Powered By Blogger

الأحد

الطرق المختلفة للتحكم فى الأنظمة الهيدروليكية

Types Of Fluid Power Control are :
1.Closed-Loop Control
2.Open-Loop Control
3.Electrical Control Systems
4.Fluid Logic Control
5.Programmable Logic Control (PLC)

نظام التحكم بالدوائر المغلقة Closed-Loop Control
هى إحدى أنظمة التحم والتى تستخدم نظام التغذية الراجعة Feed Back  وهذا يعنى أن حالة خرج النظام تقارن بطريقة أتوماتيكية مع إشارة الدخل أو الأوامر المطلوب تنفيذها من النظام ويتم ذلك بواسطة Feed Back Transducer وعند حدوث اختلاف بين إشارة الدخل (أوامر التشغيل ) وإشارة التغذية الراجعة (Feed Back) يتم اتخاذ إجراء الهدف منه تصيح خرج النظام .
وهذا النظام الذى يستخدم الدوائر المغلقة للتحكم يعرف باسم Servo System  والصمامات التى تتحكم فى اتجاه المشغلات تعرف باسم Servo Valves  .

نظام التحكم بالدوائر المفتوحة  Open-Loop Control
يستخدم النظام المفتوح للتحكم حيث لا يستخدم التغذية الراجعة وتقييم الخرج من النظام الهيدروليكى و يعتمد النظام فى هذه الحالة على طبيعة الصمامات و المعدات الهيدروليكية المستخدمة والمتابعة الدائمة للنظام .
معظم الدوائر الهيدروليكية يتم التحكم فيها بواسطة الأنظمة المفتوحة التى لا تعتبر طريقة معقدة مثال أنظمة التحم بالدوائر المغلقة حيث أن أى خطأ بالنظام فى الدوائر المغلقة يؤدى إلى تعقيد فى عملية التحكم مثال على ذلك التسريب الذى قد يحدث نتيجة خلل فى موانع التسريب Seals  والقيمة التى يعتمد عليها النظام من الضغط ودرجة الحرارة .
و أيضا مثال على سبيل المثال :
تقل لزوجة الزيت مع ارتفاع درجة الحرارة وهذا يؤدى الى سهولة تسريب الزيت مع موانع تسريب الزيت بالمضخة التى بدورها تعمل على تقليل سرعة المشغل مثلا تقليل سرعة الموتور الهيدروليكى : وفى نظام التحكم بالدوائر المغلقة يقوم التاكوميتر و الخاص بقياس السرعة الدورانية .
بإرسال إشارة إلى وحدة التحكم المغلق بأن سرعة الموتور الهيدروليكى قد انخفضت و تستشعر و حدة التحكم مقدار الانخفاض بالسرعة لكى تقارن السرعة المقاسة فعلا و السرعة المطلوبة و ترسل إشارة بالفارق بين السرعتين للتحكم عن طريق Servo Valves لزيادة سرعة المشغل (الموتور الهيدروليكى ) فى هذه الحالة يتم زيادة كمية الزيت الموجهة إلى المشغل بهدف زيادة سرعته . 

نظام التحكم الكهربى Electrical Control Systems
 هذا النوع من التحكم فى الطاقة المنتجة بواسطة المائع يعتمد أساسا على تفاعل نظام التحكم الهيدروليكى أو النيوماتيكى مع التنوع الواسع فى عناصر التحكم الكهربى مثل المكونات الكهربية
مفاتيح الضغط Pressure Switch  , مفاتيح نهاية المشوار Limit Switch
الريليهات , والكونتاكتورات و أيضا الملفات الكهربية التى تتحكم بدورها فى صمامات التحكم الهيدروليكية التى تؤثر مباشرة على حركة المشغلات.
ونجد أن فى مجال الطائرات أو المعدات الهيدروليكية المتحركة أن التحكم الكهربى فى النظام الهيدروليكى يعطى امكانبات متميزة للنظام الهيدروليكى وذلك بمجرد الضغط على مفتاح كهربى ليبدأ عمل نظام هيدروليكى متكامل غاية فى التعقيد مع الدقة المتناهية . 

