PFX POSICIONADOR INTELIGENTE DE VÁLVULAS

(1)

PFX-11302

POSICIONADOR INTELIGENTE DE VÁLVULAS

Ÿ Baixo Consumo De Ar Comprimido com substancial economia de energia.

Ÿ Set Point modo 4-20, HART ou LOCAL.

Ÿ Mesmo instrumento para acao SIMPLES ou DUPLA.

Ÿ Mesmo instrumento atende Válvula ROTATIVA e LINEAR via conﬁguração e dispositivo de leitura de posição.

Ÿ Posição de falha opções HOLD ou EXAUST com excelente retenção.

Ÿ Fácil de Instalar, Calibrar e Operar, seja local, ou por nossos conﬁguradores HART. Ex: HTCOM-BT

Ÿ Facilidades com ajustes locais via 4 push-button e display gráﬁco TFT.

Ÿ Controle digital de alta qualidade.

Ÿ Varias funções para caracterização de válvulas.

Ÿ Inclui Sensor de posição sem contato.

Ÿ Função para fechamento e abertura total tipo

“snap in seat”.

Ÿ Alta integração dos componentes mecânicos e eletrônicos.

Ÿ Baixa Inﬂuencia de Vibrações.

Ÿ Testes Full-Stroke, Multi-Step Response, para avaliar performance da válvula.

Ÿ Sob consulta, pode operar com gas natural puriﬁcado, CO2, N2 ou gases nobres.

C

aracterísticas

Ÿ Industria Química e Petroquímica.

Ÿ Geração de Energia, Papel e Celulose.

Ÿ Tratamento de Água e Esgoto.

Ÿ Farmacêutica e Alimentos.

Ÿ Óleo e Gás.

Ÿ Açúcar e Álcool.

(2)

O posicionador inteligente de válvulas modelo PFX-11302 é baseado num avançado módulo pneumático para controle de pressão, que consiste de duas micro válvulas cerâmicas conectadas a um amplificador pneumático de alta vazão para acionar os elementos finais de controle tipo rotativo ou linear. O mesmo módulo atende as necessidades para controlar válvulas de vários tipos e tamanhos com velocidades adequadas ao processo. Sua construção baseada em micro-mecânica oferece alta confiabilidade e com o consumo de ar realmente desprezível, proporcionando segurança operacional e substancial economia de energia pneumática na instalação. Constitui aplicação de novas tecnologias em produtos industriais.

Este instrumento pode ser programado para operar no modo DUPLA ou SIMPLES ação, e conﬁgurado na fábrica para dois tipos de resposta em caso de falha de energia elétrica ou pressão pneumática, sendo tipo HOLD para manter a válvula na posição atual, e, do tipo EXAUST para abrir ou fechar a válvula durante a falha.

Estas funções de segurança são obtidos pela resposta intrínseca do circuito pneumático e totalmente independente da função eletrônica, sendo assim a solução ideal para sistemas que requerem alto grau de segurança em condições de falha.

A leitura de posição é feita por intermédio de campo magnético sem nenhum contato mecânico conhecido como dispositivo NCS, Non Contact Sensor. O mesmo instrumento pode ser conﬁgurado para controlar válvula com eixo ROTATIVO ou LINEAR; conforme o eixo gira o sinal magnético gira e o ângulo é medido pelo pick-up magnético. Os ângulos de rotação podem ser ajustados para 0 a 30 graus, 0 a 45 a 90 ou até 315 graus, tudo sem necessidades de ajustar a posição inicial do imã rotativo.

Quando conﬁgurado no modo LINEAR este utiliza um dispositivo mecânico acoplado ao eixo da válvula que converte o movimento linear em rotativo, fornecido com alcances de 0 ate 20mm, ou 0 a 50mm ou ate 75mm. Para os dois tipos de medição o instrumento se utiliza de um cálculo matemático naturalmente imune a mudanças de amplitude do campo magnético causados pelas inﬂuências da temperatura de operação, este sistema é também imune a problemas causados por vibrações e choques, como também não apresentam desgastes mecânicos observados em potenciômetro de resistência.

(3)

O instrumento PFX-11302 é construído com duas câmaras de funcionalidades distintas, a câmara ELETRÔNICA e a câmara PNEUMÁTICA, e ambas contêm seu próprio micro-controlador dedicado para suas próprias operação.

A CPU da câmara ELETRÔNICA atende todas conﬁgurações de sistema como controle de display gráﬁco e teclas, recepção do sinal 4-20mA, comunicação digital HART, atende também as funções para controle e caracterização de válvulas, as funções de análises e diagnósticos operacionais, e também continuamente avaliando a operação do sistema todo. Para controles mais elaborados esta CPU pode também incorporar um bloco de controle PID e outras customizações avançadas.

