Baixe Hidraulica Proporcional - SENAI - MG e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Produção, somente na Docsity! FIEMG SENAI Minas Gerais SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL CENTRO TECNOLÓGICO DE ELETROELETRÔNICA“CÉSAR RODRIGUES” CENATEC EM ELETROELETRÔNICA HIDRÁULICA PROPORCIONAL Rua Santo Agostinho 1717 - Horto - Belo Horizonte - MG - CEP 31035-490 Tel.: (031) 482-5582 - FAX (031) 482-5580 e-mail: cetekOfiemg.com.br - home page: www.senai-mg.org.br/cetel Hidráulica Proporcional Hidráulica Proporcional INTRODUÇÃO Tendo em vista a competitividade de mercado e a exigência cada vez maior de qualidade e custo, faz-se necessário uma adaptação das instalações de produção à essas exigências. A precisão de movimentos, forças e torques agregados aos respectivos pontos operacionais, representam a solução ideal para essa questão. Tais características figuram como grandes vantagens da hidráulica. As evoluções tecnológicas dos setores elétrico, eletrônico e de informática, contribuem decisivamente para a concepção de máquinas e de equipamentos hidráulicos cada vez mais precisos, culminando em processos de automatização nas mais diversas áreas da produção que aliam perfeição, segurança e principalmente qualidade. A evolução da técnica da automatização com comandos hidráulicos iniciou-se no âmbito das válvulas direcionais como as válvulas de comando (função on/off), cujos carretéis não podem assumir posições intermediárias. Mais tarde, seria utilizada nas indústrias a hidráulica de aviação, as válvulas de ação permanente ou servoválvulas, com função linear. Porém, o elevado custo e sensibilidade desse tipo de válvula limitou sua aplicação somente onde não se podia mais utilizar as válvulas de comando. Daí surgiu a necessidade de desenvolver um grupo de válvulas que ocupassem a posição intermediária entre as válvulas de comando e as servoválvulas. Essas válvulas são denominadas de válvulas proporcionais. Pertencente ao grupo das válvulas de ação permanente, as válvulas proporcionais têm características de tempo ajustável que permite qualquer posição intermediária, adaptando-se às condições operacionais necessárias. Válvulas de regulagem Válvulas de comando Doc] Servoválvulas Válvulas proporcionais Quadro comparativo entre características de distinção entre válvulas de comando e proporcionais: Hidráulica Proporcional O torque resultante move a armadura contra a mola, sendo o percurso proporcional à corrente. A grande vantagem da utilização do motor de torque é o seu ótimo comportamento dinâmico, porém os altos custos de produção tornam muito caro. SOLENÓIDE PROPORCIONAL O solenóide proporcional surgiu com o desenvolvimento adicional do chaveamento magnético (seus princípios de funcionamento serão detalhados posteriormente ). Hidráulica Proporcional Sistemas dos solenóides. Geralmente os solenóides proporcionais são solenóides de corrente contínua para o comando elétrico linear de Válvulas. Distinguem-se os solenóides comandados por força e os solenóides comandadas por curso com ou sem (regulagem de posição) “malha fechada". Comparação do solenóide proporcional (comandado por curso) com o solenóide standard. | - | 1=constante sá À a) Solenóide proporcional b) Solendide normal força magnética F=-— Le faixa de trabalho >| curso magnético h e Esta representação mostra que a força magnética F no solenóide standard e uma corrente de entrada | constante, depende do curso magnético(h). Isto significa: a força magnética aumenta quando aumenta o curso magnético (h ). Para a faixa de trabalho do solenóide proporcional, porém, a força magnética Fx depende apenas da corrente da entrada Ix. Isto significa que a uma corrente de entrada Ix constante, a força magnética Fx também se mantém quase constante sobre todo o curso magnético h. Como o custo e a performance igualam-se à demanda, esse tipo tem tido grandes avanços no mercado consumidor nos últimos anos . E preferível mudar a força magnética através da mudança de corrente do que através da mudança de tensão. Em uma bobina normalmente ocorrem variações de temperatura ocasionando mudanças de sua resistência