Posicionador digital PD - PDF
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Yasmin Gil Monteiro
1 Posicionador digital PD PFLEX - Protocolo Hart Descrição O posicionador PD - PFLEX, através da comunicação digital, utiliza o protocolo HART e recebe um sinal de entrada e controla a pressão de alimentação para o atuador da válvula de controle, fornecendo um preciso posicionamento da sua haste. O produto pode ser configurado através do protocolo HART via ajuste local com chave magnética, ou remotamente, através do HPC401 configurador baseado em Palm OS. As ferramentas de configuração incluem auto-tuning com procedimento automático de desempenho e curso do atuador, caracterização de vazão e tempo de resposta da válvula. A montagem pode ser feita em qualquer modelo de fabricantes de atuadores tipo globo e rotativo, simples e dupla ação. Características Facilidade de configuração - Excelente performance de controle de processo; - Auto calibração; - Configuração via ajuste local ou via software; - Curvas de caracterização usuais ou definidas pelo operador. Facilidade de instalação - Mesmo produto para montagem em atuadores de ação simples e dupla, válvula rotativa e linear. Através da seleção entre o imã é possível a montagem em atuadores rotativos ou lineares. Suporte de montagem para diversos fabricantes de válvulas. Interface local - Display rotativo facilita a leitura em qualquer posição. Ajuste local sem necessidade de abrir o equipamento. Diagnóstico de válvula - Diagnóstico para manutenção de válvula de controle. Componentes resistentes à corrosão - Pintura eletrostática epoxy e componentes em plástico de engenharia garantem proteção contra ambiente agressivos. O módulo eletrônico é totalmente encapsulado por resina para prevenir contaminação dos componentes e circuito eletrônico. Medida de posição sem contato mecânico - Leitura da posição da válvula realizada através de um sensor magnético de efeito Hall garante uma melhor performance em aplicações com alta vibração. Montagem remota - Para aplicações críticas como: altas temperaturas, válvula de tamanho reduzido, pequenos espaços de montagem ou de difícil acesso é possível montar o sensor de posição na válvula e a base do posicionador em uma tubulação ou na parede. Classificação elétrica - Certificação para áreas classificadas - prova de explosão e invólucro IPW66. 1
2 PFLEX - Posicionador digital PD - Protocolo HART Montagem em atuador linear Montagem em atuador rotativo Sistema de realimentação sem ligação mecânica elimina o contacto físico entre a haste da válvula e o posicionador Ambient temperature: -40 to +85ºC Supply pressure: 40 to 150 psi Sensors & Instruments Input: 4-20mA (20mA / 550 ohms) Digital Valve Positioner - PD Imã linear Imã rotativo Montagem Remota Ambient temperature: -40 to +85ºC Supply pressure: 40 to 150 psi Sensors & Instruments Input: 4-20mA (20mA / 550 ohms) Digital Valve Positioner - PD A montagem remota permite a montagem da base do posicionador ligada a unidade de feedback montada no atuador. Operação O PFLEX PD posicionador digital é um instrumento com sistema de realimentação por sensor Hall. O controle da posição é baseado no equilíbrio de dois sinais: um proporcional ao sinal de entrada e outro proporcional a da haste do atuador. O algoritimo do micro controlador compara o sinal de entrada da sala de controle e o sinal de realimentação do sensor Hall e determina para corrente enviar para a bobina eletromagnética baseado no algoritimo de posicionamento