ bezüglich einer Sicherheitsbetrachtung und Vergabe eines Performance Levels detailliert untersucht. Das im folgenden dargestellte Bild zeigt einen Ausschnitt aus dem Programm und gibt einen ersten Einblick über den Umfang einer solchen Sicherheitsbetrachtung. Abbildung 10: Sicherheitsbetrachtung mit dem Programm SISTEMA In Hinblick auf die im Programm aufgeführten sicherheitsrelevanten Funktionen (Pfeile) wird es die Proportionalsteuerung mit aufgelösten Steuerkanten in drei verschiedenen Ausführungen geben: Einsatz ohne Sicherheitsanforderungen Performance Level C Einsatz mit einfachen Sicherheitsanforderungen in Kombination mit einem Senkbremssperrventil Performance Level C (mit zusätzlicher Sicherheit gegen Rohr-/Schlauchbruch) Einsatz mit hohen Sicherheitsanforderungen zusätzliche Fehlererkennung und Diagnoseparameter

7 Allgemeine technische Daten

8 Abmessungen Typenschlüssel
Eingangsplatte Eingangsplatte für LS-System mit LS-Druckabschneidung Ein Druckminderventil ist für die Versorgung des Vorsteuerdruckes aus dem Pumpenkanal für alle Sektionen zuständig. LS- Druckabschneidung = einstellbar Eingangsplatte E0 Eingangsplatte für Systeme mit Konstantpumpen Ein Druckminderventil ist für die Versorgung des Vorsteuerdruckes aus dem Pumpenkanal für alle Sektionen zuständig. Ein 3-Wege- Stromregler versorgt alle nachstehenden Sektionen mit dem eingestellten Volumenstrom und übernimmt die Umlauffunktion. Systemdruckbegrenzung = einstellbar Eingangsplatte E1 Eingangsplatte für LS-System mit Primärdruckventil Ein Druckminderventil ist für die Versorgung des Vorsteuerdruckes aus dem Pumpenkanal für alle Sektionen zuständig. Druckbegrenzung = einstellbar Eingangsplatte E2 Abmessungen Typenschlüssel PAS16 - E2 01 350 02 03 04 Druckbegrenzung = 350bar Anschlüsse: P, T = G1; LS, L = G1/4; Messanschlüsse = M8x1 für LS-Systeme mit Verstellpumpe (ohne Systemdruckwaage)

9 Abmessungen DeltaP Kennlinie
Sektionsplatte Standard-Sektionsplatte mit einstellbarer LS-Druckabschneidung Sektionssplatte G0 Optionen zur Sektionsplatte zum Anflanschen an die Verbraucherseite Zusätzlicher Block mit Druck/Saugventilen. Auch nur einseitig verfügbar Zusätzlicher Block mit entsperrbaren Rückschlagventilen – atmosphärisch oder zum Lecköl entlastet Sektionssplatte G0 mit Optionen Abmessungen DeltaP Kennlinie Typenschlüssel PAS16 - G1 01 X Y 250 A1 02 03 04 05 06 07 Druck/Saugventil zu A und B LS-Druckbegrenzung = 250bar Variante Ablaufschieber Variante Zulaufschieber Anschlüsse = P, T in G1; LS, L in G1/4; Messanschlüsse in M8x1 Standardausführung anschlussseitig erweitert

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