I regolatori di pressione elettronici sono stati introdotti negli anni '80 e stanno aumentando la loro popolarità. Stanno sostituendo le servovalvole in molte applicazioni. Ciò è dovuto in parte al fatto che il costo di una valvola proporzionale idraulica è 50% pari a quello di una servovalvola delle stesse dimensioni. Le servovalvole continuano a essere utilizzate quando è richiesto un posizionamento preciso o il controllo della velocità, come negli aerei e nei generatori di turbine. Le valvole proporzionali sono utili come controlli di portata e pressione, ma l'uso più comune è quello di valvole direzionali. Anche se il design delle valvole direzionali proporzionali può variare da un produttore all'altro, tutte svolgono essenzialmente la stessa funzione: controllare la direzione e la velocità di un cilindro o di un motore idraulico. Utilizzando dispositivi di retroazione come i trasduttori di spostamento lineare, è possibile controllare con precisione la posizione dell'attuatore.

I componenti di una valvola proporzionale sono pochi: il cursore, il solenoide e il trasformatore differenziale lineare variabile (LVDT). Per far funzionare la valvola sono necessari un alimentatore e un amplificatore. L'alimentazione è solitamente a 24 volt e serve ad alimentare l'amplificatore. La tensione di comando viene immessa dal controllore logico programmabile (PLC) e determina la posizione del cursore della valvola. L'abilitazione è un relè del PLC che deve inviare un segnale di corrente alla bobina della valvola proporzionale.

Risoluzione dei problemi del sistema - Regolatore elettronico di pressione

La ricerca dei guasti alle valvole proporzionali idrauliche è un processo piuttosto semplice e immediato. Quando si controlla una valvola che utilizza un amplificatore montato esternamente, le spie sul pannello frontale indicano un problema con il sistema. Si tratta quindi di risalire al problema. Quando l'alimentazione è attiva e viene ricevuto il segnale di abilitazione, la spia "on" si illumina di verde. Se la spia non si accende, occorre controllare le tensioni di alimentazione sui collegamenti dell'amplificatore. Se non è presente alcuna tensione di ingresso, è necessario controllare il cablaggio e il segnale di uscita dal PLC. Se l'alimentazione scende al di sotto di un numero minimo di volt, si accende una spia rossa. In genere, ciò significa che l'alimentazione o il cablaggio sono difettosi o che c'è un cortocircuito da qualche parte. Quando l'alimentazione è buona, l'amplificatore dovrebbe ricevere 24 volt. Una luce gialla sul lato inferiore dell'amplificatore viene utilizzata per indicare quando l'LVDT è guasto o quando c'è un problema con i cavi di collegamento. Si accende quando uno di questi elementi si guasta. Il modo più semplice per scoprire dove si verifica il guasto è rimuovere il cavo LVDT dalla valvola e collegarlo a un altro. Se la luce gialla si spegne, l'LVDT della vecchia valvola è guasto e occorre installare immediatamente una nuova valvola. Se la luce rimane accesa quando si collega la nuova valvola, il problema è legato al cavo o alle connessioni e occorre verificare la continuità del cavo. Se la luce sfarfalla quando la macchina è in funzione, significa che i collegamenti sono allentati.

Sul lato anteriore dell'amplificatore si trova la regolazione dello zero. Questa regolazione deve essere effettuata se il cilindro si muove con un segnale di comando di zero in ingresso all'amplificatore. Se il carico si muove, il cursore non è in posizione di chiusura. In genere ciò è dovuto al fatto che l'LVDT è fuori posizione. Per risolvere il problema, ruotare la regolazione dello zero finché il posizionatore lineare non smette di andare alla deriva. Se si verificano problemi di velocità o di posizionamento, è necessario controllare i segnali di comando e LVDT alle connessioni appropriate dell'amplificatore. Se questi vengono letti correttamente, il problema è probabilmente da ricercare nel sistema idraulico o nel posizionatore lineare.

Regolatore di pressione elettronico con elettronica di bordo

Una tendenza recente è stata quella di montare l'amplificatore sulla valvola proporzionale vicino alla valvola di regolazione. regolatore di pressione digitale. Si parla comunemente di elettronica di bordo. La valvola funziona come l'amplificatore esterno. Il tipo più comune di valvola elettronica integrata utilizza un connettore a sette pin con l'ingresso dell'alimentazione nei pin "A" e "B" della valvola.

La tensione di comando arriva all'amplificatore attraverso i pin "D" ed "E". Per verificare queste tensioni, è possibile utilizzare un multi-tester inserendo i puntali rosso e nero negli appositi connettori del cavo. Per verificare l'alimentazione, inserire il cavo rosso in "A" e il cavo nero in "B".

Dovrebbero essere indicati 24 volt. Per verificare il corretto funzionamento della valvola si può utilizzare anche una scatola di prova. Il cavo del PLC deve essere collegato alla scatola e il cavo della scatola alla valvola proporzionale. Quando il sistema è acceso e in funzione, saranno indicate le tensioni di alimentazione, comando e LVDT. Se il posizionatore lineare è alla deriva, l'LVDT potrebbe non essere nella posizione corretta. Per annullare la valvola, è necessario rimuovere il coperchio di accesso all'LVDT e ruotare la regolazione di centratura dell'LVDT fino a quando la deriva si arresta.

Pulizia dell'olio

Le valvole proporzionali e i regolatori di pressione elettropneumatici presentano tolleranze estremamente strette tra la bobina e l'alloggiamento. Queste tolleranze sono in genere di centinaia di millesimi di pollice. È proprio questa tolleranza ristretta a rendere più popolare questo tipo di valvole. È essenziale che l'olio che entra nella valvola soddisfi gli standard stabiliti dal produttore. In caso contrario, la porta è aperta a guasti del sistema, danni catastrofici alle parti interne e una serie di altri problemi.

Anche la pulizia dell'olio è di enorme importanza. Nell'olio non devono essere presenti particelle o residui che possano compromettere il flusso e il rivestimento. Il livello di pulizia dell'olio è determinato dall'Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione (ISO) per la valvola specifica. L'ISO è responsabile della definizione di standard in molti settori per garantire che le diverse aziende di un settore utilizzino le stesse pratiche e gli stessi standard nella produzione di determinati componenti. L'ISO emette codici per le valvole, in modo che ingegneri e operatori sappiano di cosa hanno bisogno. Ad esempio, il codice ISO per una particolare valvola è 17/15/12. Un campione di olio viene prelevato e misurato rispetto a questo standard. 17 significa che il sistema presenta da 640 a 1.300 particelle di dimensioni pari o superiori a 4 micron. Il 15 significa che ci sono tra 160 e 320 particelle di dimensioni pari o superiori a 6 micron. Il 12 indica che il campione contiene da 20 a 40 particelle di dimensioni pari o superiori a 14 micron. L'olio deve essere campionato regolarmente per garantire che il sistema soddisfi questi standard. Il mancato rispetto di questi standard potrebbe significare che i filtri non vengono cambiati abbastanza spesso, che non hanno il grado di micron adeguato o che potrebbe essere necessario aggiungere altri filtri al sistema.

Utilizzando questi suggerimenti per la risoluzione dei problemi del regolatore di pressione proporzionale, è possibile evitare perdite di tempo nella produzione e spese inutili per l'invio di valvole valide per la riparazione. La sostituzione di parti che non devono essere sostituite può anche introdurre contaminanti nel sistema, con conseguenti problemi ancora più gravi.