نظام التحكم المنطقى المائعى Fluid Logic Control
 يتميز هذا النوع من التحكم أن نظم قوى الموائع قد تداخلت مع التحكم بواسطة البوابات المنطقية Logic Gates  ويسمى هذا النظام بنظام التحكم المنطقى للاجزاء المتحركة أو Moving Part Logic (MPL)  وذلك كبديل عن استخدام نظام التحكم بالإشارات الكهربية و يعتمد بصورة كبيرة على الحساسات و التحكم المنطقى باستخدام البوابات المنطقية .   .(AND/NAND-OR/NOR-FLIPFLOP)

التحكم المنطقى المبرمج Programmable Logic Control (PLC)
هذا النوع من التحكم و هو التحكم بطريقة الدوائر المنطقية القابلة للبرمجة حيث تتحكم أصلا فى طريقة عمل النظام الهيدروليكى أو النيوماتيكى و أصبح من الشائع جدا فى الوقت الحالى استخدام ال plc حيث يعتمد هذا النظام على جهاز الكمبيوتر و برنامج ال plc   كعامل وسيط بين العنصر البشرى و الآلة المراد التحكم فيها و يتم كتابة برنامج التحكم على جهاز الكمبيوتر المخصص لهذا الغرض ليحدد أداء مجموعة الوظائف المنطقية مثل :
(AND&-OR >= - NOT –FILPFLOP )  للتحكم فى العمليات المختلفة على المعدات الصناعية و على سبيل المثال يعمل برنامج ال PLC  فى تشغيل خط انتاج بالكامل فى ظروف صناعية قاسية مثل ارتفاع درجة الحرارة و الرطوبة و الأتربة مما يصعب معه و جود العنصر البشرى على خط الأنتاج .
و بما أن برنامج التشغيل عبارة عن SOFTWARE لذا يسهل تغيير البرنامج أو التعديل فيه عند الرغبة فى تعديل أداء خط الإنتاج .

تطبيقات علم الهيدروليك فى الحياة العملية


من العسير أن نجد الآن مصنعا للصلب أو الدرفلة دون أن يكون مجهزا بمعدات هيدروليكية بشكل مكثف .
وفيما يلى أمثلة لبعض المعدات التى يتم تشغيلها هيدروليكيا :
  •        منصات الرفع
  •        الأذرع المتأرجحة
  •         خطوط التغذية ونقل المنتجات
  •        المناضد القلابة
  •        المجارى والقنوات
  •        ضبط الدرافيل
  •       أجهزة الفرز والنقل
  •        احتياجات الحركة فى خطوط التبريد


خط أوتوماتيكى بالكامل لقطع الشرائط فى ماكينة طبع القلب 

حيث تصل السرعة الخطية للشريط إلى حوالى 100 m/min   
الهيدروليكا  لآلات الورش 
تتميز نظم التحكم الهيدروليكى فى الوقت الحاضر بالدقة العالية، ويمكن حتى فى معدات الإنتاج المعقدة أن نصل إلى التنفيذ الأمثل لكل عملية من عمليات المعدة ، باستخدام أنظمة هيدروليكية تم اختيارها وتجربتها .

ماكينة تجليخ سطحى بأربع محطات / اتجاهى حركة ، لتشطيب أسطح تروس مشكلة بالبثق على البارد .
تضم الماكينة وحدتى تحكم ، إحداهما لاحتواء وإمساك قطعة الشغل ، والأخرى لمنضدة دائرية ، وهما يعملان هيدروليكياً .
 
الهيدروليكا  للمكابس
مكبس حزم البالات لتحويل هياكل السيارات الخردة إلى بالات معدنية صغيرة .
تتم عملية الكبس بأسرها هيدروليكياً ، وتتضمن ثلاثة مراحل :
1.   التغذية والقطع .
2.   الضغط الرأسى .
3.   الضغط الأفقى وطرد البالات إلى وسيلة النقل  .

مكبس تشكيل بالحدادة قوة
(12000 Mp) 120 MN
استخدام الهيدروليكا جعل حل مشاكل التحريك والتحكم والأمان سهلاً .
يمكن باستخدام الهيدروليكا ضمان الأمان التام للأشخاص والمعدات ، على الرغم من القوى الضخمة التى يتم التعامل معها .

