Válvulas neumáticas más inteligentes mejoran los sistemas de automatización

A medida que la industria de la automatización avanza hacia la transformación digital, algunos piensan que las tecnologías de fabricación probadas, como la neumática, pueden volverse "obsoletas". Sin embargo, las tecnologías neumáticas, como las válvulas de control, continúan evolucionando, incorporando sensores, interfaces de redes industriales, tecnología inalámbrica y funciones de control digital complejas que pueden mejorar significativamente las aplicaciones de automatización a través del acceso a información procesable más inteligente.

La tecnología de control de válvulas evoluciona

El control de las válvulas neumáticas y el monitoreo de los sensores de posición de los cilindros se lograron originalmente a través de un cableado discreto:cada salida del controlador lógico programable (PLC) se cableó individualmente a una bobina de válvula solenoide y se activó por separado, y los sensores de posición en los cilindros se conectaron nuevamente a la tarjeta de entrada del PLC. .

Esto se convirtió en una solución más práctica con la creación de válvulas y colectores enchufables. Todas las conexiones de las electroválvulas a las tarjetas de entrada/salida (I/O) del PLC se pueden realizar con un solo cable.

A medida que los sistemas de automatización se volvieron más sofisticados, la conectividad de comunicaciones de bus de campo (red industrial) se hizo más frecuente. Esto significaba que el PLC no solo podía controlar válvulas, sino también monitorear sensores y dispositivos, intercambiando datos de E/S a través de un cable de comunicación sin necesidad de tarjetas de E/S locales. Los manifolds de válvulas neumáticas naturalmente comenzaron a incorporar interfaces de bus de campo y capacidad de E/S para proporcionar paquetes completos de válvulas neumáticas que eran más versátiles y estaban diseñados para integrarse fácilmente con plataformas de automatización más inteligentes y sofisticadas.

El control electroneumático optimiza la regulación de presión

Los avances en la tecnología, el rendimiento y la versatilidad de las válvulas dieron un gran paso adelante con la integración de capacidades de control electroneumático en el manifold de válvulas. Como se vio con los colectores de válvulas, también se lograron avances con los reguladores proporcionales. Las nuevas tecnologías permitieron controlar estos dispositivos con mayor precisión mediante señales digitales y también permitieron la integración de la conectividad de bus de campo, optimizando los requisitos de fuerza y ​​presión para el sistema de producción.

Este nivel avanzado de combinación de control direccional y de presión eleva el valor y la versatilidad de la neumática para una amplia gama de aplicaciones de automatización y permite un control mayor, más preciso y optimizado en el proceso de fabricación.

Por ejemplo, el control electroneumático AVENTICS™ de Emerson se utiliza en sistemas de soldadura para la fabricación automatizada de arrancadores de motores. Aquí, una armadura premontada se transporta en paletas de piezas de trabajo, se alinea para la detección de posición y se coloca en posición para soldar mediante pinzas accionadas neumáticamente. Después de la soldadura, las pinzas adicionales devuelven las armaduras a las paletas de piezas de trabajo que las transportan al siguiente paso de producción.

La supervisión y el control de procesos mejorados ofrecen nuevas oportunidades Los reguladores de presión electroneumáticos, combinados con un colector de válvulas avanzado con comunicación de bus de campo integrada, optimizan los procesos de soldadura por difusión con una presión controlada dinámicamente que se puede adaptar con precisión a la aplicación. Al mismo tiempo, la inteligencia integrada en el manifold monitorea y documenta todas las funciones de la válvula, controlando las pinzas para un mejor nivel de control de calidad y seguimiento del proceso.

Uno de los objetivos clave de la transformación digital en la fabricación es recopilar información procesable que permita un control más sofisticado y optimizado de cada paso en un proceso de producción. La inteligencia integrada en los sistemas de válvulas neumáticas brinda nuevas oportunidades para ese tipo de monitoreo y control. Para una válvula clasificada para brindar una vida útil adecuada de 120 millones de ciclos, a 100 millones de ciclos, un sistema de mantenimiento predictivo bien diseñado puede capturar y usar esos datos para realizar una acción de inspección y mantenimiento o implementar una solicitud de compra automatizada para un reemplazo. dispositivo antes de que la unidad realmente falle.