característica, portanto o controle pela simples variação de tensão não garante uma proporcionalidade em relação à força magnética. Motor de passo: Por causa da perfeição, o motor de passo deveria também ser mencionado aqui. O motor de passos é distinguido de outros atuadores através de suas condições de acionamento digital. Aqui, dois enrolamentos são alojados sobre um ímã permanente que serve como rotor. O rotor pode ser girado passo a passo através de reversão magnética do núcleo em arco de um eletroimã e usando uma corrente que muda (de acordo com o tempo) o fluxo através do enrolamento. Hidráulica Proporcional É] É uy Vantagem: acionamento digital. Desvantagem: circuito complexo. Uso limitado sem perdas mecânicas ou elétricas. ÁREAS DE APLICAÇÕES PARA SOLENÓIDE PROPORCIONAL Em aplicações práticas, frequentemente é necessário fazer deslocamentos ou forças proporcionais à corrente elétrica. Isto pode ser feito por solenóide proporcional. Vantagens das válvulas proporcionais sobre as convencionais: - adaptação constante de forcas e velocidades - controle remoto elétrico - circuito hidráulico reduzido O diagrama a seguir mostra a válvula proporcional como um componente de ligação na tecnologia de controle, a válvula proporcional é a interface entre um controlador e o comando hidráulico. Esquema geral de um controlador com válvula proporcional: =) ss No ; o 1- controle remoto manual 2- controle programado 3- eletrônico 4- estágio amplificador Hidráulica Proporcional b) Solução com uma válvula proporcional de controle direcional. (sem fazer uso da possibilidade de ajustar rampas por transições graduais). Relés operados digitalmente executam o valor ajustado pelo potenciômetro, tomando a vazão hidráulica proporcional e também a saída, permitindo movimentos proporcionais do cilindro através da válvula. A partida das transições entre os vários estágios de comutação são ainda repentinos. Diagrama tempo-deslocamento: g Start . S S4 SA aaa ae T Diagrama do circuito elétrico e hidráulico: + $ 19 H 2 q Ts Ra el Td dl EEE Reference values a it ks] c) Solução com válvula proporcional direcional usando o gerador de rampas para aceleração e desaceleração. Quando o potenciômetro de rampa é ajustada, os valores ajustados solicitados não são atingidos bruscamente mas sim com os incrementos e decrementos lineares de acordo com os valores especificados. Para cada saída do amplificador proporcional, existe normalmente um potenciômetro para ajustar a rampa de subida e um para a descida. O tempo de rampa depende do ajuste do potenciômetro e do nível do valor ajustado. 10 Hidráulica Proporcional Diagrama tempo-deslocamento: 123 b $ —+& I Start 47 , S 8 q 2 + 10 % T Diagrama do circuito elétrico-hidráulico: b - gerador de rampa q Hidráulica Proporcional TECNOLOGIA PROPORCIONAL Neste capítulo veremos as qualidades do solenóide proporcional tal qual apresentamos no capítulo 1 e sua interação com o estágio de atuação hidráulica. CONSTRUÇÃO Solenóides proporcionais são construídos de acordo com os mesmos princípios dos tipos lineares convencionais. As características mais importantes que os distinguem dos solenóides de chaveamento convencionais são as seguintes: a) a natureza da forca magnética - característica de deslocamento. b) maior precisão dos componentes individuais influenciando o efeito magnético. c) baixo atrito da armadura magnética. d) o impacto normalmente menor. Para atingir a função proporcional na região de deslocamento de potência, a curva característica forca magnética -deslocamento, é adequada a sua aplicação particular. Isto se consegue experimentalmente Pelo CONE DE COMANDO. As forças magnéticas são comparáveis àquelas dos solenóides de controle simples do mesmo tamanho. Comportamento análogo deslocamento-corrente de um solenóide Proporcional que age contra uma mola: a) Característica força — deslocamento b) Característica corrente —deslocamento De 1 a 4- característica força — deslocamento para corrente |, a |, e 5 para característica da mola. Aqui é apresentada a característica de um solenóide proporcional. A característica força-deslocamento é projetada para ser horizontal ou angular. Desta forma, pontos de intersecção entre a força magnética e a forca contrária são atingidas possibilitando um posicionamento preciso e, portanto, existe uma relação proporcional entre o deslocamento e a corrente. Também existe proporcionalidade entre a corrente | e a forca F exercida pela armadura do solenóide. 