Wykrywanie spadającego łańcucha w maszynie

Mam problem z linią produkcyjną. Dokładniej z piecem. Jednym z etapów produkcji jest około 40 minutowe wygrzewanie produktu w piecu (~600 *C). Zrealizowano to tak, że przez piec przechodzą łańcuchy z rolkami, a na łańcuchach znajdują się specjalne uchwyty utrzymujące produkty (nie jest to ważne z punktu widzenia mojego problemu - dlatego nie wnikam w szczegóły). Piec ma około 50m długości. Łańcuchy są napędzane przez dwa silniki elektryczne znajdujące się na obu końcach pieca. Silnik jest sprzęgnięty z łańcuchami za pomocą przekładni i sprzęgła hydrokinetycznego.
Raz na jakiś czas pojawia się problem - bo albo łańcuch spada gdzieś z prowadnicy, albo uchwyt zahacza o jakiś element pieca. Powoduje to spore przestoje i straty (zniszczenie uchwytów, rolek itp). Chciałbym ograniczyć ilość przestojów do minimum "budując" układ monitorujący pracę napędów.
Myślałem o umieszczeniu na obu końcach linii czujników indukcyjnych wykrywających przesuwające się zęby zębatek napędzających łańcuch (i pomiarze/porównywaniu czasów załączenia/wyłączenia) lub o jakimś czujniku momentu obrotowego.

Czy ktoś z Was miał do czynienia z podobnym problemem i/lub zna jakieś sprawdzone rozwiazanie?
Czy ktoś miał do czynienia z czujnikami momentu obrotowego? Jaki jest szacunkowy koszt takiego czujnika?
Może ktoś ma inny pomysł ?

Przetwornik sluzacy do mierzenia momentu obrotowego we wkretakach pneumatycznych kosztuje ponad 2000 euro, przynajmniej z Schatza bo z takimi mam do czynienia. Gniazda sa dopasowane do gniazd wkretakow wiec nie wiem czy by u Ciebie akurat pasowalo. A nie daloy sie np mierzyc pradu jaki pobiera silnik, nie ma obciazaenia to prad bedzie mniejszy

Tak jeżeli jest silnik jest obciążony stałym momentem. To poprzez przetwornik A/C podłżczony np. do PC można w łatwy i tani sposób kontrolować. Jeżeli natomiast moment obciążający silnik jest zmienny np. zależny od ilości produktów na lini to proponuję zastosować pomiar prędkości obrotowej silnika. Jeżeli łańcych spadnie to prędkość silnika się zmieni i to znacznie.

Tak jak napisal kolega wyzej mozna zastosowac kontroler predkosci obrotowej x 2 (koszt ok 1000 zl netto/szt) lub kontroler poslizgu lecz w tym wypadku sa wymagane identyczne czestotliwosci wejsciowe (ok 900 zl netto/szt)
Do tego oczywiscie trzeba podpiac na wejsciu jakies czujniki, np indukcyjne.

mrrudzin wrote:

Raz na jakiś czas pojawia się problem - bo albo łańcuch spada gdzieś z prowadnicy, albo uchwyt zahacza o jakiś element pieca. Powoduje to spore przestoje i straty (zniszczenie uchwytów, rolek itp). Chciałbym ograniczyć ilość przestojów do minimum "budując" układ monitorujący pracę napędów.

Na odległość to można sobie powróżyć...
To trzeba widzieć - inaczej się nie da.
Z opisu wynika że coś jest nie tak - albo linia stara i elementy robocze mocno zużyte albo... po prostu wadliwie zmontowana.
Najpierw musi być doprowadzona do porządku mechanika żeby ten łańcuch nie spadał i uchwyty o nic nie zaczepiały a urządzenia kontrolne dobrane na końcu.
Inaczej się nie da!

Tylko że mamy wspomniane wcześniej sprzęgło hydrokinetyczne. Silnik kręci się z jakąśtam prędkością i rozpędza powoli napęd.
Moment obciążający linię jest zmienny - bo czasami piec jest pusty, czasami "zapełniany" produktami, a czasami "pełny", ale jestem w stanie wiedzieć ile produktów jest w danym momencie na linii.
Myślałem ewentualnie o jakimś prostym modelu matematycznym zaimplementowanym w kod sterownika (mam na linii dwa sterowniki w tym jeden wykonujący kod składający się z 10 linii).

Quote:

Najpierw musi być doprowadzona do porządku mechanika żeby ten łańcuch nie spadał i uchwyty o nic nie zaczepiały a urządzenia kontrolne dobrane na końcu.

Linia jest rzeczywiście stara. Problem polega na tym że niektóre uchwyty są już "wiekowe". Nie sposób wymienić wszystkich - ze względu na ilość i cenę (jest ich z trzy tysiące).
Jeśli chodzi o zaczepianie - zawsze jest to inne miejsce (te wykryte są usuwane).