A CPU da câmara PNEUMÁTICA conduz todos requerimentos do sistema pneumático e também do sistema de medição da posição do controle do atuador, coordenando em tempo real a temporização e diagnósticos das micro válvulas e simultaneamente computando todos os algoritmos matemáticos necessário para obter a posição e acionar as válvulas pneumáticas para mover o acionador na direção do SET-POINT determinado pela CPU da câmara ELETRÔNICA.

Este instrumento é projetado para ser instalado com acessórios de acordo com as normas NAMUR, para rotativo norma VDI / VDE 3845, e para os lineares norma IEC 60534-6. Estas normas deﬁnem furacões para as braçadeiras de ﬁxação e também os acoplamentos para vários tipos de eixos de acionamento. No caso de válvulas especiais ou customizadas estes acessórios podem ser projetados e fabricados com auxilio de modelos

C

onstrução

Quando conectado a linha 4-20mA o PFX-11302 utiliza exclusivamente a energia disponível, dispensando o uso de fonte alternativa, e pela mesma linha faz a comunicação HART. O set-point da válvula pode ser determinado pelo sinal ANALÓGICO, pelo sinal digital HART ou também pelo teclado LOCAL. Esta seleção é deﬁnida via conﬁguração HART ou através do teclado LOCAL da placa Eletrônica.

No modo ANALÓGICO, a corrente 4-20mA é lida constantemente, ﬁltrada e condicionada para determinar o valor do set point para a posição da válvula.

No modo HART o sinal digital é recebido via comunicação serial e condicionado para determinar o set point. No modo LOCAL, o teclado em conjunto com o display gráﬁco da placa Eletrônica é utilizado para determinar o set point para o controle de posição. Enquanto no modo HART o instrumento da acesso a todos dados de conﬁguração e diagnóstico.

O PFX-11302 pode ser operado em conjunto com nossos comunicadores HART HTCOM e HPC+Droid, oferecendo facilidade de conﬁguração, parametrização e monitoramento continuo do instrumento. Estes aplicativos são indicados para avaliações mais detalhadas de todos dados envolvidos na otimização da conﬁguração e parametrização do instrumento.

O PFX-11302 tem rotinas de set-up que podem determinar automaticamente, os ajustes totalmente fechado e totalmente aberto, largura de pulsos para abertura e fechamento, avaliação diagnóstica de desgastes e sugestões para manutenção dos equipamentos.

(4)

O sistema de acionamento pneumático da câmara PNEUMATICA é projetado para minimizar o número de acionamentos da válvula de forma a reduzir desgastes mecânicos, estando dividido em 3 linhas de ação, para desvio grande, moderado e desprezível. Caso grande, o controlador pneumático ira disparar uma série de pulsos de pressão com máxima duração movendo a válvula rapidamente na direção correta; caso desvio médio, irá modular a largura do pulso tendendo a posição ﬁnal; caso desprezível, irá suprimir os pulsos para manter a válvula na posição atual até o sistema de controle detectar um fato novo, seja mudança de set point, da posição da válvula ou alguma situação de emergência.

Este sistema pneumático é uma solução ecologicamente viável, seu consumo de ar em stand-by é bastante desprezível, estimado em 36 litros/hora (10mL/segundo), proporcionando uma enorme economia de ar comprimido no decorrer dos anos, enquanto as antigas soluções bico-palheta as vezes tem o custo anual de energia superior ao preço do próprio instrumento.

O PFX-11302 tem varias funções de monitoramento e diagnóstico obtidos durante a operação da válvula. Estas informações podem ser importantes para determinadas situações que requerem manutenção preventiva e ou corretiva. Essas funções são conﬁguráveis e seus limites determinados via HART, como:

a) contador de alarmes.

b) posição de ﬁm de curso, totalmente fechado e aberto. c) banda morta, estática e dinâmica.

d) ciclos de operação do modulador piezo-elétrico. e) tempo de resposta do atuador.

f) horas de operação. g) integrador de movimento.

Cada um destes indicadores irá apontar para a área que requer manutenção corretiva ou preventiva.

Além destes parâmetros de diagnósticos, existe ainda a função de teste operacional que requer auxilio do softwares conﬁguradores , tais como:

a) Full Stroke Test. b) Step Response Test. c) Multi Step Response Test. d) Valve Perfomance Test.

Estes testes são indicados para avaliar a performance do sistema válvula e posicionador, (assinatura do sistema). Com eles é possível determinar os tempos de respostas, zona morta, sobre sinal, histerese, não linearidade e erros de posicionamento.

