Dominando Controle de Tensão em Manuseio de Bobinas: Componentes Essenciais Explicados

Controle de Tensão em Manuseio de Bobinas – Componentes Principais
Recentemente, a Flexible Packaging teve a oportunidade de entrevistar Mark Breen da Dover Flexo Electronics New Hampshire. A Sure Controls tem o prazer de compartilhar esta excelente informação. Se você está em Wisconsin, a Sure Controls é seu recurso para necessidades de manuseio de bobinas. Entendemos tanto a arte quanto a ciência disso. Nossa equipe de engenheiros tem experiência na indústria, bem como vários anos de experiência em gestão de contas.

O que é Controle de Tensão?

O termo "controle de tensão" aplicado ao processamento de materiais refere-se ao controle dinâmico da tensão em uma bobina sendo puxada através da zona de processamento de uma máquina. A tensão é criada ou por um dispositivo tensionador puxando (geralmente um nip acionado, rolo de encosto ou rebobinadeira) na bobina em uma extremidade (como em uma zona de rebobinamento ou intermediária), ou pelo aumento do arrasto na outra extremidade (com um freio, embreagem ou acionamento regenerativo, como em uma zona de desenrolamento).

Sistemas de Malha Aberta

Em um sistema de controle de malha aberta, a tensão da bobina é medida por um dispositivo, como um transdutor de tensão, e então disponibilizada para leitura em um medidor ou outro tipo de display. O operador da máquina olha a tensão medida no medidor e então faz ajustes manuais em um dispositivo tensionador para trazer a tensão real da bobina próxima ao valor desejado.

Sistemas de Malha Fechada

Em um sistema de malha fechada, a variável de processo (tensão da bobina em nosso caso) em uma zona particular do processo é medida muitas vezes por segundo. A saída do controlador para o dispositivo tensionador é ajustada a uma taxa de laço constante em resposta ao sinal de erro gerado quando o controlador compara o valor de tensão medida à referência desejada (ponto de ajuste).

Qual a diferença entre um sistema baseado em transdutor/célula de carga e um sistema de controle por dançarino?
Em um sistema de dançarino, o controlador sinaliza o rolo dançarino (que tem a bobina em movimento cruzando-o) para mover-se em resposta a uma mudança de posição. Embora a mudança de posição inicial seja resultado de uma mudança na tensão da bobina, o controlador não mede tensão ou reage a mudanças de força tão diretamente quanto um sistema baseado em transdutor.
Se a tensão aumenta, o dançarino muda de posição, movendo um sensor, que geralmente é um potenciômetro, e sinalizando o controlador para reduzir ou aumentar o torque para permitir que o dançarino retorne à sua posição original. Se a tensão diminui, a sequência oposta ocorre. Dançarinos são na verdade controladores de posição, não controladores de tensão. A principal vantagem do sistema é sua capacidade de acumulação de bobina, que esquemas com transdutores de tensão não têm. Um sistema de dançarino pode ser mais tolerante a variações de velocidade criadas por rolos fora de redondo ou partidas e paradas frequentes, mas dançarinos têm certas desvantagens. Comparados a sistemas de transdutores de tensão, são caros para projetar, construir e instalar. São difíceis de projetar adequadamente e propensos a erros causados por massa, amortecimento e atrito. Não podem ler tensão ou compensar transientes de tensão pequenos mas significativos no processo.
Em um sistema de transdutor de tensão, transdutores de força especialmente projetados (sensores de tensão) medem a tensão real da bobina no processo de conversão. Os transdutores são tipicamente usados em pares, com um instalado em cada extremidade de um eixo de rolo guia comum.
Quais são algumas das peças/componentes comuns que falham em um sistema de controle de tensão em manuseio de bobinas? Os conversores devem considerar estocar estas peças para prevenir perda de produtividade por mau funcionamento?
Devido à natureza estática da maioria destes produtos, dado que eles parafusam ao chassi da máquina e tipicamente experimentam trauma físico mínimo durante suas vidas, vemos muito poucas falhas reais de produto no campo. Os componentes que têm vidas úteis mais curtas são aqueles em pontos de atrito e desgaste. Rolamentos nos transdutores, por exemplo, que giram com o eixo do rolo guia no caso de transdutores de eixo vivo, podem desgastar com o tempo e precisar ser substituídos após alguns anos. Além disso, as pastilhas de atrito nos freios pneumáticos são itens consumíveis que precisam de substituição em um cronograma de rotina dependendo dos níveis de demanda da aplicação.
Além de pastilhas de freio de reposição, não há componentes que recomendamos aos nossos clientes estocar, exceto talvez um transdutor reserva ou dois no caso da rara necessidade de substituição de emergência por mau funcionamento.

Digamos que você tenha equipamento antigo de controle de tensão que aparentemente funciona bem. Quando alguém deve considerar substituí-lo?

Essa é uma pergunta perplexa para nós. Embora gostemos de vender novo produto, nossa missão para com nossos clientes é fornecer equipamentos e uma solução total que dure muitos anos sem necessidade de substituição. O único motor real para um conversor ou impressora atualizar um sistema antigo de controle de tensão que funciona bem é sua preferência pessoal. Duas razões para atualizar seriam: 1) Os novos dispositivos eletrônicos de controle e indicação de tensão têm conjuntos de recursos avançados que podem ser atraentes, como interfaces gráficas mais fáceis de usar com telas sensíveis ao toque; e 2) Qualquer tipo de garantia que venha com a compra de novo equipamento.
Assim como com dispositivos eletrônicos de consumo, à medida que microprocessadores encolhem e se tornam mais poderosos, o número de recursos e benefícios que podem ser realizados em um único dispositivo eletrônico industrial também aumenta. Quando um novo controlador de tensão com tecnologia mais avançada, um conjunto de recursos maior e uma pegada menor se torna disponível no mercado, e a um preço razoável, os usuários muitas vezes podem justificar a aposentadoria de um controlador mais antigo com base em custo/benefício.
A verdade é que muitos de nossos clientes ficam felizes em continuar com seu equipamento antigo se estiver funcionando bem. Temos milhares de controladores de tensão, indicadores e transdutores em máquinas por toda a América do Norte que funcionam de forma constante em produção industrial há duas e até três décadas.