Może niepotrzebnie ograniczają się koledzy do kontroli silnika.
Wydaje mi się, że jeżeli łańcuch spadnie to przestaje się przesuwać (nie zmienia położenia) - może idąc w tym kierunku łatwiej będzie rozwiązać problem.
Nie podaję żadnego rozwiązania ze swojej strony, gdyż nie wiem jak taki łańcuch wygląda.

Kolega mrrudzin napisał:
"Myślałem o umieszczeniu na obu końcach linii czujników indukcyjnych wykrywających przesuwające się zęby zębatek napędzających łańcuch (i pomiarze/porównywaniu czasów załączenia/wyłączenia)"
Można wyobrazić sobie bardzo prościutki układzik: sygnały z wymienionych czujników wchodzą do modułu logicznego LOGO!. W moduliku zaprogramowane są 2 układy wykrywające ruch obrotowy kół zębatych - ilość impulsów w zadanym czasie. Na przykład licznik liczy impulsy, po odliczeniu zadanej ilości resetuje się. Gdy minie nastawiony czas, a licznik nie osiągnął odpowiedniej wartości (nie zresetował się i wystawił na wyjściu sygnał wysoki) - to koło obraca się ze zbyt małą prędkością, lub stoi w miejscu. Drugi "podprogram" (podobwód) - taki sam. Do tego jedna bramka and i gotowy sygnał mówiący o tym, że jedno z kół się obraca, a drugie nie (lub zbyt wolno). Sygnał ten może załączyć alarm i np. odstawić napędy.
To jest tylko przykład, równie dobrze, może nawet lepiej, dopisać parę linijek programu, działającego jw. , do wspomnianych sterowników.

No ale wtedy musialoby byc wiecej takich ramion, no chyba ze to zawsze w tym samym miejscu zwisa ze tak powiem

Jeśli jest to zwykły łańcuch rolkowy. To proponuje zamontować fotokomórkę która by patrzyła przez oczka łańcucha, rolki łańcucha by przysłaniały czujnik. Czujnik podłączyć do przekaźnika który bada częstotliwość. np jeśli częstotliwość spada poniżej 20hz to włącza się alarm.
Można by też zamontować tensometr na jednym z napinaczy łańcucha. który sygnalizował by nam zmianę naciągu.
U mnie w firmie jest parę takich patentów choć nie dotyczą łańcucha lecz kordu.

Faktycznie na odległość to możemy jeszcze kilka stron utworzyć bez efektu. Ale skoro występują tam przekładnie hydrokinetyczne to występuje taki parametr jak ciśnienie czynnika zależne od obciążenia. I to można mierzyć i analizować. Pewno jest także jakiś układ regulacji biegu tej przekładni. I wreszcie różnica obrotów wejścia i wyjścia tejże przekładni. Przynajmniej skupimy się w jednym miejscu.

Zapewne łańcuch jest zamontowany gdzieś na jakimś kole napędowym, oczka łańcucha na tym kole będą zawsze w powtarzalnym miejscu.
Zamontować czujnik indukcyjny na tym kole który będzie "widział" jakiś powtarzalny element łańcucha (brzeg oczka).
W programie zależność, że jeśli silniki są załączone to sterownik oczekuje zmiany sygnału z czujnika, jeśli nie to po założonym czasie setuje alarm.
Czyli jeśli dany sygnał jest dłużej niż by to wynikało z ruchu łańcucha to set alarm, do zrobienia na dwóch timerach ,jeden "widzi" 0 a drugi 1, mamy od razu kontrolę czujników.

Tylko coś takiego, jak zostało już wspomniane, nie eliminuje przyczyny, tylko sygnalizuje awarię.

Czujnik indukcyjny zbliżeniowy + czasówka na kótki czas. to w obwód cewki stycznika od silnika i po problemie.

A nie można prościej - rolka, ramię + krańcówka?

Wg mnie jak podpowiedział "nawor" najprościej będzie to rozwiązać z fotokomórką. I tylko układ rozpoznający impulsy.
Jak są impulsy to maszyna chodzi. Jak nie ma to stoi. Ewentualnie jak częstotliwość spadnie poniżej pewnej wartości to może oznaczać także jakiś problem.
Fotokomórkę mogą odsłaniać oczka łańcucha lub zasłaniać jakieś uchwyty które napisałeś że są.

Ja jednak wolał bym naprawić mechanikę żeby łańcuch nie spadał bo inaczej to nie robota.

