Válvulas Pneumáticas Avançadas Impulsionam Automação Mais Inteligente

À medida que a indústria de automação avança em direção à transformação digital, alguns pensam que tecnologias de manufatura comprovadas como pneumática podem se tornar "obsoletas". No entanto, tecnologias pneumáticas como válvulas de controle continuam a evoluir, incorporando sensores, interfaces de rede industrial, tecnologia sem fio e recursos complexos de controle digital que podem melhorar significativamente aplicações de automação através do acesso a informações mais inteligentes e acionáveis.

Tecnologia de Controle de Válvulas Evolui

O controle de válvulas pneumáticas e monitoramento de sensores de posição de cilindros eram originalmente alcançados através de fiação discreta: Cada saída de controlador lógico programável (CLP) era individualmente conectada a uma bobina de válvula solenoide e acionada separadamente, e sensores de posição em cilindros eram conectados de volta à placa de entrada do CLP.

Isso evoluiu para uma solução mais prática com a criação de válvulas plug-in e manifolds. Todas as conexões de válvulas solenoides às placas de entrada/saída (E/S) do CLP podiam ser alcançadas com um único cabo.

À medida que sistemas de automação se tornaram mais sofisticados, a conectividade de comunicações fieldbus (rede industrial) tornou-se mais prevalente. Isso significava que o CLP não apenas podia controlar válvulas, mas também monitorar sensores e dispositivos, trocando dados de E/S via um cabo de comunicação sem precisar de placas de E/S locais. Manifolds de válvulas pneumáticas naturalmente começaram a incorporar tanto interfaces fieldbus quanto capacidade de E/S para fornecer pacotes completos de válvulas pneumáticas mais versáteis e projetados para serem integrados facilmente com plataformas de automação mais inteligentes e sofisticadas.

Controle Eletropneumático Otimiza Regulação de Pressão

Avanços em tecnologia de válvulas, desempenho e versatilidade deram um grande passo à frente com a integração de capacidades de controle eletropneumático no manifold de válvulas. Como visto com manifolds de válvulas, avanços também foram feitos com reguladores proporcionais. Novas tecnologias permitiram que estes dispositivos fossem controlados mais precisamente usando sinais digitais e também permitiram a integração de conectividade fieldbus, otimizando requisitos de força e pressão para o sistema de produção.

Este nível avançado de combinar tanto controle direcional quanto de pressão eleva o valor e versatilidade da pneumática para uma ampla gama de aplicações de automação e permite controle maior, mais preciso e otimizado no processo de manufatura.

Por exemplo, o controle eletropneumático AVENTICS™ da Emerson é usado em sistemas de soldagem para manufatura automatizada de partidas de motor. Aqui, um armature pré-montado é transportado em paletes de peça, alinhado para detecção de posição e levado à posição para soldagem por garras acionadas pneumaticamente. Após a soldagem, garras adicionais retornam os armatures para paletes de peça que os transportam para a próxima etapa de produção.

Monitoramento e Controle de Processo Aprimorados Oferecem Novas Oportunidades

Reguladores de pressão eletropneumáticos, combinados com um manifold de válvulas avançado com comunicação fieldbus integrada, otimizam processos de soldagem por difusão com pressão controlada dinamicamente que pode ser precisamente adaptada à aplicação. Ao mesmo tempo, inteligência embutida no manifold monitora e documenta todas as funções da válvula, controlando as garras para um nível aprimorado de controle de qualidade e rastreamento de processo.

Um dos principais objetivos da transformação digital na manufatura é reunir informações acionáveis que permitam controle mais sofisticado e otimizado de cada etapa em um processo de produção. A inteligência embutida em sistemas de válvulas pneumáticas fornece novas oportunidades para esse tipo de monitoramento e controle. Para uma válvula classificada para fornecer uma vida operacional adequada de 120 milhões de ciclos, em 100 milhões de ciclos, um sistema bem projetado de manutenção preditiva pode capturar e usar esses dados para conduzir uma inspeção e ação de manutenção ou implementar uma solicitação de compra automatizada para um dispositivo de substituição antes que a unidade realmente falhe.

