Dipartimento di Informatica e Sistemistica TECNOLOGIE DEI SISTEMI DI CONTROLLO ATTUATORI ALESSANDRO DE CARLI ANNO ACCADEMICO 2006-2007 ATTUATORI IDRAULICI PNEUMATICI ESPANSIONE DEFORMAZIONE ATTUATORI ESPLOSIONE ELETTROLISI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA A SEMI RELÈ CONDUTTORI MOTORI ENERGIA CHIMICA ENERGIA TERMICA ENERGIA FLUIDICA ENERGIA ELETTRICA INQUADRAMENTO 2 ATTUATORI INFORMAZIONI NECESSARIE PER CARATTERIZZARE UN ATTUATORE PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO CARATTERISTICHE DELA VARIABILE DI USCITA ESCURSIONE DELLA VARIABILE DI USCITA PRECISIONE ASSOLUTA E RELATIVA INTERFACCIA VERSO IL DISPOSITIVO DI CONTROLLO INTERFACCIA VERSO IL SISTEMA DA CONTROLLARE PASSO DI CAMPIONAMEMTO DELLA VARIABILE DI COMANDO CAMPO DI APPLICAZIONE LINEARITÀ BANDA PASSANTE NATURA DEI GUASTI E RELATIVA AFFIDABILITÀ COSTO INQUADRAMENTO 3 ATTUATORI ATTUATORI ATTUATORI ATTUATORI ELETTROMECCANICI AD ENERGIA FLUIDICA NON CONVENZIONALI MOTO ROTATIVO MOTO LINEARE MOTO LINEARE MOTO ROTATIVO MOTORI A FLUSSO IMPRESSO MOTORI A FLUSSO INDOTTO MOTORI A RILUTTANZA CAMBIO DI POSIZIONE ELETTROMAGNETI ATTUATORI MOTORI A PASSO ATTUATORI IDRAULICI MOTORI IDRAULICI ATTUATORI DI FORZA PIEZOELETTRICI MAGNETOSTRITTIVI ELETTROCHIMICI ATTUATORI PNEUMATICI MOTORI PNEUMATICI INQUADRAMENTO DEGLI ATTUATORI BIMETALLICI METALLI A MEMORIA DI FORMA 4 ATTUATORI ATTUATORI IDRAULICI VANTAGGI FORZA ELEVATA REALIZZAZIONE DIRETTA DI MOTO LINEARE GRANDI ESCURSIONI DI FORZA E DI SPOSTAMENTO DIMENSIONI RIDOTTE ELEVATO RAPPORTO PESO/POTENZA NESSUN CONSUMO DI ENERGIA IN CONDIZIONI DI STALLO REALIZZAZIONE COMPATTA E ROBUSTA COMPORTAMENTO DINAMICO RAPIDO SVANTAGGI NECESSITÀ DI UNA SORGENTE DI ALIMENTAZIONE AUTONOMA COMPLICATE STRUTTURE DI SUPPORTO DISPOSITIVI DI CONTROLLO COMPLICATI E COSTOSI BASSO RENDIMENTO ENERGETICO FENOMENI DI ATTRITO E DI ISTERESI RILEVANTI DINAMICA SECONDARIA RILEVANTE E MOLTO RAPIDA LIMITATA PRECISIONE NEL POSIZIONAMENTO FUNZIONAMENTO RUMOROSO VANTAGGI E SVANTAGGI DEGLI ATTUATORI IDRAULICI 5 ATTUATORI MOTORI ELETTRICI SVANTAGGI VANTAGGI VOLUME E PESO RIDOTTI NEL MOTO ROTATORIO BUON COMPORTAMENTO DINAMICO CARATTERISTICHE STATICHE LINEARI E FLESSIBILI REALIZZAZIONI IN UN CAMPO DI POTENZA MOLTO AMPIO AMPIE ESCURSIONI DELLA VELOCITÀ ELEVATO RENDIMENTO ENERGETICO DISSIPAZIONI ANCHE NEL FUNZIONAMENTO A VUOTO SMALTIMENTO DELLA POTENZA DISSIPATA DIFFICILE A BASSA VELOCITÀ LIMITATO RAPPORTO PESO/POTENZA MOLTO LIMITATA NECESSITÀ DI MANUTENZIONE VANTAGGI E SVANTAGGI DEI MOTORI ELETTRICI 6 ATTUATORI ATTUATORI PNEUMATICI VANTAGGI SVANTAGGI ADATTO A FUNZIONARE IN AMBIENTI PERICOLOSI RICHIEDONO UNA SORGENTE DI ALIMENTAZIONE DI ARIA COMPRESSA POCO SENSIBILI ALLE VARIAZIONI DELLA TEMPERATURA AMBIENTALE POCO COMPATTI CARATTERISTICHE STATICHE LINEARI E FLESSIBILI FENOMENI DI ATTRITO E DI COMPRIMIBILITÀ DELL’ARIA RENDONO DIFFICILE IL CONTROLLO BUON RAPPORTO PESO/POTENZA PARTI MECCANICHE SOTTOPOSTE A FENOMENI DI USURA BUON RAPPORTO COSTO/PRECOMPORTAMENTO DINAMICO NON STAZIONI MOLTO RAPIDO ALIMENTAZIONE CON UNA SOLA LINEA SCARSA