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Valvole proporzionali direzionali Atos: l’evoluzione dei sistemi di controllo industriali

Controllo p/Q alternato per ottimizzare i processi industriali


La nuova generazione di valvole proporzionali direzionali di Atos rappresenta un’evoluzione significativa nel settore elettroidraulico. Tra le principali innovazioni spicca l’integrazione della tecnologia di controllo p/Q alternato, che introduce algoritmi di controllo avanzati, una forte semplificazione dell’architettura delle macchine e una facile programmabilità grazie alla potente interfaccia digitale.

Introduzione ai controlli p/Q alternati

Velocità, forza e direzione sono i parametri di controllo principali nella maggior parte dei macchinari industriali che, grazie all’automazione, danno vita alla sequenza di comandi e operazioni che definiscono il processo di lavorazione.

Prendendo come esempio una pressa verticale, questi parametri vengono tradizionalmente controllati utilizzando tre dispositivi separati: un’elettrovalvola per il controllo direzionale on/off, una valvola di controllo del flusso e una valvola di riduzione della pressione. Questa è indubbiamente una soluzione semplice ed efficace. Tuttavia, i controlli p/Q alternati permettono di semplificare la configurazione eseguendo tutte e tre le funzioni con una singola valvola proporzionale direzionale.

Il “controllo p/Q alternato” consente infatti di regolare la direzione, il flusso e la pressione con un’unica valvola digitale, che a sua volta controlla la direzione, la velocità e la forza di qualsiasi asse idraulico, a seconda della condizione idraulica dell’attuatore.

Il termine “alternato” significa che i parametri di pressione “p” e di flusso “Q” non possono essere controllati contemporaneamente, e uno ha la priorità sull’altro.

Questo aspetto rappresenta una significativa semplificazione dell’architettura della macchina, che permette di modulare continuamente i parametri p e Q con elevata dinamica e precisione, facilitati dalla programmazione tramite connessione USB/Bluetooth con un’interfaccia grafica potente e intuitiva nel nostro software e nell’App mobile.

Il controllo p/Q alternato è dotato di algoritmi robusti e versatili, affinati da anni di esperienza in una vasta gamma di applicazioni; questa categoria di dispositivi rappresenta uno dei prodotti più potenti e avanzati della gamma Atos.

Configurazioni dei controlli p/Q

Il controllo p/Q alternato aggiunge il controllo ad anello chiuso della pressione-forza al controllo della posizione del cursore delle valvole proporzionali direzionali, o al controllo del piatto oscillante delle pompe a pistoni assiali a cilindrata variabile.

Sono possibili tre configurazioni per il controllo p/Q alternato di Atos:

  • Trasduttore di pressione singolo (SP): esegue un controllo di pressione in anello chiuso sfruttando la lettura di pressione proveniente da un singolo trasduttore di pressione, installato su un punto specifico del circuito idraulico.
    Questa opzione è disponibile per le pompe a pistoni assiali, nelle servopompe e nelle valvole direzionali nelle pompe a pistoni assiali, nelle servopompe e nelle valvole proporzionali direzionali. Grazie alla sua semplicità, è diffusa in molte applicazioni industriali, ad esempio nell’iniezione di plastica e nelle presse idrauliche.

  • Doppio trasduttore di pressione (SF): la configurazione più comune e diffusa regola la forza effettiva esercitata dall’attuatore attraverso la lettura di trasduttori di pressione installati su entrambe le camere dell’attuatore, calcolando la forza in relazione alle aree di spinta dell’attuatore.
    Questo sistema è la soluzione ideale per le applicazioni che richiedono un controllo preciso della forza, che può essere applicata in entrambe le direzioni del movimento dell’attuatore. Spesso è combinato con controlli di posizione ad anello chiuso per gli assi idraulici.

  • Cella di carico (SL): la configurazione più efficace per controllare la forza effettiva esercitata dall’attuatore idraulico, grazie al segnale di feedback della forza letto tramite una cella di carico installata direttamente sullo stelo del cilindro.
    Questa soluzione rende il controllo della forza indipendente dall’attrito meccanico ed è tipicamente utilizzata nelle applicazioni di alta precisione, come i banchi di prova, i sistemi di misurazione o i sistemi di collaudo strutturale.