12 Hidráulica Proporcional VÁLVULA LIMITADORA DE PRESSÃO PROPORCIONAL Com a válvula limitadora de pressão proporcional, as operações de alteração de pressão , podem ser ajustadas eletricamente. Projeto: O dispositivo consiste em um cartucho que pode ser fixado (fig. 1) e inserido numa base especial (fig.2). Montagem furo padrão A6 DIN 24340 - ISO 04401* 15 Hidráulica Proporcional ha “22 tie Leon Figura 1 Figura 2 16 Hidráulica Proporcional FUNCIONAMENTO: O método de operação corresponde àquele da válvula convencional limitadora de pressão pilotada. A haste do solenóide proporcional (1) atua no cone de vedação via mola (4). Com o assento de vedação forma-se o estágio de piloto. O solenóide proporcional que controla o movimento do cone produz a força de sustentação necessária para o estágio piloto via mola (4). Então a alteração da pressão é especificada pelo estágio piloto. Enquanto a pressão na entrada A não excede este valor, a mesma pressão existe em ambos os lados do pistão principal (6) e os dois estágios estão fechados para mola (5) e pistão (ó), formando o estágio principal. Se a pressão que foi ajustada é excedida, a válvula de assento (2), (3) abre. O piloto de controle central fluindo via (Z) causa uma queda de pressão nos estreitamentos (7) e (8) abrindo o estágio principal. O estado de equilíbrio é encontrado quando a pressão em (A) atingir o valor preestabelecido. A mola (5) tem a função de manter um resíduo de pressão na entrada A quando o solenóide está desenergizado . Este valor é continuamente somado a pressão de controle especificada. Observação: A canalização (Z) para o fluxo de retomo do piloto central deve estar sempre conectada ao tanque. CURVA CARACTERÍSTICA DA VÁLVULA LIMITADORA DE PRESSÃO PROPORCIONAL CURVA CARACTERÍSTICA CURVA CARACTERÍSTICA CORRENTE — PRESSÃO FLUXO - PRESSÃO pl bar 1 pl dar 1 Oi - ASEOL 16-706 Vas Dil ASEOL 14-708 u PE J0malAs dcSH ss fones 20H O J0malA (eSt) a MM TT a siZm tor 200 se EL Sa s 4 0 0 200 0 400 500 600 WO 80 Timal 21234 956 7/8 014] DADOS TÉCNICOS: pressão máxima: 16000KPa (1600bar/2320psi) pressão ajustada a 700 mA: 6000 KPa (60bar/850psi) tensão nominal: 24 corrente nominal: 700 mA resistência nominal 200C/600C: 24/30 Ohm 17 Hidráulica Proporcional Caso um sinal de entrada crescente ou decrescente, pare ou reinicie (no mesmo sentido), não há nenhuma resposta imediata do sistema hidráulico. O valor de sinal de entrada necessário para promover essa resposta é expresso em porcentagem da corrente máxima. Isto é conhecido como sensibilidade de resposta. Sensibilidade de resposta = Delta la x 100% Imax A sensibilidade de resposta e a resolução controla o degrau do sinal de saída, mesmo que o sinal de entrada seja análogo. b) Linearidade e histerese: Histerese é a medida do atrito no carretel e a perda mecânica e magnética no enrolamento. Q a) valor da histerese b) valor da linearidade Detalhe da histerese: AA al Histerese: é expressa em valor como sendo desvio percentual máximo do sinal de entrada para o mesmo fluxo através de toda linha característica (de zero para máximo e de máximo para zero). O desvio é expresso como sendo o valor percentual máximo. 20 Hidráulica Proporcional Histerese da corrente = Delta | x 100% O desvio da linearidade é a metade da figura, entre as duas retas tangenciais em relação à linha característica. Deslocamento zero: Por intermédio de um potenciômetro é possível ajustar uma corrente específica de magnetização e, portanto, reduzir a zona morta. Fluxo zero: Válvulas direcionais diretamente controladas: O vazamento intemo de P para A e P para B sem sinal de entrada elétrico é denominado fluxo zero. Este vazamento depende da pressão na entrada P. Válvulas direcionais indiretamente controladas: Os vazamentos ou perdas de fluxo de óleo do piloto e os vazamentos