Los reguladores de presión electrónicos existen desde los años 80 y su popularidad va en aumento. Están sustituyendo a las servoválvulas en muchas aplicaciones. Esto se debe en parte a que el coste de una válvula proporcional hidráulica es 50% del coste de una servoválvula del mismo tamaño. Las servoválvulas siguen utilizándose cuando se requiere un posicionamiento preciso o un control de la velocidad, como en los aviones y los generadores de turbina. Las válvulas proporcionales son útiles como controles de caudal y presión, pero su uso más común es como válvula direccional. Aunque el diseño de las válvulas direccionales proporcionales puede variar según los fabricantes, todas realizan esencialmente la misma función: controlar la dirección y la velocidad de un cilindro o motor hidráulico. Mediante el uso de dispositivos de retroalimentación, como los transductores de desplazamiento lineal, se puede controlar con precisión la posición del actuador.

Los componentes de una válvula proporcional son pocos: el carrete, el solenoide y el transformador diferencial variable lineal, o LVDT. Para hacer funcionar la válvula, se necesita una fuente de alimentación y un amplificador. La fuente de alimentación suele ser de 24 voltios de electricidad y se utiliza para alimentar el amplificador. La tensión de mando se introduce desde el controlador lógico programable (PLC) y determina la posición del carrete de la válvula. La habilitación es un relé del PLC que debe hacerse para enviar una señal de corriente a la bobina de la válvula proporcional.

Solución de problemas del sistema - Regulador de presión electrónico

La resolución de problemas de las válvulas proporcionales hidráulicas es un proceso bastante sencillo. Cuando se comprueba una válvula en la que se utiliza un amplificador montado externamente, las luces del panel frontal indicarán un problema con el sistema. Entonces es cuestión de rastrear para encontrar el problema. Cuando la fuente de alimentación está encendida y se recibe la señal de habilitación, la luz de "encendido" se iluminará en verde. Si la luz no se enciende, hay que comprobar las tensiones de alimentación en las conexiones del amplificador. Si no hay tensión de entrada, hay que comprobar el cableado y la señal de salida desde el PLC. Si la fuente de alimentación cae por debajo de un número mínimo de voltios, se encenderá una luz roja. Esto suele significar que la fuente de alimentación o el cableado están mal o que hay un cortocircuito en alguna parte. Cuando la fuente de alimentación es buena, se deben indicar 24 voltios en el amplificador. Una luz amarilla en la parte inferior de la cara del amplificador se utiliza para mostrar cuando el LVDT está mal o cuando hay un problema con los cables de conexión. Se encenderá cuando alguno de estos elementos falle. La forma más fácil de averiguar dónde se produce el fallo es retirar el cable del LVDT de la válvula y conectarlo a otro diferente. Si la luz amarilla se apaga, el LVDT de la válvula antigua ha fallado y se debe instalar una nueva válvula inmediatamente. Si la luz permanece encendida cuando se enchufa en la nueva válvula, el problema está en el cable o en las conexiones y debe comprobarse la continuidad del cable. Si la luz parpadea cuando la máquina está funcionando, esto indica que hay conexiones sueltas en alguna parte.

En la cara frontal del amplificador se encuentra el ajuste del cero. Este ajuste debe hacerse si el cilindro se está moviendo con una señal de comando cero que llega al amplificador. Si la carga se está moviendo, el carrete no está en la posición cerrada. Esto se debe normalmente a que el LVDT está fuera de posición. Para solucionarlo, gire el ajuste del cero hasta que el posicionador lineal deje de desviarse. Si se producen problemas de velocidad o de posicionamiento, hay que comprobar las señales de mando y del LVDT en las conexiones correspondientes del amplificador. Si éstas leen correctamente, lo más probable es que el problema esté en el sistema hidráulico o en el posicionador lineal.

Regulador de presión electrónico con electrónica de a bordo

Una tendencia reciente ha sido montar el amplificador en la válvula proporcional cerca del regulador de presión digital. Esto se denomina comúnmente electrónica de a bordo. La válvula funciona de la misma manera que con el amplificador externo. El tipo más común de válvula electrónica de a bordo utiliza un conector de siete pines con la entrada de alimentación en los pines "A" y "B" de la válvula.

La tensión de mando entra en el amplificador a través de las patillas "D" y "E". Para comprobar estas tensiones, se puede utilizar un comprobador múltiple insertando los cables rojo y negro en los conectores correspondientes del cable. Para verificar la alimentación, inserte el cable rojo en "A" y el negro en "B".

Deberían indicarse 24 voltios. También se puede utilizar una caja de pruebas para verificar que la válvula funciona correctamente. El cable del PLC debe conectarse a la caja, y el cable de la caja a la válvula proporcional. Cuando el sistema se enciende y funciona, se indicarán las tensiones de alimentación, de mando y del LVDT. Si el posicionador lineal está a la deriva, el LVDT puede no estar en la posición adecuada. Para anular la válvula, se debe retirar la tapa de acceso al LVDT y girar el ajuste de centrado del LVDT hasta que se detenga la deriva.

Limpieza del aceite

Las válvulas proporcionales y los reguladores de presión electroneumáticos tienen tolerancias extremadamente ajustadas entre el carrete y la carcasa. Estas tolerancias suelen ser de cientos de milésimas de pulgada. Es esta estrecha tolerancia la que hace que este tipo de válvulas sean más populares. Es esencial que el aceite que entra en la válvula cumpla la norma establecida por el fabricante. Si no lo hace, se abre la puerta a un fallo del sistema, a daños catastróficos en las piezas internas y a una serie de otros problemas.

La limpieza del aceite también es de gran importancia. No puede haber ninguna partícula o suciedad en el aceite que afecte al flujo y al recubrimiento del mismo. El nivel de limpieza del aceite lo determina la Organización Internacional de Normalización (ISO) para la válvula en cuestión. La ISO se encarga de establecer normas en muchos sectores para garantizar que las diferentes empresas de un sector utilicen las mismas prácticas y normas al fabricar determinadas piezas. La ISO emite códigos para las válvulas, de modo que los ingenieros y operadores sepan específicamente lo que necesitan. Por ejemplo, el código ISO para una válvula concreta es 17/15/12. Se toma una muestra del aceite y se mide según esta norma. El 17 significa que el sistema tiene entre 640 y 1.300 partículas de 4 micras o más. El 15 significa que hay entre 160 y 320 partículas de 6 micras o más. El 12 indica que la muestra contiene entre 20 y 40 partículas de 14 micras o más. Es necesario tomar muestras del aceite con regularidad para garantizar que el sistema cumple esta norma. El incumplimiento de estas normas puede significar que los filtros no se cambian con la suficiente frecuencia, que no tienen la clasificación de micras adecuada o que es necesario añadir filtros adicionales al sistema.

Si utiliza estos consejos para la resolución de problemas del regulador de presión proporcional, podrá evitar la pérdida de tiempo de producción, así como el gasto innecesario de enviar válvulas en buen estado para su reparación. El cambio de piezas que no necesitan ser reemplazadas también puede introducir contaminantes en el sistema, lo que puede conducir a problemas aún más graves.