Applicazioni del regolatore di pressione proporzionale

Le valvole proporzionali pneumatiche e la tecnologia di controllo pneumatico esistono da molto tempo. Ingegneri e progettisti utilizzano le valvole per controllare il flusso di liquidi e gas all'interno dei loro sistemi. Il controllo del flusso è l'aspetto più importante delle valvole, senza il quale si verificherebbero guasti alle macchine. L'industria dell'automazione sta apportando molti progressi nel controllo delle valvole pneumatiche e sta integrando molti sistemi di produzione che utilizzano l'Internet delle cose (IoT). L'industria utilizza sistemi in rete, valvole intelligenti e build unificate per portare la tecnologia nel 21° secolo. L'evoluzione della tecnologia continua, valvole proporzionali e valvole di controllo pneumatiche continuano a incorporare sensori, interfacce bus macchina e complesse funzioni di controllo digitale che li rendono ideali nei sistemi emergenti guidati dall'IoT, e che costituiscono un moderno regolatore di pressione proporzionale pneumatico.

L'evoluzione della tecnologia di controllo delle valvole proporzionali

All'inizio, il controllo degli attuatori pneumatici avveniva tramite cablaggio discreto, con ogni dispositivo collegato a un solenoide e attivato separatamente. L'installazione era costosa e richiedeva molto tempo. Inoltre, richiedeva una serie di blocchi di uscita sul controllore logico del sistema. Una soluzione più maneggevole è arrivata con la creazione di valvole manifold plug-in collegate al controllore con un unico connettore multi-pin. Questo piccolo passo ha dato inizio al processo di riduzione del cablaggio a fini di controllo. Queste valvole manifold hanno contribuito a ridurre i costi di manodopera e le parti di ricambio, ma non incorporavano il feedback o altre informazioni operative nell'azionamento del cursore della valvola. Per ottenere tali informazioni era necessario cablare sensori paralleli attraverso i blocchi per misurare la pressione e il ciclo dei cilindri.

Man mano che i sistemi diventavano più automatizzati, la connettività fieldbus veniva implementata utilizzando diversi protocolli come backbone. Le valvole pneumatiche hanno iniziato a utilizzare sia il bus di campo che le interfacce I/O per fornire pacchetti completi di valvole pneumatiche più versatili e più facili da integrare con piattaforme di automazione più intelligenti. Tutto ciò significa che questi progressi, combinati con materiali più leggeri, consentono di posizionare i manifold delle valvole più vicino alle valvole che controllano. Ciò riduce la quantità di tubi necessari per collegare le valvole e i cilindri e rileva potenziali perdite nel sistema. I progressi nel controllo delle valvole pneumatiche continueranno a ridurre i costi, le inefficienze e gli errori nel processo di produzione.

Valvole proporzionali pneumatiche e regolatore di pressione proporzionale Smarter

Una delle sfide più grandi è la raccolta dei dati dei dispositivi in tempo reale. Gli operatori del sistema devono sapere come funziona la macchina su una base aggiornata al secondo. La capacità di reperire e analizzare i dati del sistema è importante per la sua funzionalità. Con l'applicazione di nuove reti di sensori intelligenti a basso costo, come gli IO link, è possibile raccogliere dati dalle valvole pneumatiche in tempo reale. La raccolta sicura dei dati aumenta il controllo e migliora le prestazioni complessive. Una nuova classe di valvole è dotata di microsensori integrati per il monitoraggio della pressione e del flusso. I dati provenienti dai sensori offrono nuove opportunità di controllo adattivo che non erano praticabili prima della rivoluzione digitale. Le valvole pneumatiche abilitate all'IoT dispongono ora di funzioni e tecnologie che forniscono un nuovo livello di controllo di precisione per attuatori e armature. Grazie a un'elettronica più avanzata nei moduli di controllo delle valvole, i collettori delle valvole possono incorporare un controllore proporzionale integrale derivato per le applicazioni di posizionamento pneumatico. Applicano automaticamente una correzione della funzione di controllo reattiva e accurata. Questo non era possibile fino a pochi anni fa, ma ora è diventato prezioso per il settore manifatturiero.