Tais testes são gravados em arquivos que serão utilizados para comparar com futuros testes e determinar a necessidade de manutenção do sistema.

(5)

Com o PFX-11302 no modo conﬁguração, o display e teclado irão permitir acesso as seguintes funções: 1) ajuste de correspondência do sinal analógico 4-20mA para 0 a 100%.

2) rampa de set point.

3) velocidade de acionamento. 4) valor inicial da banda morta

5) modo direto ou reverso com set point subindo válvula abre ou fecha. 6) limite do ângulo de posicionamento.

7) ajustes totalmente fechado e totalmente aberto. 8) alarmes sobre posição máxima e mínima.

9) condição para fechamento e abertura total no modo automático. 10) caracterização da curva da válvula.

11) alarmes funcionais.

Todas conﬁgurações dos modelos PFX-11302 são bastante similares e são também acessíveis via FHCONF e HPC+Droid para ter nível de acesso e maior visibilidade das reações de cada parâmetro.

C

onﬁguração

I

nformações estruturais

CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS

Tipo de alimentação de entrada analógica 2 ﬁos

Teste de isolação terminal / carcaça 500 Vdc / 1 minuto

Capacitância de entrada 20 nF

Indutânci de entrada 250 uH

Resistência de entrada 50 Ohm

Tensão de operação 18 a 35 Vdc

Mínima corrente de operação 3.6 mA

Proteção de entrada 30 mA

Sinal analógico de controle 4 a 20 mA

Sinal digital de controle HART 7

(6)

CARACTERÍSTICAS PNEUMÁTICAS NOTAS Pressão alimentação ar comprimido 1.4 ... 6 bar (20 ... 90 psi) (4) Outros gases para alimentação (sob consulta) N2, CO2 e gases nobres não inﬂamáveis

Qualidade do ar ou gás de alimentação ISO 8573-1 (classe 3) (4)

Conteúdo sólido, óleo e ponto de orvalho Classe 3 (4), (8)

Vazão de entrada para 2, 4 e 6 bar 18, 30 e 40 gpm respectivamente (4) Vazão de saída (tipo EXAUST) 2, 4 e 6 bar 35, 50 e 70 gpm respectivamente (7), (5), (6) Vazão de saída (tipo HOLD) 2, 4 e 6 bar 18, 30 e 40 gpm respectivamente (7), (5), (6) Consumo de ar do controle (sem movimento) < 0.2 gpm (4) Preferência de montagem Evitar condensação nos respiros (8), (9) Posição de segurança tipo HOLD (falha

elétrica e / ou pneumática)

Manter válvula na última posição (drift < 0.3 % / hora)

(11)

Posição de segurança tipo EXAUST (falha elétrica e / ou pneumática)

Mover válvula posição totalmente aberta ou fechada

(11)

Medidores de pressão manométrica Ø 25mm, plástico / bronze IP31 (4), (5), (6) Conexões pneumáticas 1/8 - 27 NPT fêmea

DADOS DE INSTALAÇÃO NOTAS

Braçadeiras e acoplamentos

Atuadores lineares IEC60534-6-1 NAMUR

Atuadores rotativos VDI / VDE 3845 e IEC60534-6-2 NAMUR

Atuador customizado Sob especiﬁcação do cliente (10)

Alcance do sensor de posição

Atuador linear 0 a 20, 50, 75 mm (acima de 75 sob consulta) Atuador rotativo 0 a 30, 90, ... 315º (multi-voltas sob consulta) Resistência a vibração do sensor de posição EN 837-1

Resistência a vibração do instrumento Oscilação harmônica senoidal conforme 60068-2-6-10

3.5mm 2 a 27 Hz 2 ciclos / eixo 5g 27 a 300 Hz

(7)

Choque 1/2 senoidal EN60068-2-6-64 5g, 4ms, 100 / eixo NOTAS

Oscilação contínua 2g não ressonante

OPERAÇÃO E ARMAZENAMENTO NOTAS

Temperaura de operação Padrão: -10 a 65 ºC Extendida: -30 a 80 ºC

Altitude de operação 2000m máximo

Umidade relativa 0 a 100% RH

Grau de proteção NEMA 4X IEC/EN 60529

Direção da montagem Sempre mantendo linhas pneumáticas sem condensação

(8), (9)

Amazenamento e transporte -30 a 80 ºC

Peso do instrumento 1,2 Kg

Dimensões Ver desenho mecânico

FUNÇÕES DE CONTROLE E DIAGNOSE NOTAS

Tipo de ação (conﬁgurável) SIMPLES e DUPLA Posição de falha (opção de fábrica) HOLD e EXAUST

