Pozitionatoare digitale pentru actuatoarele cu putere fluida

Servomotoarele pneumatice și hidraulice acționează de regulă cu amortizoare, supape de curgere, controale de vid și alte dispozitive în nenumărate aplicații de proces. Cu toate acestea, poate exista un decalaj important de performanță între poziționatorii convenționali cu buclă deschisă și poziționatorii digitali cu buclă închisă folosiți în astfel de sarcini. Problema, a explicat Ed Steutermann, președintele KyTronics, Prospect, Ky., Este că controlerele cu buclă deschisă aplică o singură comandă de control. Fără beneficiul feedbackului, utilizatorul poate asuma doar rezultate exacte, deoarece nu există nicio asigurare că efortul de control are efectul dorit.

În schimb, controalele cu buclă închisă asigură fluxul continuu de informații precise într-o buclă de feedback de la senzorul procesului la transmițător, controler și actuator și înapoi. Cu acești poziționari, această secvență de „măsură-decizie-acționare” începe în momentul în care o variabilă controlată se schimbă și nu se oprește până când este îndeplinită condiția de proces dorită, a spus Steutermann.

Pozitionatorii digitali cu buclă închisă KyTronics controlează actuatoarele pneumatice și hidraulice rotative sau liniare, cum ar fi cilindrii sau operatorii cu diafragmă. (De asemenea, pot fi utilizate cu actuatoare electromecanice.)

În aplicațiile pneumatice, de exemplu, ele folosesc electrovalve externe, de joasă tensiune, pentru a controla fluxul de aer către actuator. Astfel se elimină came, arcuri, robinete clapete și orificii care provoacă probleme de întreținere în poziționatoarele electropneumatice convenționale. Un modul electronic compară semnalele de control și de poziție și, în caz de nepotrivire, deschide supapa electromagnetică pentru a alimenta debitul și a muta rapid actuatorul în poziția de referință. Aceasta duce la o performanță fiabilă, deoarece arborele de acționare se deplasează întotdeauna în aceeași poziție ca răspuns la același semnal, nu la o poziție de echilibru a forței ca în poziționatorii convenționali. Astfel, poziționatorii KyTronics nu sunt afectați de condiții adverse, cum ar fi „interacțiunea” în actuator sau variația presiunii aerului.

În schimb, poziționatorii cu buclă deschisă sunt regulatori proporționali în care se deschide o supapă glisantă proporțional cu o schimbare a semnalului. Mișcarea actuatorului nu începe decât până când sângerează suficient aer în actuator pentru a atinge forța de rupere. Acest lucru poate duce la întârzieri vizibile, înclinare a semnalului controlului, depășire și oscilație - toate acestea pot afecta performanța sistemului.

Posibilitatea de a atinge și bloca rapid poziția specificată, de asemenea, prezintă un avantaj în aplicațiile hidraulice. Acest lucru se datorează faptului că poziționatorul împiedică mișcarea arborelui actuator, în ciuda schimbărilor dinamice (de obicei presiune) din cauza fluxului de fluid în sistem. Pe de altă parte, poziționatorii convenționali pot lăsa poziția valvei să se abată de la cea prevăzută ca răspuns la forțele externe.

Un element cheie de feedback este senzorul. Un codificator magnetic, necontact, atașat la arborele de acționare oferă un semnal digital de poziție digitală pentru a controla funcționarea cu buclă închisă, a spus Steutermann. Dispozitivul folosește senzori discrete cu efect Hall într-un tablou de pe o placă de codificare. Un braț de măturare magnetică răspunde la mișcarea arborelui și se deplasează peste matrice pentru a genera un semnal binar unic pentru fiecare creștere a mișcării. Senzorii sunt aproape imuni la șoc, iar semnalele nu derivă din cauza uzurii sau a temperaturii, ceea ce elimină efectiv necesitatea recalibrării în funcționare normală. În mod similar, semnalele de poziție de la traductoarele liniare pot fi utilizate pentru a rula dispozitive precum cilindrii de putere.

Un alt beneficiu este faptul că lichidul de funcționare nu intră în poziționări, astfel încât praful sau apa să nu funcționeze. Aceasta diferă de poziționatorii convenționali care necesită o sângerare continuă de aer pentru funcționare, chiar și atunci când poziționatorul nu mișcă un actuator. (Aerul scurs este extras din antetul de aer comprimat al instalației, trece printr-un poziționar tipic și se evacuează în atmosferă.) Aceasta crește costurile de operare. În plus, astfel de poziționatori au elemente electronice, mecanice și pneumatice care interacționează. Aerul scurgut conține apă, ulei și murdărie care pot îngreuna aceste elemente și necesită întreținere.

KyTronics oferă două modele de poziționare de bază. Modulul DLA poate fi montat de la distanță (până la 2.000 ft de supapă) pentru a evita supunerea electronică la vibrații, temperaturi extreme și medii dure sau periculoase. DLA afișează poziția valvei, confirmarea faptului că actuatorul funcționează corect și o înlocuire manuală pentru a ocoli semnalul de control. Modulele MCDLU se montează pe supapă cu codificator și electronice adăpostite în aceeași incintă.

Poziționatorii pot regla și monitoriza direct actuatoarele de la distanță, precum și supapele, cu sau fără un controler de proces. Programele stocate oferă răspunsuri care pot fi selectate în câmp, cum ar fi deschise în lipsă sau închise la semnal sau pierdere de energie, precum și răspunsuri personalizate, inclusiv întinderi parțiale și intervale divizate. Configurația și calibrarea sunt rapide și simple.

Repetabilitatea este de ± 0,5%, temperatura de operare este cuprinsă între -50 și 300 ° F, iar dispozitivele necesită o putere de 12-24 Vcc sau 120/240 Vac.

Unitățile DLA și MCDLU sunt folosite de mai bine de 15 ani într-o varietate de setări solicitante. Cele mai multe unități originale, a spus Steutermann, sunt încă în uz. Modelele DLA sunt deosebit de potrivite pentru condiții accidentate, deoarece aparatele electronice sensibile sunt amplasate în zone ostile sau incomode, cum ar fi în locațiile de acționare a supapei / amortizorului greu accesibile. Numai codificatorul este pe actuator. De exemplu, mai mulți au folosit amortizoare cu aer cald într-o fabrică de laminare din oțel la temperaturi mult peste 100 ° F. Semnalul de poziție se transmite unei telecomenzi situate la peste 300 de metri distanță. Procesorul DLA are, de asemenea, capabilități de diagnostic pentru a alerta și identifica problemele de poziționare sau de sistem. Alte aplicații tipice includ utilizarea în mașinile de cusut și fabricarea țigaretelor alimentate cu vid.