de óleo de P para A e P para B. com um sinal de entrada = zero também são denominados fluxo zero. O vazamento de óleo depende da pressão em P. Reprodutibilidade: Em válvulas direcionais e de pressão, para uma dada corrente de entrada, a válvula produzirá uma certa resposta (fluxo, pressão) no sistema hidráulico. Dependência da temperatura: A resistência do enrolamento dependente da temperatura. O coeficiente de expansão “alfa”, a variação de temperatura "delta" e a resistência inicial "Ro" produzem a resistência de trabalho Rw. Rw=Ro+(1+"alfa". "delta" ) "alfa" = 0.00391 / graus celcius (valor para o cobre) 21 Hidráulica Proporcional Se o solenóide proporcional for trigado com uma fonte de corrente contínua (conversor Uí), a modificação da temperatura não terá importância. Sobreposição: a) Sobreposição zero: Não havendo corrente de entrada o carretel fica centrado; não há fluxo. Se a corrente de entrada movimentar o carretel para fora do centro, as bordas de controle deslizarão na direção apropriada. *Q -Q b) Sobreposição positiva: As secções transversais de controle permanecem fechadas na região /e/ < "delta e”. Com /e/ > “delta e" ocorre um fluxo contínuo através das bordas de controle. +Q A. VÁ .4e -Q Z 22 Hidráulica Proporcional AMPLIFICADOR PROPORCIONAL DE UM CANAL Vários grupos de circuitos eletrônicos são requeridos para controlar o solenóide proporcional. O amplificador proporcional de um canal que será descrito aqui é um projeto simples e sua estrutura é puramente didática. 7 t + 18 E tlgsiii vista frontal do painel 25 Hidráulica Proporcional 1- Pólo Ov da fonte de alimentação (-) a- Pólo 24v da fonte de alimentação (+) 3- Pólo saída do amplificador (sem polarização para válvula) 4- Pólo saída do amplificador (-) (não é igual a Ov) ' 5- Led controle do amplificador 24v alimentado 6- Led controle do amplificador + 15v alimentado 7- Led controle do amplificador - 15v alimentado 8- Potenciômetro de precisão de 10 posições para pré- selecionar valores de referência intemos. 9- Chave para pré-selecionar valores "interno ou externo”. 10- Chave liga-desliga para rampa.* 11- Relé 24v para desligar as rampas.* 12- Potenciômetro para ajuste de tempo de rampa para sinais de entrada crescentes. 13- Potenciômetro para ajuste do tempo de rampa para sinais de entrada decrescentes. 14- Pino de entrada extemo.(valores de referência de O a + 10V). 15- Terra interno (pode ser conectado ao Ov). 16- Símbolo para amplificador 17- Representação simbólica da função RAMPA 18- Led controle "saída" de corrente, a intensidade luminosa indica a intensidade de corrente. 19- Led controle "rampa decrescente ligada” 20- Led controle "rampa crescente ligada” 21- Potenciômetro "corrente básica ou mínima” 22- Potenciômetro "corrente máxima" 23- Potenciômetro "frequência de dither" * Arampa está efetivamente ligada quando a chave de rampa está na posição ligada e o relé desenergizado. 26 Hidráulica Proporcional DADOS TÉCNICOS DO AMPLIFICADOR PROPORCIONAL DE 1CANAL Tensão de alimentação: 24 VDC + 10% (Ripple residual <10%) Formado intemamente por: Tensão de alimentação: ++ 15V Corrente de saída: O a 700 mA, corrente nominal pode atingir até 1,5 A, com modulação de pulsos. Tempo de rampa: 0,1 a 5 segundos Corrente básica mínima ajustável : O a 500 mA Corrente básica máxima ajustável: 350 mA a 1,5 A Frequência de dither: 100 Hz; ajustável de 100 a 200 Hz Entrada de valor de referência "externo": O a +/-10V ; resistência de entrada de 75 Kohm Desativar rampa externa: Relé de 24V /30 mA, sem polaridade obs: Todas as entradas e saídas são à prova de curto-circuito e estabilização de voltagem para 24V. PARTIDA E TESTE DAS FUNÇÕES ATUAÇÃO ELETRICA DA VÁLUVLA A válvula proporcional pode ser ligada à saída do amplificador (3,4). Se a chave (19) “INT - EXT" está em INT, o potenciômetro de 10 voltas pode ser usado para ajustar o sinal da corrente de saída para o solenóide, o LED (18) alterará seu brilho com o aumento ou a diminuição da corrente. FUNÇÃO RAMPA A função rampa impede que o sinal chegue ao seu nível máximo instantaneamente, fazendo com que isto ocorra gradativamente com um certo atraso