À medida que componentes pneumáticos se tornam mais inteligentes, eles estão gerando pontos de dados adicionais incluindo diagnósticos, estatísticas de uso e dados de vida útil através dos sistemas de produção onde são usados. Estes dados são mais valiosos quando usados para gerenciar sistemas de produção mais eficientemente, controlar consumo de energia e maximizar tempo de atividade.

No entanto, todos esses dados de dispositivos e subsistemas inteligentes têm o potencial de sobrecarregar a rede de controle da máquina e afetar o desempenho do controle. Alguns fabricantes de componentes pneumáticos como a Emerson estão oferecendo "gateways" ou "hubs" inteligentes de monitoramento pneumático que agregam e organizam dados de desempenho pneumático e os entregam através de caminhos paralelos separados para sistemas de gestão de planta. Estes hubs podem ser independentes da arquitetura de controle de processo, usando caminhos OPC UA, MQTT, HTTP ou email para entregar alertas e dados de desempenho em nível de sistema e dispositivo.

Os benefícios de informações de diagnóstico críticas ou capacidades-chave de comissionamento podem se tornar difíceis de realizar quando um sistema de válvula pneumática é montado alto no ar ou profundamente dentro de uma máquina. Por exemplo, o Módulo de Recuperação Automática Sem Fio (ARM) Clip AVENTICS da Emerson fornece acesso fácil aos robustos recursos de diagnóstico e comissionamento da plataforma fieldbus AVENTICS Series G3 via um site móvel que pode ser usado em dispositivos com capacidade Wi-Fi sem um app.

Sistemas de válvulas pneumáticas projetados para transformação digital agora incorporam recursos e tecnologia que fornecem um novo nível de controle de precisão para atuadores e aplicações acionados pneumaticamente.

Devido a eletrônicos mais avançados dentro dos módulos de controle do sistema de válvulas, designers agora podem incorporar controladores proporcional-integral-derivativo (PID) para aplicações de posicionamento pneumático que aplicam automaticamente correção precisa e responsiva a uma função de controle.

Com estas capacidades pneumáticas de alta tecnologia, não apenas é possível fornecer precisão de movimento de ponto final do sistema mais precisa, mas em conjunto com o CLP, também é possível alternar de controle de posição para controle de força em tempo real e ajustar sequências de movimento para níveis muito altos de automação, throughput de produto, confiabilidade e repetibilidade.

Válvulas Pneumáticas Mais Inteligentes para a Era da Transformação Digital

Válvulas pneumáticas têm evoluído constantemente para ajudar OEMs e usuários finais a fazer pleno uso da tecnologia pneumática em seus sistemas de automação. Além disso, muitos provedores de tecnologia pneumática atualizaram substancialmente suas ferramentas online de configuração e pedido para tornar eficiente e fácil obter os componentes que construtores de máquinas precisam em prazos curtos.

Estas ferramentas simplificam o que era um processo demorado de pedir múltiplos elementos que compõem o sistema de válvulas — sub-bases, montagens e eletrônicos, bem como as próprias válvulas — para comprar um conjunto completo. Agora, estes configuradores online tornam fácil pedir um conjunto de válvulas selecionando interfaces fieldbus, módulos de E/S integrados e outros recursos, completos com desenhos CAD como parte do pacote sem precisar saber números de peça ou nuances do sistema. Estas ferramentas permitem que tanto OEMs quanto usuários finais obtenham uma configuração completa em um processo de compra mais condensado e confiável.

Aproveitando o poder da eletrônica e tecnologia modular de ponta, válvulas pneumáticas como parte de uma plataforma completa de movimento e controle pneumático inteligente fornecem uma opção de tecnologia comprovada, custo-efetiva e versátil para uma ampla gama de iniciativas de transformação digital para aplicações de automação e manufatura.

Este artigo foi escrito por Marchelle Forish, Gerente de Marketing de Produto, Válvulas e Sistemas de Válvulas para Controle de Fluido e Movimento na Emerson, Florham Park, NJ. Para mais informações, visite aqui .