O pomiarach momentu obrotowego widziałem niedawno artykuł w jakimś czasopiśmie, chyba w Automatyce. Poszukam, jak znajdę to podam gdzie.
Podobnie jak bezpieczniki elektryczne, są również bezpieczniki mechaniczne. Jest to po prostu kołek stalowy (nie hartowany!) z naciętym na tokarce trójkątnym rowkiem (właściwie 2 rowki podobne do gwintu na śrubie). Mocuje on koło napędowe do wału, wbija się go prostopadle do osi wału (typowego klina wtedy nie ma). Wykorzystane jest tu zjawisko tzw "karbu", gdy siła ścinająca przekroczy pewną wartość to kołek ten zostanie ścięty i koło napędowe się kręci a wał nie. Mechanicy powinni wiedzieć o co chodzi. Wymiana jego jest prosta i szybka. Głębokość nacięcia trzeba dobrać doświadczalnie i gdy się już uda, to narobić zapas identycznych kołków z tego samego materiału.
Takie mechaniczne bezpieczniki stosowaliśmy w napędach łańcuchów taśm montażowych (które były dłuższe niż 50m) i skutecznie eliminowali awarie zerwania łańcucha. Siła ciągnąca te łańcuchy była bardzo duża choć po prowadnicy łańcuch toczył się na łożyskach kulkowych i w normalnej pokojowej temperaturze.

witam,
te lancuchy maja jakies naciagacze na drugim koncu transportera ?

Dziękuje za zainteresowanie tematem. Widze że moje rozwiązanie z zliczaniem i porównywaniem czasu pokrywa się z rozwiązaniami kolegów.

=> Lutek49

Łańcuch gdy spadnie przesuwa się dalej. Napęd jest na tyle silny że bez problemu ciągnie (i ścina rolki)

=> ttesarow

Myślałem o podobnym układzie (mam już czujniki pozakładane do czegoś innego o czym pisałem). Pomiar czasu impulsu / przerwy i porównywanie czasu z przodu z czasem z tyłu. Problemy są dwa - pierwsz to rozruch. Drugi - uzależnienie czasów od ilości produktów w piecu. NIe da się ukryć że taki piec jest elementem z duuużą bezwładnością.

=> elektrit - nie ma takiego łatwodostępnego fragmentu łańcucha. Niestety uchwyty są dosyć ciężkie i sztywne, całość jeździ po prowadnicach ("u góry" przenosząc produkty i "na dole" przy powracaniu).

=> nawor - ze względu na to że łatwo o zanieczyszczenia myśle że lepszy będzie element indukcyjny.

=> mczapski - sprawdze co jest dostępne w przypadku przekładni

=> RAPELC - ciekawy pomysł. Taki bezpiecznik trzebaby pewnie umieścić "za" sprzęgłem. Problem jest tylko z ruszaniem. Żeby ruszyć ten transporter z miejsca potrzebne jest sporo momentu.

=>zembol - tak - na końcach jest usprężynowana "rama". Tam jest już zabezpieczenie (wyłączniki krańcowe), które zatrzymują transporter gdy rama ugnie się zbyt mocno (np. gdy coś się zblokuje).

Oczywiście można stosować skąplikowane rozwiązania, ale najbardziej pewnym i oczywistym będzie przed piecem dostawienie dodatkowej zębatki sprzężonej z łańcuchem której oś uruchamiała by impulsator ( przerywacz , czujnik indukcyjny,fotokomOrka na podczerwiń itp.). Układ kontrolny to bramka z regulowanym czasem otwarcia. Jeżeli w założonym przedziale czasowym pojawi się impuls oznacza to, że łańcuch jest w ruchu. Brak impulsu w założonym czasie oznacza brak ruchu taśmy i wówczas włączy się alarm oraz podawny jest impuls do układu sterowania napędu taśmy. Są to oczywiście podstawowe założenia rojektu. opracowanie szczegółowe wymagałoby szczegułowego przeanalizowania całego procesu.

Jeszcze jest jeden pomysł. jeśli silnik jest zassilany z falownika to można by badać prąd jaki pobiera silnik. stwożyć algorytm ktury by brał pod uwagę liczbe produktu na tych rolkach i prąd. Jak by prąd wypadał poza tolerancję to oznaczało by o jakichś zwiększonych oporach mechanicznych.
Mówiłeś że jest tam sprzęgło przeciążeniowe . można by badać różnicę prędkości obrotowej przed sprzęgłem i za sprzęgłem. Np dwa czujniki indukcyjne i atakujące je flagi po obu stronach sprzęgła.


PS. pomysłów jest tyle co czytelników tego forum. nikt jednak nie widział tego urządzenia na w rzeczywistości.

Pozdro

Napisałem 05.09.2008 13:00

O pomiarach momentu obrotowego widziałem niedawno artykuł w jakimś czasopiśmie, chyba w Automatyce. Poszukam, jak znajdę to podam gdzie.

Uzupełniam:
Pomiary momentu obrotowego
Automatyka 8/2007, str. 59-63; wydawnictwo AVT

https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=5510520#5510520