de tempo . SINAL DE ENTRADA TEMPO SINAL DE SAÍDA (13 — TEMPO 27 Hidráulica Proporcional VALOR DE REFERÊNCIA REFERÊNCIA & REFERÊNCIA 1 TEMPO Exemplo: Com o mesmo ajuste de rampa um longo tempo de rampa resulta do valor de referência 2 para o valor de referência 1.Para demonstrar a influência circuito de rampa, o amplificador proporcional de um canal possibilita as seguintes facilidades: - ajuste do valor de referência no potenciômetro (8) pode ser ligado ou desligado pela chave (9). - mesmo processo pode também ser obtido através do relé (11). - Os sinais dos LEDS (19) e (20) indicam que o circuito de rampa está ativo. ESTÁGIO DE SAÍDA Neste circuito, o sinal de entrada preparado é convertido para sinal de saída. O grau de saída do amplificador é indicado pela luminosidade do LED (18). A fim de eliminar as mudanças na resistência elétrica do solenóide, os solenóides proporcionais são dirigidos por uma corrente controlada. A força de um solenóide é determinada pela intensidade da corrente. O atrito estático da armadura reduz grandemente a curva característica de um solenóide. Entretanto, a armadura é mantida em uma oscilação contínua mínima até que somente o atrito de movimentação seja efetivo. Por esta razão, o sinal de saída é pulsado com modulação, a frequência do sinal permanece a mesma (frequência de dither), mas está ligando e desligando na variação do comprimento. A frequência de dither pode ser ajustada com o potenciômetro . (Trimming, no lado oposto do módulo ) de 100.Hz até 200 Hz. No caso da válvula estar parcialmente trigada, o sinal de dither chega a fazer um ruído de zumbido. 30 Hidráulica Proporcional 4/T = FREQUÊNCIA DE DITHER T=const. tua gn] h O TEMPO T é DEPENDENTE Uy t DO SINAL DE ENTRADA 1 = CORRENTE MAGNÉTICA 0 TEMPO DURAÇÃO DO PULSO DE MODULAÇÃO , A curva característica do amplificador é transferida com o valor de referência zero , a válvula está trigada no ponto hidráulico. No caso de válvulas proporcionais da FESTO DIDACTIC, a partida da zona de trabalho é aproximadamente 150 ma. AJUSTE DA CORRENTE MÍNIMA E MÁXIMA A fim de permitir a compensação dos efeitos da SOBREPOSIÇÃO da válvula e o solenóide proporcional, cuja curva característica não é linear até que um ponto de reação seja encontrado, uma corrente determinada (corrente mínima) flui com uma constante de referência de sinal de valor zero. A corrente mínima pode ser ajustada pelo potenciômetro (21) na face frontal do amplificador, para coordenar o amplificador em diferentes válvulas. I máx é ajustável com Ino TET——=— == ——5, o potenciômetro (22) I básica é ajustável com o potenciômetro (21) Lpasic s 1S0mA CORRENTE MAGNÉTICA 0 . 10V VALOR DE REFERÊNCIA 31 Hidráulica Proporcional O ponto final da curva característica do amplificador é determinado pelo ajuste da corrente máxima. O valor de referência máxima (valor de referência do potenciômetro 8, para a direita), pode ser ajustado para a corrente de saída 700 mA com o potenciômetro, alcançando a máxima resolução possível no potenciômetro de valor de referência. OBS: Um amperímetro universal pode ser usado para medir a corrente elétrica quando este é conectado na linha do plug do solenóide. VALOR DE REFERÊNCIA [= 3 I | [ / ] SOLENSIDE . k CONTROLE ELETRÔNICO O amplificador mostrado na figura abaixo possibilita um controle analógico do solenóide através da tensão de entrada (Ue) ou com o uso do potenciômetro de precisão . Ele também possibilita a seleção de até quatro valores fixos de controle para válvulas de controle proporcional. Isso corresponde a até quatro velocidades, controlando tanto o curso de avanço quanto o curso de retomo de um cilindro, ou ainda, a direção do sentido de um motor hidráulico. Além disso, as rampas podem ser utilizadas para fazer mudanças suaves de velocidades ou sentido. n É hem ty fem ——w — ms D T U I l Rd U, d U——————— A figura anterior representa o princípio construtivo de um amplificador analógico para válvulas. 