الهيدروليكا  لماكينات التشغيل  بالضغط  والحقن
عندما تقوم باستخدام التليفون ، أو رفع قارورة سائل تنظيف ، أو مراقبة طفل يلعب بلعبة من البلاستيك ، فإننا نادراً ما نفكر فى الماكينة التى تنتج أغلب السلع التى تملأ المنزل الحديث .


وفى ماكينات التشكيل بالحقن هذه ، تتراوح القوى اللازمة للغلق بين 20 t و 280 t ، ويتوقف ذلك على حجم الماكينة بالطبع .
ويتنوع إنتاج الماكينة الواحدة ، من أكواب البلاستيك إلى التروس مثلاً ، ويتوقف ذلك على التشكيل المستخدمة .
 

الجمعة

التحكم الهيدروليكى Hydraulic Control

التحكم الهيدروليكى هو عملية نقل القوة والحركة و التحكم فيها بواسطة سائل , ومن الشائع استخدام الزيوت المعدنية لهذا الغرض . 

 ويمكن تقسيم علم ميكانيكا الموائع Fluid Mechanics الى فرعيين رئيسيين : 

* الهيدروستاتيك Hydrostatic : ميكانيكا السوائل الساكنة 
مثال ذلك هو انتقال القوة فى سائل ساكن . 
* الهيدروديناميك Hydrodynamic : ميكانيكا السوائل المتحركة 
مثال ذلك تحول الطاقة الهيدروليكية الى طاقة ميكانيكية أثناء انسياب السائل فى توربينات محطات توليد الطاقة الهيدروكهربية .

والشكل التالى يوضح أشكال الطاقة و أماكن تحولها فى الدائرة الهيدروليكية : 


ويعتبر النظام الهيدروليكى وسيلة لنقل الطاقة و بالاضافة للهيدروليك يوجد وسائل أخرى لنقل الطاقة منها على سبيل المثال و ليس الحصر : 
النظم الميكانيكية : (تروس - أعمدة - سيور .... الخ)
النظم الكهربية : ( محرك دوار المجال - محرك خطى - محرك عزم ادارة ... الخ )
النظم الالكترونية : (مكبر - عناصر تحويل الكترونية ... الخ )
النظم النيوماتيكية : تماثل الهيدروليك غير أن الهواء هو الذى يستخدم كوسيلة لنقل الطاقة . 
وتتميز النظم الهيدروليكية عن النظم الأخرى سواء فى التشغيل أو التحكم فى نواحى متعددة و منها : 
- كبر القوى (عزم الادارة) المتاحة مع صغر حجم النظام .
- موائمة الأحمال الخارجية تلقائيا.
- امكانية تحقيق تغير تدريجى(تحكم أو تنظيم ) فى السرعة أو العزم أو القوة ... بأيسر السبل .
- امكانية التحكم فى الحركات السريعة و كذلك البطيئة أو الحركات الدقيقة.
- سهولة الحماية ضد الحمل الزائد .
- السهولة النسبية لاختزان الطاقة عن طريق المركم الهيدروليكى 
hydraulic accumulator .
- التزييت الذاتى للمكونات .

علم الهيدروليك

قبل أن نمعن النظر فى تفاصيل علم الهيدروليك علينا أولا تعريف مايعنيه مصطلح هيدروليك hydraulic 
((  كلمة هيدروليك مشتقة من أصل اغريقى هو هيدرو بمعنى مياه ومن المعتاد أن يشمل هذا المصطلح كل ما ينتمى الى المياه أو الى السوائل بوجه عام . ))

******************************* 

نظام الهيدروليك  Hydraulic System

سبحان الله العظيم علم الإنسان ما لم يعلم …. تخيل وأنت تقف بجانب هذه الطائرة العملاقة …انك تستطيع إنزال عجلاتها بضغطه من إصبعك ….أو تحرك ذيلها المهيب بيدك يمنة ويسره ….بكل يسر وسهوله ….ما السبب ؟

انه سر الهي أودعه الله سبحانه وتعالى في السوائل …. نعمهل شاهدت يوما مياه الفيضانات كيف تحمل السيارات والمنازل والكباري مثل اللعب الصغيرة فتقذفها يمنة ويسره كالقشة الصغيرة …. إنها قوة ضغط السائل أو ما يسمى بالهيدروليك Hydraulic Power. 