Tipo de controle 5 pontos conﬁguráveis e adptativos

Controle customizado Sob consulta (11)

Zona morta 0.5 - 10% conﬁgurável e adptativa

Tempo de resposta < 125 ms

Tipo de sinal 4 - 20 mA com HART

Tipo de display TFT Gráﬁco Ø30mm

Teclas de ajustes 4 teclas e 2 chaves

Fonte de set point 4 - 20 mA, HART, LOCAL

Funções de set point Linear

Dumping Rampa Direto / Reverso Travel Limits High-Low Cutoff High-Low

(8)

Funções de caracterização de válvula Linear Abertura rápida Hiperbólica Tabela de pontos

NOTAS

Funções de alarme Contador de alarmes

Posição de ﬁm de curso Banda morta Contador de pulsos Tempo de resposta Totalizador de horas Totalizador de movimento Alarme de temperatura

Posicionador de Valvulas Eletropneumático a 2 ﬁos, com display gráﬁco e ajustes locais, carcaça de alumínio, com manômetros de plástico, conexões pneumáticas 1/8”-27NPT, conduíte elétrico 1/2”-14NPT.

Versão 4 - 20 mA com HART Atuador ação dupla Atuador ação simples

Posição de segurança EXAUST Posição de segurança HOLD Atuador ROTATIVO Atuador LINEAR Sensor posição local Sensor de posição remoto

EXEMPLO

C

ódigo de compra

: 0 : 0 : 1 : 0 (11) : 1 (11) : 0 (1) : 1 (2) : 0 : 1 (3) PFX-113020 0 0 0 0 0 PFX-11302 - - - - -- NOTAS Notas:

1) Inclui Gerador Magnético (ima rotativo) e braçadeira VDI/VDE 3845 (30x80x55). Braçadeiras especias sob encomenda . 2) Inclui dispositivo de acionamento para Gerador Magnético e braçadeira VDI/VDE 3845 (30x80x55).

3) Especiﬁcar comprimento do cabo para sensor remoto.

4) PZ = alimentação ar/gas comprimido... utilizar regulador de pressão com ﬁltro de linha com limpeza periódica, para evitar perda da garantia.

5) Y1 = acionamento da válvula porta 1... utilizar ﬁltro de linha no cilindro para evitar perda de garantia. Dispositivo para ajuste de vazão pode otimizar a malha do controle. 6) Y2 = acionamento da válvula porta 2... utilizar ﬁltro de linha no cilindro, para evitar perda de garantia. Dispositivo para ajuste de vazão pode otimizar a malha de controle. 7) EX = exaustão portas 1 e 2... quando utilizar gases sera necessário canalizar esta saída para o tanque de retorno.

8) ev = suspiro modulo pneumático...sempre na atmosfera, montar em direção que não acumule condensados

9) px = exaustão pressão piloto...atenção especial quando utilizar gases, mondar em direção que não acumule condensados, quando utilizar gases sera necessário canalizar esta saída para o tanque de retorno.

(9)

(10)

Observações:

1) Instalado em atuador Bray-93, utilizando braçadeiras VDI/VDE 3845 de 30x80x55mm, e com o gerador magnético rotativo acoplado no eixo do atuador.

1) Observar respiradores de bronze sinterizado nas tomadas ev e px, e silenciador de bronze sinterizado na tomada EX.

2) Não mostrados os ﬁltros de linha em Y1 e Y2 porém são importantes para eliminar detritos provenientes do cilindro pneumático do atuador.

3) Sempre utilizar regulador com ﬁltro de ar na entrada PZ.

(11)

I

nstalação em atuador linear

Observações:

1) Instalado em atuador FESTO DMG-200-50, utilizadas braçadeiras VDI/VDE 3845 de 30x80x55mm, e com o gerador magnético linear acoplado no eixo do atuador.

1) Observar respiradores de bronze sinterizado nas tomadas ev e px, e silenciador de bronze sinterizado na tomada EX.

2) Notar os ﬁltros de linha em Y1 e Y2 para eliminar detritos provenientes do cilindro do atuador. Notar também dispositivo de ajuste de vazão para otimização de controle.

(12)

A Fertron reserva o direito de fazer alterações ao design e funcionalidade de qualquer produto sem aviso prévio. A Fertron não se responsabiliza pelo uso ou aplicação indevida de nenhum produto. Nosso logo po é uma marca registrada da Fertron. HART é uma marca registrada do HART Communica on Founda on. © 2016 Fertron. Todos os direitos reservados.

Fertron Automação Industrial Ltda

Av. César Mingossi, 108 • Jardim das Palmeiras, Sertãozinho SP, Brasil 14177-000 Tel: +55 (16) 3946.5899 • [email protected] •