1- Ajuste de velocidades 2- Ajuste de rampa 32 Hidráulica Proporcional aproximadamente 20% da corrente nominal . A oscilação resultante tem a amplitude de aproximadamente 1 a 5 centésimos de milímetro. ESTÁGIO FINAL (CONVERSOR UI) É característica das válvulas proporcionais que a saída hidráulica (pressão, fluxo) seja diretamente proporcional á corrente do solenóide. Daí surge a tentativa eletrônica de converter o valor de tensão de referência U (do potenciômetro ou outro sinal) na corrente | para alimentar o solenóide determinado por um valor de referência isolado. Flutuações na tensão da linha (limites) e aquecimento do solenóide não poderão ter efeito nessa corrente. Essa fonte de corrente constante é executada com um loop de controle eletrônico que, continuamente, compara o valor de referência aplicado á entrada com o valor real de corrente medido por um SHUNT (por ex: resistência de valor mínimo atravessada por uma corrente magnética, controlando o estágio final ). Essas medidas resultam automaticamente num curto circuito de proteção do amplificador de controle. A figura abaixo mostra um esboço do projeto do circuito e o diagrama de fluxo do sinal de um conversor U/1. 35 Hidráulica Proporcional AMPLIFICADOR PROPORCIONAL DE 2 CANAIS O amplificador de dois canais traz internamente todos os circuitos necessários para controle de válvulas proporcionais com dois solenóides. Pode, portanto, controlar movimentos em duas direções. A princípio, os grupos de funções são os mesmos que o amplificador de um canal (Ajuste de referência, circuito de rampa, estágio final, etc...). oras 5% dos TA | M É 13 26 w2z 1 Designação dos componentes da placa amplificadora: 1- Pólo negativo (fonte de alimentação) OV 2- Pólo positivo (fonte de alimentação) 24V 3- Pólo saída positivo A (sem polaridade para solenóide) 4- Pólo saída negativo A (sem polaridade para solenóide) 5- Pólo saída positivo B (sem polaridade para solenóide) 6- Pólo saída negativo B (sem polaridade para solenóide) 7- LED controle "24 V ligado " 8- LED controle "+ 15 V ligado" 9- LED controle "- 15 V ligado" 36 Hidráulica Proporcional 10- Entrada externa, valor de referência analógico O a +10V 11- Terra interno, pode ser conectado a O V 12- Potenciômetro para constante 1 13- Potenciômetro para constante 2 14- Potenciômetro para constante 3 15- Potenciômetro para constante 4 16- Relé 24 V para seleção da constante 1, sem polaridade 17- Relé 24 V para seleção da constante 2, sem polaridade 18- Relé 24 V para seleção da constante 3, sem polaridade 19- Relé 24 V para seleção da constante 4, sem polaridade 20- Chave para seleção manual da constante 1 21- Chave para seleção manual da constante 2 22- Chave para seleção manual da constante 3 23- Chave para seleção manual da constante 4 24- LED controle constante 1 selecionada 25- LED controle constante 2 selecionada 26- LED controle constante 3 selecionada 27- LED controle constante 4 selecionada 28- Potenciômetro para ajuste tempo de rampa, solenóide A "subida" 29- Potenciômetro para ajuste tempo de rampa, solenóide A "descida" 30- Potenciômetro para ajuste tempo de rampa, solenóide B "subida" 31- Potenciômetro para ajuste tempo de rampa, solenóide B "descida" 32- Símbolo de representação função "rampa" 33- Potenciômetro "corrente mínima B" 34- Potenciômetro "corrente mínima A” 35- Potenciômetro "corrente máxima" 36- Símbolo para amplificador do solenóide A 37 Hidráulica Proporcional tempos de subida e descida do solenóide B. O efeito do circuito rampa pode ser visto claramente quando a saída A (0.0) ou a saída B (10.0) está ativada pelo potenciômetro (40), a chave (41) é comutada do "INT" (referência = máx.) para "EXT" (referência = 0). O tempo de progressão da corrente no solenóide pode ser visto na variação da intensidade luminosa dos LEDS (38) ou (39). Se o potenciômetro da rampa de "subida" estiver todo à esquerda e o potenciômetro de "descida" todo à direita, a influência do tempo de variação da rampa pode ser claramente observado. Descrição da função: O amplificador proporcional de dois canais contém grupos de funções similares ao amplificador de um canal: Geração de valores de referência, circuitos de rampa e estágio de saída para dois solenóides. VALOR DE CIRCUITO | | ESTÁGIO VALUULA REFERÊNCIA DE RAMPA DE SAÍDA PROPORCIONAL Uma válvula usando dois solenóides