digital. À medida que aumenta o sinal de entrada, a corrente nas bobinas eletromagnéticas aumenta. Isso cria uma atração magnética entre o bico e a palheta, causando a restrição do bico pela palheta, o que aumenta a pressão do bico. Esse aumento provoca um deslocamento no diafragma, que empurra a mola de retorno, fazendo a abertura da válvula de carretel. Isso abre as saídas da válvula, fornecendo ar para a pressão de saída 1 e exaustão do ar de pressão de saída 2. O aumento da pressão de saída 1 faz com que a haste do atuador se mova. A posição da haste é detectada através do sistema sem contato físico do sensor Hall, que é eletricamente conectado a placa analógica. A haste da válvula continua a se mover até a posição correta a ser atingida. Neste ponto, a placa principal estabiliza a corrente de bobina eletromagnética e a válvula carretel está no sua posição de equilíbrio Uma diminuição do sinal de entrada reverte as ações acima descritas, provocando um movimento contrário, proporcional a haste do atuador. 2
3 Diagrama de bloco PLACA PRINCIPAL DISPLAY AJUSTE LOCAL FONTE 4 a 20 ma + FONTE DE ALIMENTAÇÃO - SINAL DE ENTRADA PROM HART MODEM CONVERSOR A/D CPU EEPROM RAM A/D LCD CONTROLADOR DE DISPLAY D/A TRANSDUTOR PLACA ANALÓGICA SENSOR DE TEMPERATURA VÁLVULA DE CONTROLE CONTROLE ATUADOR REGULADOR DE PRESSÃO RESTRIÇÃO BOBINA ELETROMAGNÉTICA BICO PALHETA SENSOR DE POSIÇÃO I M Â H A S T E VÁLVULA PILOTO VÁLVULA DIAFRAGMA MOLA DE RETORNO PRESSÃO DE ALIMENTAÇÃO VÁLVULA CARRETEL PRESSÃO DE SAÍDA 1 PRESSÃO DE SAÍDA 2 3
4 Especificações Funcionais Curso Movimento Linear: mm Movimento Rotativo: Sinal de Entrada e Protocolo de Comunicação Protocolo HART alimentação pelo loop de corrente 4 a 20mA. Fonte de alimentação Não necessita fonte externa, alimentação pelo loop de corrente 4 a 20 ma. Circuito de proteção contra sobrevoltagem até 60 Vdc. Circuito de proteção contra sobrecorrente até 25 ma. Escrita salva em caso de falha de alimentação. As variáveis críticas usadas pelo posicionador são salvas em memória, evitando que a partida do produto seja afetada pela perda de dados nos registros e variáveis do posicionador. Impedância de entrada 550 ohms Corrente mínima 3.8 ma Configuração Ajuste local através de chave magnética. Não é necessário abrir a tampa. Remotamente através de: - HPC401 configurador baseado em Palm OS Proteção contra Polaridade Reversa Não ocorrem danos ao equipamento se a fonte de alimentação de corrente (4-20 ma) for invertida ou se aplicar errôneamente uma corrente até 50 ma. (entre ± 60 Vdc). Saída Saída para atuador de 0 a 100% da fonte de pressão de ar fornecida. Ação simples ou dupla. Suprimento de Ar psi Limites de Temperatura Operação: -20 a 70 C Armazenagem: -40 a 90 C Display: -10 a 75 C operação, -40 a 85 C sem danos Sensor remoto: -40 a 105 C 4
5 Indicação Indicador digital (LCD) de 4½-dígitos numéricos e 5 caracteres alfanuméricos (Display de Cristal Líquido). Limite de umidade 0 to 100% RH (Umidade relativa) Caracterização de vazão Linear, igual porcentagem, abertura rápida e 16 pontos livremente configuráveis pelo operador. Auto Setup Procedimento de ajuste automático de desempenho e curso do atuador. O procedimento de calibração utiliza os limites de curso do atuador de 0% e 100% como pontos de calibração e calcula o melhor ajuste de ganho do conversor A/D buscando a melhor performance contra instabilidades internas antes de se tornarem aparentes no comportamento do curso. Faixa de ganho proporcional, integral e derivada Ajustável localmente ou via configuração Ajustável automaticamente durante procedimento de Auto Tuning ou Full Setup Tempo de curso Ajustável localmente ou via configuração Sensor de posição Imã, sem contato físico pelo efeito Hall. Disponíveis na versão integral ou montagem remota Espcificações de performance Resolução 0.1 % F.S. Repetibilidade 0.1 % F.S. Histerese 0.1 % F.S. Consumo de ar psi Vazão de saída psi Efeito da temperatura ambiente 0.05%/C F.S. 5
