Моностабильный или бистабильный распределитель: какой выбрать?

Практически в любой пневмосистеме используются распределители, управляющие направлением потоков рабочей среды, идущие к исполнительным устройствам, а также сбрасывают отработанный сжатый воздух в атмосферу.

Критерии выбора распределителей

При выборе пневмораспределителя часто важную роль играют не только функция и вид сигнала управления, но еще количество этих сигналов (одностороннее или двустороннее управление), наличие и тип питания пилотов, а также тип возврата в исходное положение для моностабильных распределителей. Здесь важно определиться с критериями выбора, иначе выбор будет не оптимальным или даже может привести к серьезным неприятностям при эксплуатации. Например, если за критерий выбора распределителя с электромагнитным управлением определенного размера и функции взять его закупочную стоимость, то самым дешевым вариантом будет распределитель с односторонним прямым управлением – ведь у него одна катушка, нет пилота, он занимает один выход у контроллера, проще подключение и т.п. Но чаще всего важнее не цена, а безопасность системы, удобство управления (в частности, способность запоминать сигнал), экономичность при работе, а также поведение в аварийной ситуации и после нее. Опыт эксплуатации позволил выработать рекомендации по выбору функции распределителя для типовых задач.

Влияние количества управляющих сигналов

Так, в широко известных приводах дверей автобусов, троллейбусов, вагонов электричек, и метро использовать распределители с односторонним управлением запрещено именно по причине безопасности. Эти двери не должны открыться, если пропадет бортовое питание электроэнергией, а при аварийном открывании дверей вручную (помните: «При аварии разбейте стекло и нажмите на красную кнопку!») кратковременное нажатие на кнопку должно привести к полному открытию дверей и сохранению этого положения уже без участия человека. Обеспечить это способен только обладающий памятью распределитель с двусторонним управлением, т.е. бистабильный.

Бистабильный 5/2 распределитель привода дверей с ручным дублированием

А будь в приводах дверей моностабильный распределитель, то был бы риск их открытия во время движения при потере электропитания (в исходном положение двери открыты, закрываются по сигналу). Или в аварийной ситуации кому-то пришлось бы все время держать руку на красной кнопке (в исходном положении двери закрыты, открываются по сигналу) и при этом не мешать выходу пассажиров. Понятно, что использовать распределители с односторонним управлением нужно в тех случаях, когда в аварийной ситуации необходим реверс исполнительного устройства или сохранение им строго заданного положения. Чаще всего такой ситуации сопутствует отключение электропитания (полное или только для исполнительной части) и/или потеря управления, когда пропадает связь с системой управления из-за сбоя программы, обрыва провода и т.п. Поэтому моностабильные распределители обычно используют для приводов режущих инструментов, прессов и приводов арматуры, а бистабильные – для зажимов, захватов, устройств подачи и т.д.

С точки зрения управления намного удобнее бистабильный распределитель. Для каждого из его каналов управления можно сформулировать свое условие перемещения исполнительного устройства, а для переключения достаточно очень короткого сигнала. Это особенно важно для систем с жесткой логикой, поскольку команды управления часто завязаны на сигналы концевых выключателей, которые исчезают с началом нового перемещения. Да и в программе для ПЛК программист обязан учитывать разницу в командах, которыми включаются катушки моностабильных и бистабильных распределителей. А вот при монтаже и замене бистабильный распределитель требует к себе повышенного внимания, поскольку может занимать любую позицию. Поэтому, прежде чем ставить в систему, требуется как-то перевести его в нужную позицию – например, с помощью ручного дублирования. В таблице ниже представлены и другие различия между этими распределителями, которые нужно учитывать при решении конкретной задачи.

Особенности распределителей с одно- и двусторонним управлением (моно- и бистабильных)

Моностабильный	Бистабильный
– Дешевле из-за наличия 1 катушки, 1 пилота – Небольшие габариты (1 катушка) – При прямом подключении к ПЛК занимает 1 выход – Быстрее монтаж и подключение в системе (всегда в определенном положении, 1 кабель) – В аварийной ситуации возвращает привод в исходное положение – Требует поддержания сигнала, иначе – возврат привода в исходное положение (моностабильный) – Время включения и выключения разное и относительно долгое (18…50 мс, сильно зависит от размера) – При необходимости поддержания положения включения потребляет энергию (+нагрев) – После аварийного останова не требует сигнала возврата в исходное положение – Лучше использовать ручное дублирование с фиксацией	– Дороже (2 катушки, 2 пилота, 2 кабеля и т.д.) – Большие габариты (2 катушки в стороны) – При прямом подключении к ПЛК занимает 2 выхода – Дольше подключение (2 кабеля), дополнительно нужна проверка положения до подачи электропитания – В аварийной ситуации его привод сохраняет положение или продолжает движение – Управляется короткими импульсами – запоминает сигнал (бистабильный) – Время включения и выключения одинаковое и короткое (9…11 мс) – Низкое потребление энергии благодаря коротким сигналам управления – После аварийного останова обязательно нужен сигнал возврата в исходное положение – Ручное дублирование может быть без фиксации. – Неопределенность при наличии 2 сигналов сразу.

Не менее важным является и выбор типа управления: прямое или пилотное, с внутренним или внешним питанием пилотов. О некоторых особенностях распределителей с прямым и пилотным электромагнитным управлением говорилось выше, более подробное представление о них дает таблица 1.6.

© По материалам книги "Проектирование и обслуживание пневматических систем", Сулига С.В. , 2021 г. согласно лицензионному договору с ООО "Би Энд Би Инжиниринг". Копирование запрещено.