<br />Configurazioni dei controlli P/Q alternati

Configurazioni dei controlli P/Q alternati
Indipendentemente dalla configurazione selezionata, che può essere modificata in qualsiasi momento tramite un software di programmazione dedicato, il controllo p/Q passa autonomamente dal controllo di portata a quello di forza-pressione, e viceversa, quando viene raggiunta una soglia definita dal segnale di riferimento in pressione, assicurando sempre una transizione fluida per evitare shock e vibrazioni.
Nel caso specifico di una pressa idraulica verticale, ad esempio, di una pressa idraulica, il controllo p/Q passerà dalla regolazione della velocità alla regolazione della forza in anello chiuso nell’istante in cui il pistone del cilindro entrerà in contatto con un carico o con il pezzo da lavorare.

The Atos difference: flessibilità e personalizzazione senza pari

Quattro diversi set di parametri PID di pressione/forza, selezionabili dinamicamente all’interno del ciclo macchina tramite bus di campo o ingresso digitale, consentono una precisione e un’affidabilità di controllo estremamente elevate, anche quando si utilizzano condizioni di carico o volumi di olio variabili.
La possibilità di selezionare tra diversi algoritmi di commutazione per le due logiche “p” e “Q”, oltre alla regolazione della selezione PID per ottimizzare il punto di commutazione tra le due logiche per garantire una commutazione fluida, consente il controllo p/Q alternato per migliorare la risposta complessiva del controllo pressione-forza dei sistemi idraulici.

Sono inoltre disponibili le seguenti opzioni di controllo per personalizzare ulteriormente la logica di alternanza in base all’applicazione specifica:
  • Spinta: controllo della pressione/forza attivo solo nella direzione di marcia
  • Tiro: controllo della pressione/forza attivo solo nella direzione contraria a quella di marcia
  • Spinta e tiro: controllo della pressione/forza attivo in entrambe le direzioni dell’attuatore
Queste diverse opzioni rendono i controlli p/Q alternati Atos robusti e versatili, offrendo un elevato grado di libertà all’utente durante la configurazione del driver, e quindi in grado di soddisfare perfettamente le esigenze del sistema, anche le più complesse.

Compatibilità e integrazione con valvole proporzionali direzionali e pompe

Il controllo p/Q alternato è disponibile in combinazione con valvole proporzionali ad alte prestazioni o servoproporzionali direzionali, ad azionamento diretto o pilotato. Può anche essere abbinato ai più sofisticati controlli asse, alle pompe a pistoni a cilindrata variabile e ai sistemi servopompa.

Questi controlli garantiscono una precisione senza pari e tempi di ciclo macchina ridotti, anche negli ambienti industriali più complessi, severi e selettivi, grazie alle numerose opzioni offerte dalla gamma Atos:
  • Esecuzione con driver a bordo: consiste nell’integrazione dei driver elettronici direttamente sulle valvole proporzionali ad alte prestazioni o sulle valvole servoproporzionali direzionali, tutto in un’unica soluzione.
  • Esecuzione con driver fuori bordo: il driver elettronico è comunemente installato in un armadio su un sistema di guide DIN, assicurando un ambiente organizzato e sicuro per i componenti elettronici.
  • Esecuzione antideflagrante (Ex-proof): progettata specificamente per ambienti pericolosi dove sono presenti gas, polveri o sostanze chimiche.
  • Interfacce Fieldbus: CANopen, PROFIBUS DP, EtherCAT, POWERLINK, EtherNet/IP e PROFINET.
  • Certificazione di sicurezza funzionale - opzioni /U, /K: in conformità con la Direttiva Macchine 2006/42/CE e certificazione TÜV secondo ISO EN 13849 fino alla categoria 4, PL e e IEC 61508 fino a SIL2 / SIL3.
Valvole industriali e antideflagranti con<br />controllo p/Q alternato Valvole industriali e antideflagranti con
controllo p/Q alternato

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Source: PR17