A medida que los componentes neumáticos se vuelven más inteligentes, generan puntos de datos adicionales que incluyen diagnósticos, estadísticas de uso y datos de por vida en los sistemas de producción donde se utilizan. Estos datos son más valiosos cuando se utilizan para administrar los sistemas de producción de manera más eficiente, controlar el consumo de energía y maximizar el tiempo de actividad.

Sin embargo, todos estos datos de dispositivos y subsistemas inteligentes tienen el potencial de sobrecargar la red de control de la máquina y afectar el rendimiento del control. Algunos fabricantes de componentes neumáticos como Emerson ofrecen "puertas de enlace" o "concentradores" de monitoreo neumático inteligente que agregan y organizan datos de rendimiento neumático y los entregan a través de rutas paralelas separadas a los sistemas de gestión de la planta. Estos concentradores pueden ser independientes de la arquitectura de control de procesos, utilizando OPC UA, MQTT, HTTP o vías de correo electrónico para enviar alertas y datos de rendimiento a nivel de sistema y dispositivo.

Los beneficios de la información crítica de diagnóstico o las capacidades clave de puesta en marcha pueden volverse difíciles de obtener cuando un sistema de válvulas neumáticas está montado en el aire o en el interior de una máquina. Por ejemplo, el clip del módulo inalámbrico de recuperación automática (ARM) de AVENTICS de Emerson brinda fácil acceso a las sólidas funciones de diagnóstico y puesta en marcha de la plataforma de bus de campo AVENTICS Serie G3 a través de un sitio web móvil que se puede usar en dispositivos con capacidad Wi-Fi sin una aplicación.

Los sistemas de válvulas neumáticas diseñados para la transformación digital ahora incorporan características y tecnología que brindan un nuevo nivel de control de precisión para aplicaciones y actuadores neumáticos.

Debido a la electrónica más avanzada dentro de los módulos de control del sistema de válvulas, los diseñadores ahora pueden incorporar controladores proporcionales, integrales y derivados (PID) para aplicaciones de posicionamiento neumático que aplican automáticamente una corrección precisa y sensible a una función de control.

Con estas capacidades neumáticas de alta tecnología, no solo es posible proporcionar una precisión de movimiento de punto final del sistema más precisa, sino que, junto con el PLC, también es posible cambiar del control de posición al control de fuerza en tiempo real y ajustar las secuencias de movimiento. para niveles muy altos de automatización, rendimiento del producto, confiabilidad y repetibilidad.

Válvulas neumáticas más inteligentes para la era de la transformación digital

Las válvulas neumáticas han evolucionado constantemente para ayudar a los fabricantes de equipos originales y a los usuarios finales a aprovechar al máximo la tecnología neumática en sus sistemas de automatización. Además, muchos proveedores de tecnología neumática han mejorado sustancialmente su configuración en línea y sus herramientas de pedido para que sea eficiente y fácil obtener los componentes que los fabricantes de máquinas necesitan en plazos de entrega cortos.

Estas herramientas simplifican lo que alguna vez fue un proceso lento de pedir múltiples elementos que componen el sistema de válvulas (subbases, montajes y componentes electrónicos, así como las propias válvulas) para comprar un conjunto completo. Ahora, estos configuradores en línea facilitan el pedido de un conjunto de válvula seleccionando las interfaces de bus de campo, los módulos de E/S integrados y otras características, completos con dibujos CAD como parte del paquete sin necesidad de conocer los números de pieza o los matices del sistema. Estas herramientas permiten tanto a los OEM como a los usuarios finales obtener una configuración completa en un proceso de compra condensado y más confiable.

Aprovechando el poder de la electrónica y la tecnología modular de vanguardia, las válvulas neumáticas como parte de una plataforma de control y movimiento neumático inteligente completa proporcionan una opción tecnológica comprobada, rentable y versátil para una amplia gama de iniciativas de transformación digital para automatización y aplicaciones de fabricación.

Este artículo fue escrito por Marchelle Forish, gerente de marketing de productos, válvulas y sistemas de válvulas para control de movimiento y fluidos en Emerson, Florham Park, NJ. Para obtener más información, visite aquí .