6 - Efeito da pressão de alimentação Desprezível Efeito da vibração Testado conforme IEC Uma busca pela frequência ressonante é realizada nos três eixos. O instrumento é submetido ao teste de resistência durante um período de 30 minutos em cada frequência de ressonância. Efeito da interferência eletromagnética Projetado para atender a Diretiva Européia-Diretiva EMC 2004/108/EC. Especificações físicas Conexão elétrica ½ - 14 NPT PG 13.5 e M20x1.5 opcionais através de adaptadores Invólucro elétrico IPW66 Certificações área de risco A prova de explosão Conexões pneumáticas Pressão de alimentação: duas conexões fêmeas 1/4-18NPT Pressão de saída 1 e 2: duas conexões fêmeas 1/4-18NPT Manômetros: duas conexões fêmeas 1/8-27NPT Material de construção carcaça : alumínio o-rings : borracha nitrílica diafragma: borracha nitrílica Peso Sensor remoto: 0,26 Kg Cabo: 1 kg 6
7 Dimensões - Posicionador digital PD 8 x rosca M6 profundidade 10 mm 35.3 Ø 16 mm exaustão saída 1 1/4 NPT saída 2 1/4 NPT alimentação 1/4 NPT Ø ,3 conexão elétrica 1/2 NPT manômetro opcional
8 Dimensões - Imã linear Dimensões - Imã rotativo A B 3 x 6,60 30,50 37,50 M3 x 0,5 x ,35 20 SEÇÃO A-A 6 3, M6x1.0-6H A 25,40 49,60 Curso do atuador Dimensões A B A até 30 mm até 50 mm até 100 mm 171,1 85,55 8
9 Chave de codificação 1. PRODUTO PD Posicionador digital 2. CERTIFICADO 0 sem certificado - aplicação uso geral EX prova de explosão 3. COMUNICAÇÃO ma, comunicação HART. Voltagem 30 V DC. Carga de malha: até 11 V DC / 20 ma correspondente a 550 Ω (máxima queda de voltagem) 4. CONEXÃO ELÉTRICA N ½ - 14 NPT 5. IMÃ - TIPO DE ATUADOR 0 sem imã 1 rotativo 2 linear - curso até 30 mm 3 linear - curso até 50 mm 4 linear - curso até 100 mm 8. MANÔMETRO 0 Sem manômetro 1 caixa aço inoxidável - conexão em latão 9. SUPORTE DE MONTAGEM 0 sem suporte de montagem 1 suporte aço carbono 2 suporte aço inox * Consulte a Sense para lista de seleção de suportes de adaptação para os modelos de atuadores de válvulas. ** A versão sensor remoto, será incluído um suporte adicional em forma de L, para montagem em tubo de OPÇÃO 0 sem opção E sem etiqueta F construção para altas temperaturas, o ring Viton para posicionador pneumático temperatura -10 a +120 C J filtro regulador de pressão M plaqueta de identificação aço inox 6. MONTAGEM SENSOR HALL 0 montagem integral 1 sensor remoto com cabo de 5 metros 2 sensor remoto com cabo de10 metros 3 sensor remoto com cabo de 15 metros 4 sensor remoto com cabo de 20 metros 7. MATERIAL 1 alumínio com pintura eletrostática preta 9
10 R. Tuiutí, 1237 Tatuapé CEP: tel: +55 (11) São Paulo - SP Brasil DIREITOS RESERVADOS 2014 SENSE Sujeito a mudanças sem prévio aviso. Esta documentação técnica é protegida por direitos autorais. Tradução, fotocópias e reproduções de qualquer espécie ou edição de partes, especialmente reedição foto mecânicas ou reprodução eletrônica, armazenamento em sistemas ou redes, não são permitidas sem permissão do proprietário dos direitos autorais, o descumprimento estará sujeito a processos civis e criminais. 10