Regolazione proporzionale della pressione

I progressi nelle prestazioni e nella versatilità delle valvole hanno fatto un grande passo avanti con l'integrazione delle funzionalità di controllo elettropneumatico nel manifold delle valvole. Una valvola di base è una semplice valvola di controllo direzionale. Un segnale elettrico viene inviato per modificare il cursore della valvola e l'aria viene diretta fuori da una porta. Le valvole elettropneumatiche di regolazione della pressione possono fornire una gamma di pressioni su e giù per una scala lineare in base ai segnali di ingresso. Le versioni analogiche originali cambiavano la pressione in base a una scala di segnali analogici. Forniscono una pressione di uscita lineare al cilindro in base al segnale. Le funzionalità offerte dalle valvole digitali e dalla connettività fieldbus rendono più sofisticato il controllo elettropneumatico della pressione all'interno del sistema. Questo livello avanzato di controllo eleva il valore e la versatilità della pneumatica per un'ampia gamma di sistemi automatizzati. Consente un controllo più preciso dei movimenti nel processo di produzione. I regolatori di pressione elettropneumatici, noti anche come regolatori di pressione proporzionali, combinati con un manifold di valvole avanzato con bus di comunicazione integrato, ottimizzano i processi di saldatura a diffusione con una pressione controllata dinamicamente che può essere adattata con precisione all'applicazione. Allo stesso tempo, l'intelligenza integrata nel manifold monitora e documenta tutte le funzioni della valvola, controllando le pinze per un livello superiore di controllo della qualità e di tracciabilità del processo.

Monitoraggio e controllo migliorati con un regolatore di pressione proporzionale

Uno degli obiettivi della produzione IoT è un controllo più sofisticato di ogni singola fase del processo produttivo. Ad esempio, gli operatori delle macchine che costruiscono componenti per automobili devono conoscere esattamente la forza, la pressione e la posizione di un cilindro che aziona un attuatore che sta premendo un cuscinetto in un alloggiamento. Hanno bisogno di documentare questa sequenza per sapere che, migliaia di pezzi dopo, sono stati prodotti con la stessa precisione del primo pezzo uscito dalla linea. Qualsiasi deviazione nei punti di dati generati dai componenti pneumatici durante il loro funzionamento racconta una storia. Può indicare problemi con la valvola o l'attuatore. Può anche indicare altri problemi, come una perdita di pressione nel sistema di alimentazione dell'aria, cuscinetti fuori tolleranza o valvole che subiscono un deterioramento della tenuta. L'intelligenza integrata nella tecnologia delle valvole pneumatiche di prossima generazione offre nuove opportunità per questo tipo di monitoraggio, raccolta dati e controllo. Se una valvola ha una durata operativa di 120 milioni di cicli, quando raggiunge i 100 milioni di cicli, un sistema di manutenzione predittiva ben progettato può acquisire e utilizzare questi dati per condurre un'ispezione diagnostica o generare una richiesta di acquisto automatico di un pezzo di ricambio. Con i manifold di valvole abilitati all'IoT, un sistema può essere progettato per fornire pressioni diverse in modo semplice e continuo per diverse posizioni e sequenze di utensili per garantire la flessibilità, compreso il supporto per i cambi di pressione e le posizioni degli utensili al volo per variazioni rapide del prodotto. Man mano che i componenti pneumatici diventano più intelligenti, continueranno a generare ulteriori punti di dati nei sistemi di produzione in cui vengono utilizzati: statistiche, diagnostica e dati sulla durata. Questi dati hanno il massimo valore se utilizzati per gestire in modo più efficiente i sistemi di produzione, controllare il consumo energetico e massimizzare i tempi di attività.