torna complicado o projeto do amplificador. Sendo que a seleção dos valores de referências é também oferecida no mesmo circuito. GERAÇÃO DD VALOR CIRCUITO ESTAGIO DE REFERÊNCIA DE RAMPA DE SAÍDA Externai Internal T I . e t Fixed e LA VALORES DE REFERÊNCIA A tensão para os valores de referência estão entre - 10 V a + 10 V. Um valor de referência positivo controla a saída A, um valor negativo controla a saída B. Os valores de referência podem ser formados por três diferentes fontes. Com a chave de três posições (41) é decidido qual escolha será usada (EXT/INT/FIX). Somente uma fonte de tensão é ativada por vez. a) Pré seleção do valor de referência intema: A chave seletora do valor de referência (41) deve ser ajustada para "INTERNO" (posição central): 40 Hidráulica Proporcional Aqui a tensão de referência é determinada pelo potenciômetro (40). Como a amplitude completa do sinal (para dois canais) é distribuída através de 10 posições, a válvula proporcional conectada pode ser sensivelmente ajustada. A posição central do potenciômetro (indicador = 5.0) corresponde à Posição normal da válvula. A saída A é totalmente ativada se girar à esquerda até atingir a indicação 0.0. A saída B é totalmente ativada se girar à direita até o indicador marcar (10.0). b) Pré seleção do valor de referência externa: Chave seletora de valores de referência (41) para a posição "EXTERNA" (EXT.). A tensão contínua (DC) entre - 10 V e + 10 V pode ser variada extemamente via entradas (10) e (11). A chave seletora (41) possibilita a construção de controle de malha fechada com um computador por exemplo, com um conversor D/A via entrada de valor de referência externa. Neste caso a função de rampa é desligada (usando a chave 42 na parte traseira do amplificador), de outra maneira o ajuste do circuito de controle fica muito difícil. c) Constantes: Chave seletora (41) para a posição "FIXED" (fix): Quatro tipos diferentes de valores de voltagem podem ser ajustados usando os potenciômetros de (12 a 15). Estes valores são selecionados como valores de referência via contatos dos relés (16 a 19) ou via chaves (20 a 23) e passam para o estágio de saída através do circuito de rampa. Se a válvula proporcional está conectada à saída, a posição central do potenciômetro corresponde à posição normal da válvula: Girando-se à esquerda totalmente - O solenóide A trigado para o máximo. Girando-se à direita totalmente - O solenóide B trigado para o máximo. LEDS (24 a 27) cujo valor de tensão é selecionado pelos potenciômetros 12, 13, 14 ou 15. Se alguns canais estão ativos os valores ajustados serão somados por exemplo: referência 1 = - 5V e referência 2 = +10V produzem um valor de referência final de = 5v. CIRCUITO DE RAMPA Com o amplificador proporcional de 2 canais é possível controlar movimentos em várias direções. Em muitas instalações isto é necessário, por exemplo, para permitir rápidas acelerações e paradas suaves que podem ser realizadas com a mudança no tempo de sinal de saída. Esta função pode ser realizada por um circuito de rampa. Desde que cada direção de movimento requeira uma aceleração diferente e um atraso diferente, quatro ajustes de rampas são obtidos, isto é, para cada direção a "subida" e a "descida" do sinal na área de tempo de 0,1 segundos a 5 segundos são ajustados separadamente (veja função rampa). O tempo de rampa é sempre ajustado para 100% do valor de referência, o que significa que diferentes valores resultam em diferentes tempos de rampa. Onde há a modificação do valor de referência acima da linha de referência (troca de direção) a "subida" torna-se efetiva como o atraso. Somente se o sinal mudar mais ou menos (a direção), há um chaveamento automático para a aceleração. ESTÁGIO DE SAÍDA O amplificador proporcional de 2 canais tem 2 estágios de saída idênticos. Para habilitar o reconhecimento da polaridade, os valores de referência positivos são atribuídos para o estágio final "A" e os valores negativos para o estágio final "B". No estágio final, o valor da voltagem de referência é convertido para a corrente do solenóide. O nível da saída do amplificador é indicado pelo brilho dos LEDS (38) e (39). A força no solenóide é determinada pela intensidade da corrente. Para eliminar o atrito na armadura esta é mantida em oscilação contínua de valor mínimo. Por esta razão o sinal de saída é modulado, ou seja: o sinal é determinado por uma frequência 4 Hidráulica Proporcional constante (frequência de dither), mas variando a duração da entrada e saída. Dependendo do tipo de válvula, a frequência de clock pode ser alterada por um potenciômetro (trimming) (43) para 100 até 200 Hz. O sinal dither chega a ocasionar um ruído no caso da válvula ser parcialmente trigada. Teconst. pat Uy t ns e, 1 = corrente magnética . DALLA ' Ar 4 à 4 4 4 / ô tempo duração da modulação do pulso o tempo é dependente do sinal de entrada CORRENTE MÍNIMA E MÁXIMA Onde o valor de referência = 0, não há fluxo de corrente. Uma mudança mínima no valor de referência é, entretanto, ativada com pequeno impulso de corrente para trigar o canal na corrente mínima. Desta maneira , a sobreposição do carretel na válvula pode ser eliminada, desde que a corrente adquirida para realizar isto seja obtida em um curto espaço de tempo. 42 Hidráulica Proporcional É, Tt A figura abaixo mostra a quantidade e tamanho de partículas estranhas relacionadas com o tempo de filtragem. A ——-——p a- situação do fluído sem uso b- nível de contaminação na prática c- nível de contaminação final P- tamanho da partícula A- número de partículas por unidade de volume V- nível de contaminação TERMINOLOGIA EMPREGADA NA TECNOLOGIA DE FILTRAGEM GRAU DE FILTRAGEM (absoluto/nominal)- A especificação desse valor é significativa apenas em relação ao valor Beta com base em testes, utilizando esferas de vidro ou areias do Arizona (ACFTD). VALOR ALFA - Capacidade de filtragem do filtro: habilidade em absorver sujeira em g até que seja atingida a diferença de pressão final Delta PE. A diferença de pressão Delta PA só pode ser calculada om dificuldade. 45 Hidráulica Proporcional VALOR BETA - Resulta de teste de múltiplos passos, conforme ISO 4572, com uma perda de pressão delta p definida. número de partículas > que x em micra na entr so : 98 75 98,76 275 não significativo O padrão é beta 10, outros valores são apenas ilustrativos Grau de precipitação em &4 FILTRO DE PRESSÃO A função do filtro é reter as partículas não dissolvidas na pressão média: 46 Designação dos componentes: 1- caixa 2- canalização 3- capa 4- O'ring 5- indicador óptico 6- O'ring 7- O'ring 8- O'ring 9- parafuso cilíndrico 10-elemento filtrante Betamicron-BN 11-O'ring Hidráulica Proporcional 47 Hidráulica Proporcional CURVA CARACTERÍSTICA DO ELEMENTO A curva característica é válida para óleo mineral com viscosidade cinemática de 30mm?s. yum 2 Sum 10um 20um 0 5 w 15 ”» 25 3% Qin tímin NORMAS, DIRETRIZES E RECOMENDACÕES As normas ,diretrizes e recomendações seguintes estão disponíveis para os projetistas nos campos da hidráulica e pneumática. NORMAS RECOMENDADAS DIN 19288 - Simbolização genérica para medição, controle e regulagem. DIN 20024 - Mangueiras e linhas de tubulação e testes. DIN 24312 — Potência hidráulica, pressão, vazão e terminologia. DIN 24315 - Hidráulica e pneumática unidade de comparação. DIN 24331, Sh,1 - Hidráulica- Bombas, motores, volume de deslocamento geométrico, valores. DIN 24950, parte 1 — Potência hidráulica, linha de transmissão (tubulação). DIN 24950, parte 2 - Potência hidráulica, linha de transmissão (tubulação). Cartas de dimensão. DIN 51524 - Fluídos hidráulicos. óleos hidráulicos tipo H e H-L , pré-requisitos mínimos. DIN 51525 - Fluidos hidráulicos. óleos hidráulicos tipo H-LP, pré-requisitos mínimos DIN-ISO 1219 - Sistemas de potência hidráulica e componentes, simbologia para componentes de chaveamento. DIN-ISO 1219 (complemento) - Potência hidráulica, diretrizes para uso da norma. Descrição e simbologia. ISO 440i - Furos guias para montagem e sub-bases para montagem de válvulas direcionais. so Hidráulica Proporcional Normas correspondentes à norma ISO 4401 (desenhos). ISO 5781 - Válvulas de pressão, retenção e válvulas direcionais de 2 vias. ISO 6263 - Válvulas reguladoras de fluxo. ISO 6264 - Válvulas limitadoras de pressão. 51