Kontrola pracy zaworów elektrohydraulicznych i pneumatycznych oraz ich napędów

W wielu procesach technologicznych kluczową rolę odgrywa sprawny przepływ medium roboczego. Aby to umożliwić, konieczna jest skuteczna kontrola tego procesu przy pomocy zaworów, dlatego tak istotne jest zapewnienie ich prawidłowego funkcjonowania.

Zawory elektrohydrauliczne to urządzenia, które mają za zadanie zmieniać stopień otwarcia drogi przepływu medium roboczego, jakim jest ciecz, zwykle olej hydrauliczny. Są stosowane głównie w hydraulice siłowej np. w agregatach hydraulicznych do regulacji położenia, prędkości oraz siły poprzez sterowanie natężeniem i kierunkiem przepływu proporcjonalnie do wartości sygnału sterującego. Medium robocze wykonuje pracę wykorzystując do tego swoją energię (natężenie przepływu x ciśnienie).

Elektrozawory dzielą się przede wszystkim na rozdzielacze, które wymuszają właściwy kierunek przepływu oraz właściwe zawory np. dławiące czy przelewowe, które odpowiadają za określone ciśnienie i natężenie przepływu w układzie. Z kolei zawory pneumatyczne odpowiadają za sterowanie kierunkiem przepływu czynnika roboczego w pneumatycznych układach napędowych i sterujących – zwykle za sterowanie przepływem sprężonego powietrza. Zmiana kierunku przepływu odbywa się w zależności od konstrukcji zaworu rozdzielającego za pomocą ruchomego suwaka, płytki rozdzielającej lub grzybka. W układach sterowania pneumatycznego są wykorzystywane do realizacji przemieszczeń elementów wykonawczych – siłowników pneumatycznych o ruchu liniowym bądź wahadłowym i obrotowym, realizowania funkcji sterujących, regulacyjnych i logicznych.

Zawory pneumatyczne są ważnym elementem zwłaszcza napędów pneumatycznych do przepustnic (zaworów motylkowych). Te z kolei oraz zawory kulowe służą do regulacji przepływu mediów gazowych i płynnych np. wody grzewczej, ścieków, produktów spożywczych itd.

Efektywne sterowanie zaworami

W pneumatyce stosowane są zawory rozdzielające sterowane bezpośrednio lub pośrednio. Sterowanie bezpośrednie dotyczy zwykle niewielkich wielkości zaworów rozdzielających i odcinających sterowanych elektromagnetycznie. Wynika to z konieczności stosowania elektromagnesów o dużych mocach cewek niezbędnych do wytworzenia niezbędnej siły potrzebnej do pokonania oporów ruchu i ciśnienia elementu sterującego.

Zaletą sterowania bezpośredniego jest szybkie działanie zaworów oraz brak kontaktu medium roboczego z wewnętrznymi elementami elektromagnesów, prostota konstrukcji i brak konieczności wykonywania kanałów odpowietrzających.

Z kolei sterowanie pośrednie zaworami rozdzielającymi realizowane jest z wykorzystaniem dodatkowego zaworu pomocniczego nazywanego często „pilotem” (sterowanego w sposób bezpośredni), który to po przesterowaniu sygnałem elektrycznym lub ciśnieniem obcym, podaje ciśnienie czynnika roboczego na powierzchnię czynną suwaka zaworu podstawowego, powodując jego przemieszczenie. Zwykle stosowane jest również dodatkowe sterowanie mechaniczne zaworem pomocniczym pozwalające na przesterowanie zaworu bez podawania sygnału elektrycznego.

Zaletą sterowania pośredniego jest możliwość sterowania zaworami o dużych wielkościach natężenia przepływu z wykorzystaniem niewielkich mocy elektromagnesów.

Stała kontrola zaworów za pomocą czujników

Jednak, aby każdy proces przebiegał bez zakłóceń, konieczna jest nieustanna kontrola zaworów. Z pomocą w tej sytuacji przychodzi inteligentny czujnik zaworu np. Smart Valve Sensor od ifm electronic. Czujnik pozwala na pozyskiwanie ciągłej informacji zwrotnej o położeniu i bieżącą diagnostykę. Jest to możliwe dzięki monitorowaniu położenia w zakresie 360°, co zapewnia precyzyjną i ciągłą kontrolę stanu zaworu. Problemy takie jak zużycie lub dogging są niezawodnie wykrywane i bezpośrednio komunikowane użytkownikowi.

Dane te wspierają planowanie konserwacji, a także pozwalają uniknąć strat produkcyjnych. Dzięki zintegrowanemu interfejsowi komunikacyjnemu IO-Link w połączeniu z masterem IEM IO-Link, czujnik może być połączony z siecią za pośrednictwem różnych systemów magistrali, umożliwiając połączenie z systemem ERP.

Inteligentny czujnik zaworu dopasowuje ustawienia do oprogramowania aplikacyjnego (urządzenie LR) lub indukcyjnego przycisku uczenia. Można ustawić dowolne położenie krańcowe zaworu i wielkość zakresu pomiarowego. Trzeci punkt przełączania można wybrać, na przykład dla zaworów trójdrożnych lub wyłączania pompy, aby uniknąć skoków ciśnienia.

Z kolei interfejs komunikacyjny IO-Link umożliwia identyfikację różnych warunków zużycia. Z jednej strony czujnik posiada funkcję monitorowania szczelności, wskazującą na zmianę pozycji zamkniętej, która może wskazywać na odkładanie się lub zużycie uszczelki. Natomiast z drugiej strony można obliczyć różne pozycje i zmierzyć czas.