ولتوضيح ذلك دعونا نأخذ مثال توضيحى ... تطبيقات علم الهيدروليك فى الطائرات

قوة الهيدروليك Hydraulic Power
أجزاء الطائرة العملاقة تحركها عضلات الطائرة القوة الهيدروليكية ...تحرك الذيل Stabilizer ...عجلات الهبوط Landing Gear...Elevators …Spoilers…Ailerons …Rudder …Engine Thrust Reversers …ENG Cowling .... بإصبعك تحرك أيا من هذه الأجزاء فتكون طوع بنانك
كيف تعمل قوة الهيدرولك
نضغط سائل الهيدرولك بواسطة طلمبات ...Hydraulic pumps ...فيصبح قوه هائلة تتعدى 3000 PSI نمررها عبر أنابيب إلى مواطير تحريك الأجزاء
Power Control Units ...PCU ...فيقوم بتحريك الجزء المراد حسب توجيه سائل الهيدرولك المضغوط من خلاله .... وحسب اتجاه المحابس المتحكمة بالاتجاه.
تعدد أنظمة الهيدرولك ....وتسمياته
نظام الهيدروليك مقسم إلى أكثر من نظام متعدد تحمل مسميات باختلاف أنواع الطائرات ... بعضها تستخدم أرقام HYD SYS 1 ....HYD SYS 2 ....3....4.....والأخر بالحروف HYD SYS A ....HYD SYS B
وكل نظام منفصل تماما عن الأخر ....ويغذى مواطير تحريك الأجزاء PCU S ...أكثر من نظام للحماية في حال فشل احد انظمه الهيدرولك أو تعطل فيقوم النظام الأخر بأداء المهمة ...
- مكونات نظام الهيدروليكي ...

سائل الهيدرولك Hydraulic Oil

وهو عبارة عن زيت مخصوص للقوه ويتحمل درجات ضغط عاليه جدا دون أن يتبخر أو يسخن ... لونه احمر ورائحته نفاثة.... وملمسه يلهب الأيدي .... وحارق عند ملامسته للعيون... أو الجلد الحساس...
تحذير
تجدر الإشارة إلى انه في حال وصول سائل الهيدروليك ...وملامسته العين ... فانك ستحس بألم شديد في عينيك ولن تستطيع الرؤية .... فلا تتحرك من مكانك ... لكي لا تسقط أو تصطدم بشيء ... واصرخ بأعلى صوتك طلبا للمساعدة ودع احد زملائك يأخذك إلى المغسلة ....واسكب على عينيك الماء البارد ...ولنتيجة أفضل وأسرع لزوال الحرقان خذ كوبين صغيرين ... وأملاها حليبا .... نعم حليب Milk .... فسترى نتيجة مدهشه وسريعة عند استعمال الحليب لغسل عينيك عند التهابها بسائل الهيدرولك
طلمبات توليد هيدرولك المحركات Engine Driven Pump EDP
على كل محرك يوجد طلمبة توليد قوة هيدرولك ... تقع أسفل المحرك مثبته على الـ Gearbox ...بواسطة Shaft ... وعند بدء دوران المحرك Gearbox ...تعمل هذه الطلمبة وتولد قوه هيدرولك فورا وبالإمكان التحكم بها من خلال زر في كبينة القيادة على HYD CONT PNL لتشغيلها أو فصلها حسب الحاجة ...
و هذه الطلمبات لها حماية حرارية من خلال حساس حراري يقوم بإرسال إشارة تحذير إلى اللكبينه Ovht Light ... وفى حال عدم تصرف الطيار يقوم بفصلها أليا عند وصول الحرارة داخل الـ Pump ...إلى C124 درجه سليسيوس
وأيضا لهذه الطلمبات حماية ضغط من خلال قياس فارغ الضغط Differential Presser ... وبإتباع نفس أسلوب التحذير للطيار لإجراء اللازم أو تفصل تلقائيا
طلمبات توليد هيدرولك الهوائية ....Air Driven Hydraulic Pump ADP
وتوجد عادة على الـ Pylon .. اعلي المحرك وتستخدم الهواء القادم من المحرك لتحريكها ومن ثم ضغط سائل الهيدرولك لتوليد الطاقة الهيدروليكية ....ويتم التحكم بها من خلال زر على Hyd Cont Panel
ولها نظام حماية للحرارة واختلاف الضغط مثل EDP ....لحمايتها من التلف حال حصول خلل
طلمبات توليد الهيدروليك الكهربائية Electric Hydraulic Pumps
وتوجد في مقصورة الآلات HYD SERVICE Center ... أو في بيت العجلات ....Landing Gear Area .... وهى عبارة عن ماطور يدور بالكهرباء يحرك طلمبة الهيدرولك فيولد قوه هيدروليكية ويتحكم بها من خلال أزرار على Hyd Cont Pnl.....في الكبينة
وله نظام حماية للحرارة وفرق الضغط مثل الطلمبات السابقة
طلمبة هيدرولك الطوارئ RAT ...Ram Air Turbine
وهذه تقع أسفل الجناح وتنزل للطوارئ وهى عبارة عن مروحة كبيره تدار بالهواء الطلق الذي يمر أسفل الجناح فيولد دورانها حركه ميكانيكيه .... تدير طلمبة الهيدروليك فتولد الطاقة الهيدروليكية .... وتستخدم عند فشل الطلمبات السابقة أو معظمها حسب حالة الطوارئ التي يقررها الطيار
طلمبات تحويل القوه Power Transfer Units
وهذه الطلمبات... هي في الحقيقة موتر يحول حركة الضغط من نظام إلى أخر بدون خلط زيت الهيدرولك وتقع في HYD Service Center ….Wheel Wills.....وهى ميكانيكيه بحته....


