Aplicaciones del regulador de presión proporcional

Las válvulas proporcionales neumáticas y la tecnología de control neumático existen desde hace mucho tiempo. Los ingenieros y diseñadores utilizan las válvulas para controlar el flujo de líquidos y gases dentro de sus sistemas. El control del flujo es el aspecto más importante de las válvulas, y sin él se producirían fallos en las máquinas. La industria de la automatización está aportando muchos avances en el control de las válvulas neumáticas e incorporando muchos sistemas de producción que utilizan el Internet de las cosas (IoT). La industria está utilizando sistemas en red, válvulas inteligentes y construcciones unificadas para llevar la tecnología al siglo XXI. A medida que la evolución de la tecnología continúa, válvulas neumáticas proporcionales y válvulas de control siguen incorporando sensores, interfaces de bus de máquina y complejas funciones de control digital que los hacen ideales en los sistemas emergentes impulsados por el IoT, y que conforman un regulador de presión proporcional neumático moderno.

La evolución de la tecnología de control de válvulas proporcionales

Al principio, el control de los actuadores neumáticos se realizaba mediante un cableado discreto, con cada dispositivo conectado a un solenoide y activado por separado. La instalación de este sistema era costosa y requería mucho tiempo. Además, requería una gran cantidad de bloques de salida en el controlador lógico del sistema. Una solución más manejable llegó con la creación de válvulas de colector enchufables conectadas al controlador con un único conector multipolo. Este pequeño paso inició el proceso de reducción del cableado para el control. Estas válvulas distribuidoras ayudaron a reducir los costes de mano de obra y de las piezas, pero no incorporaban información de retorno u otra información operativa en el accionamiento de la válvula. Para obtener esa información era necesario cablear sensores paralelos a través de bloques para medir la presión y el ciclo de los cilindros.

A medida que los sistemas se fueron automatizando, se implementó la conectividad de los buses de campo utilizando diferentes protocolos como ejes centrales. Las válvulas neumáticas empezaron a utilizar tanto el bus de campo como las interfaces de E/S para ofrecer paquetes completos de válvulas neumáticas más versátiles y fáciles de integrar con plataformas de automatización más inteligentes. Lo que todo esto significa es que estos avances, combinados con materiales más ligeros, permiten colocar los colectores de válvulas más cerca de las válvulas que controlan. Esto disminuye la cantidad de tubos necesarios para conectar las válvulas y los cilindros y detecta posibles fugas en el sistema. Los avances en el control de válvulas neumáticas seguirán reduciendo los costes, la ineficacia y los errores en el proceso de fabricación.

Válvulas proporcionales neumáticas más inteligentes y regulador de presión proporcional

Uno de los mayores retos es la recopilación de datos de los dispositivos en tiempo real. Los operadores del sistema necesitan saber cómo está funcionando la máquina al segundo. Poder encontrar y analizar los datos del sistema es importante para la funcionalidad del mismo. Con la aplicación de nuevas redes de sensores inteligentes de bajo coste, como los enlaces IO, es posible recopilar datos de las válvulas neumáticas en tiempo real. La recopilación garantizada de datos aumenta el control y mejora el rendimiento general. Una nueva clase de válvulas incorpora microsensores integrados para controlar la presión y el caudal. Los datos de los sensores ofrecen nuevas oportunidades de control adaptativo que no eran prácticas antes de la revolución digital. Las válvulas neumáticas habilitadas para IoT tienen ahora características y tecnología que proporcionan un nuevo nivel de control de precisión para los actuadores y las armaduras. Gracias a una electrónica más avanzada en los módulos de control de válvulas, los colectores de válvulas pueden incorporar un controlador proporcional integral derivado para aplicaciones de posicionamiento neumático. Aplican automáticamente una corrección de la función de control sensible y precisa. Esto no era posible hace unos años, pero ahora se ha convertido en algo inestimable para el sector de la fabricación.

Regulación de la presión proporcional

Los avances en el rendimiento y la versatilidad de las válvulas dieron un gran paso adelante con la integración de las capacidades de control electroneumático en el colector de válvulas. Una válvula básica es una simple válvula de control direccional. Se envía una señal eléctrica para cambiar el carrete de la válvula, y el aire se dirige hacia fuera de un puerto. Las válvulas reguladoras de presión electroneumáticas pueden proporcionar un rango de presiones hacia arriba y hacia abajo en una escala lineal basada en las señales de entrada. Las versiones analógicas originales cambiaban la presión basándose en una escala de señales analógicas. Proporcionaban una presión de salida lineal al cilindro en función de la señal. Las capacidades que ofrecen las válvulas digitales y la conectividad del bus de campo hacen que el control electroneumático de la presión dentro del sistema sea más sofisticado. Este nivel avanzado de control eleva el valor y la versatilidad de la neumática para una amplia gama de sistemas automatizados. Permite un control más preciso del movimiento en el proceso de producción. Los reguladores de presión electroneumáticos, también conocidos como reguladores de presión proporcional, combinados con un avanzado colector de válvulas con bus de comunicaciones integrado, optimizan los procesos de soldadura por difusión con una presión controlada dinámicamente que puede adaptarse con precisión a la aplicación. Al mismo tiempo, la inteligencia integrada en el colector supervisa y documenta todas las funciones de la válvula, controlando las pinzas para un mayor nivel de control de calidad y seguimiento del proceso.

Mejora de la supervisión y el control con un regulador de presión proporcional

Uno de los objetivos de la fabricación con IoT es un control más sofisticado de cada paso del proceso de producción. Por ejemplo, los operarios de las máquinas que construyen componentes para automóviles necesitan conocer la fuerza, la presión y la posición exactas de un cilindro que acciona un actuador que presiona un rodamiento en un alojamiento. Necesitan que esa secuencia esté documentada para saber que, miles de piezas después, se fabricó con la misma precisión que la primera pieza que salió de la línea. Cualquier desviación en los puntos de datos generados por los componentes neumáticos a medida que funcionan cuenta una historia. Puede indicar problemas con la válvula o el actuador. También puede indicar otros problemas, como la pérdida de presión en el sistema de suministro de aire, rodamientos fuera de tolerancia o válvulas que sucumben a la degradación del sello. La inteligencia incorporada a la tecnología de válvulas neumáticas de última generación ofrece nuevas oportunidades para este tipo de supervisión, recopilación de datos y control. Si una válvula tiene una clasificación para proporcionar una vida útil adecuada de 120 millones de ciclos, cuando llega a 100 millones de ciclos, un sistema de mantenimiento predictivo bien diseñado puede capturar y utilizar esos datos para realizar una inspección de diagnóstico o generar una solicitud de compra automática para una pieza de repuesto. Con los colectores de válvulas habilitados para IoT, un sistema puede ser diseñado para suministrar diferentes presiones fácilmente y sin problemas para diferentes posiciones de herramientas y secuencias para la flexibilidad, incluyendo el apoyo a los cambios de presión sobre la marcha y las posiciones de las herramientas para las variaciones rápidas del producto. A medida que los componentes neumáticos se vuelvan más inteligentes, seguirán generando puntos de datos adicionales en los sistemas de producción en los que se utilizan: estadísticas, diagnósticos y datos de vida útil. Estos datos tienen el máximo valor cuando se utilizan para gestionar los sistemas de producción de forma más eficiente, controlar el consumo de energía y maximizar el tiempo de funcionamiento.