PRECISIONE NEL RAGIDONEO PER MOVIMENTAZIONI DI GIUNGIMENTO DI UNA POSIZIONE PRESTABILITA POTENZA LIMITATA VANTAGGI E SVANTAGGI DEGLI ATTUATORI PNEUMATICI 7 ALIMENTAZIONE PRIMARIA RETEMOTORE DI ALIMENTAZIONE RETE MOTORE POMPA ATTUATORI A COMBUSTIONE INTERNA TRIFASE DI ARIAASINCRONO COMPRESSA SERBATOIO ALIMENTAZIONE ELETTRICA DISPOSITIVO DI COMANDO VALVOLA LINEARE ATTUATORE LINEARE CARICO ELETTROVALVOLA AMPLIFICATORE SEGNALE DI COMANDO DELLA VALVOLA SCHEMA FUNZIONALE DI UNA MOVIMENTAZIONE 8 ATTUATORI ALLA CAMERA 1 DELL’ATTUATORE ALLA CAMERA 2 DELL’ATTUATORE MISURA DELLA POSIZIONE DELLO STELO SPOSTAMENTO DELLO STELO V1 AL SERBATOIO V2 DISPOSITIVO DI COMANDO DELLA VALVOLA DALLA POMPA OTTURATORE STRUTTURA DI UNA ELETTROVALVOLA 9 ATTUATORI GUADAGNO E RAPIDITÀ DI RISPOSTA ELEVATI DINAMICA SECONDARIA MOLTO RAPIDA SEMPRE PRESENTE A CAUSA DELLA COMPRIBILTÀ DELL’OLIO E DELLA ELASTICITÀ DELLE CONDUTTURE DI CONNESIONE FENOMENI NONLINEARI NON TRASCURABILI E DIFFICILMENTE MODELLABILI ATTRITO DI PRIMO DISTACCO, ATTRITO STATICO, FENOMENI DI ISTERESI SEMPRE PRESENTI CON CARATTERISTICHE VARIABILI ELETTROVALVOLE E ATTUATORI SOTTOPOSTI AD USURA POSSIBILITÀ DI INNESCO DI CICLI LIMITE DI ENTITÀ RILEVANTE E A FREQUENZA ELEVATA DOVUTE ALLE NONLINEARITÀ E ALLE VARIAZIONI DEI PARAMETRI PECULIATITÀ DEGLI ATTUATORI IDRAULICI 10 spostamento portata portata portata ATTUATORI spostamento DIFFERENTI FORME DI UN OTTURATORE spostamento 11 ATTUATORI ATTUATORE A SINGOLA CAMERA ACCUMULATORE OLIO GAS INERTE DALLA ELETTROVALVOLA OLIO ATTUATORE A DOPPIA CAMERA OLIO DALLA ELETTROVALVOLA ALLA CAMERA 1 ALLA CAMERA 2 DELLA ELETTROVALVOLA ACCUMULATORE ED ATTUATORI 12 ATTUATORI ATTUATORE PER SERVOVALVOLA spostamento ARIA IN PRESSIONE ATTUATORI PNEUMATICI ARIA IN PRESSIONE PREMISTOPPA ALL’OTTURATORE spostamento SOFFIETTO 13 ATTUATORI ATTUATORE PNEUMATICO POSIZIONATORE CORPO VALVOLA ATTUATORI PNEUMATICI CON POSIZIONATORE 14 ATTUATORI ATTUATORI PNEUMATICI CON POSIZIONATORE 15 ATTUATORI ATTUATORI PNEUMATICI CON POSIZIONATORE 16 ATTUATORI ATTUATORI PNEUMATICI CON POSIZIONATORE 17 ATTUATORI ATTUATORI PNEUMATICI CON POSIZIONATORE 18 ATTUATORI La decisione sulla forma di energia più adatta e economica per la realizzazione di un attuatore nell'industria, dipende da molti fattori diversi. La seguente tabella offre un quadro complessivo delle varie possibilità di impiego, costi, così come pregi e svantaggi delle varie forme di energia. Pneumatica Idraulica Elettrica Disponibilità di energia ++ Capacità di accumulo +++ Trasporto di energia ++ Forza movimento lineare ++ Coppia movimento rotativo ++ Sovraccarico +++ Movimento lineare +++ Movimento rotatorio ++ Movimento oscillatorio ++ Consumo di energia in stato di riposo+++ Regolazione della forza +++ Regolazione della velocità ++ Costi di energia ++ Influenza della temperatura ++ Trafilamenti, rischi di incidente + + + + +++ ++ +++ +++ ++ ++ + +++ +++ + o o ATTUATORI PNEUMATICI CON POSIZIONATORE +++ o +++ + +++ o o +++ o + + + +++ +++ o 19 FINE DELLA LEZIONE 6 16 MAGGIO 2007
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