هنا أعزائي عرفنا كيف نولد الطاقة الهيدروليكية .....وفيما يلي سنتعرف إلى باقي أجزاء نظام الهيدروليك


خزانات حفظ زيت الهيدرولك Hydraulic Reservoir
وتقع في HYD Service Center .....أو في Landing Gear Area....Wheel Will
ويوضع بها زيت الهيدرولك ... ويجب أن لا ينقص عن معيار معين....ويوجد حساس قياس Quantity Transmitter.... يرسل إشارة إلى عداد قياس الكميه في الكبينة على... HYD CON PNL
أيضا يوجد عليه حساس للحرارة .... وأخر لقياس الضغط ....تبعث إشاراتها إلى لمبات تحذير وعداد قياس الضغط
حافظة الضغط للفرامل HYD Accumulators
وتقع حول خزانات زيت الهيدرولك ....وتحفظ ضغط هيدروليكي للبريكات الفرامل ....خاصة في حال الطوارئ
مواسير الهيدروليك Hydraulic Lines
وتنقسم إلى نوعين .....نوع للزيت المضغوط Presser line .....والأخر للزيت الراجع Return Lines .....
المصفيات Filters الفلاتر
يوجد نوعين من الفلاتر بالنظام
الأول Presser Filters ....وتقع بعد طلمبة الضغط HYD Pumps ...
والثاني فلاتر الزيت الراجع Case Drain Filter .....وتقع قبل الخزان HYD Reservoir
وفائدة الفلاتر ... لتنقية الزيت من الشوائب لحماية الطلمبات ومواطير التحريك .... أيضا للاستدلال على صلاحية طلمبات الهيدروليك HYD Pumps Condition ....خاصة عند حدوث حرارة ...وأعطال...فإذا وجدت براده حديديه في الفلتر فذلك يدل على أن HYD Pump ....حدث لها عطل وتحللت بسبب الاحتكاك...الخ
الحساسات ....Transmitters …Sensors
كما تم الحديث أعلاه ...كلا في موقعه ....يوجد HYD Oil QTY Transmitter .. لكل خزان لكل نظام يوجد حساسات الحرارة TEMP Sensors ...لكل نظام...على الطلمبات ....والخزانات.
يوجد حساسات لدرجة الضغط HYD Presser Sensors...لكل نظام...وكل مصدر لتوليد القوه
عدادات Indicators
يوجد عدادات للكمية Quantity Indicators ... في الكبينة ....وأعلى كل خزان Reservoir
يوجد عدادات لقياس الضغط في الكبينة .....وأيضا بجانب كل Reservoir
لمبات أضاءه Light Indicators
يوجد لمبات تحذير .... للحرارة Overheat.... ضغط منخفض Low Presser ....