Componentes de automação para válvulas lineares e rotativas

Componentes de automaçãopara válvulas lineares e rotativas

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Os componentes de automação são componentes integrados de uma automação inteligente de processos

A automação inteligente de processos segue uma abordagem abrangente que compreende os níveis de controle, assim como componentes e válvulas inovadoras instaladas na planta. Há anos a GEMÜ tem oferecido instrumentação para válvulas, reguladores, sensores, atuadores e soluções de sistemas adequados para a automação de processos. Pode ser dito que o processo é de sua responsabilidade e que nós cuidaremos das interfaces dos componentes. Além disto, nós acreditamos que o controle mais seguro e garantido das válvulas, continua sendo diretamente junto à válvula.

Válvulas lineares e válvulas rotativas são frequentemente utilizadas com componentes de automação. A GEMÜ oferece uma gama diversificada de modelos para adequar-se aos diversos conceitos de automação. A linha de produtos inclui desde os mais simples microswitches até modelos inteligentes, que dispõem de uma inicialização automática, que economizam tempo. Os combi switchboxes de última geração podem ser utilizados nas redes Fieldbus AS-Interface e DeviceNet, e também o IO-Link.

www.gemu-group.com 3

Índice

O controlador ideal para um controle suave do processo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Posicionadores e controladores de processopara válvulas lineares e rotativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5–12

Posicionador eletropneumáticoGEMÜ 1434 μPos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6–7

GEMÜ 1435 ePos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8–9

GEMÜ 1436 cPos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10–11

Combi switchboxes e indicadores elétricos de posição para válvulas lineares de acionamento pneumático . 12–23

Combi switchboxes com válvula piloto integrada. . . . . . . 13

Combi switchboxes para áreas à prova de explosão com válvula piloto integrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Indicadores elétricos de posição programáveis com inicialização automática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Indicadores elétricos de posição programáveis . . . . . . . 16

Indicadores de posição com sensores de proximidade . . 17

Indicadores de posição com microswitches para a detecção da posição final . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Indicadores de posição para áreas à prova de explosão . 19

Combi switchboxes e indicadores elétricos de posição para válvulas rotativas de acionamento pneumático . . . . 20

Combi switchboxes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Sensor duplo indutivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Switchbox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Indicadores de posição com microswitches e sensores indutivos de proximidade para a detecção da posição final . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Conceitos básicos da tecnologia de controle . . . . . . 24 - 30

Presença mundial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

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Notas para a seleção de posicionadoresNum sistema de controle de processo não se obtém o funcionamento ideal apenas através da escolha do posicionador. Todos os componentes do sistema devem estar adaptados de forma otimizada entre si. Caso contrário, serão obtidos resultados inadequados de regulagem e controle. Quanto mais elevadas forem as exigências com relação à precisão do controle, relação de regulagem, cavitação e custos operacionais e de aquisição ideais, maior será o cuidado necessário durante a seleção.

Posicionadores eletropneumáticosOs posicionadores eletropneumáticos são utilizados frequentemente como posicionadores ou como uma combinação de posicionador e controlador de processo. Em razão de custos de aquisição menores em comparação aos atuadores motorizados, os posicionadores eletropneumáticos são utilizados em todos os casos em que o ar de controle já esteja disponível. A combinação de posicionadores eletropneumáticos e válvulas controladas por ar comprimido é determinada basicamente pela tarefa de controle.

A GEMÜ desenvolveu uma série completa de posicionadores para a realização das mais diversas tarefas de controle. Oferecemos os posicionadores GEMÜ 1434 μPos, GEMÜ 1435 ePos, GEMÜ 1436 cPos e GEMÜ 1436 cPos eco.

• GEMÜ 1434 μPos como posicionador simples, de baixo custo, sem display e sem teclado de configuração. Aplicável em válvulas com diâmetros nominais pequenos, médios e em atuadores lineares de simples ação.

• GEMÜ 1435 ePos e GEMÜ 1436 cPos como posicionadores para uso em aplicações exigentes. Por meio do teclado e display na parte frontal, podem ser ajustados de maneira individual para a tarefa de controle desejada

• GEMÜ 1436 cPos como posicionador, com opção de controlador de processo integrado. Diversas conexões através de interface opcional fieldbus e entradas digitais

• GEMÜ 1436 cPos eco como posicionador sem display e teclas de configuração (comparável com as funções do tipo GEMÜ 1434 μPos). Devido a maior saída de ar, é possível controlar válvulas com diâmetros nominais menores e maiores

Além disto, a relação entre saída de ar do posicionador, a pressão necessária de acionamento e o tamanho do atuador também são importantes. Esta relação determina o tempo de operação da válvula. Dependendo da tarefa e da taxa de controle da válvula, tempos de operação mais curtos e, consequentemente, vazões mais elevadas por parte das válvulas de controle nos posicionadores são necessários. O controlador GEMÜ 1434 μPos foi desenvolvido especificamente para atuadores lineares pequenos.

Normalmente, a pressão piloto de uma válvula globo é controlada num posicionador e uma certa abertura da válvula é definida como resultado. O GEMÜ 1436 cPos oferece adicionalmente um circuito de controle opcional para o controle do processo. Ele pode ser utilizado como controlador local do processo e, desta forma, aliviar o controle central.

Independentemente do tipo correto da válvula, a válvula com o posicionador e os sensores necessários deve ser instalada no "local correto" da tubulação. Somente assim será possível garantir um funcionamento ideal. Com posicionadores eletropneumáticos, por exemplo, os sensores de pressão e de fluxo devem ser instalados antes da válvula e os sensores de temperatura e de valor pH após a válvula.

Posicionadores elétricos e atuadores de controleA GEMÜ oferece uma série de válvulas com atuadores motorizados. Estes atuadores representam uma alternativa ideal em ambientes estéreis ou quando forem considerados os custos totais de propriedade ("Total Costs of Ownership"). Os custos de aquisição para uma válvula motorizada são mais elevados, mas podem ser vantajosos quando forem levados em consideração os custos totais ao longo da vida útil. A funcionalidade dos atuadores é comparável com à dos controladores eletropneumáticos. Os atuadores podem ser fornecidos tanto com posicionadores integrados, bem como posicionadores e controladores de processo combinados.

GEMÜ 1436 cPos

O controlador ideal para um controle suave do processo


Posicionadores e controladores de processopara válvulas lineares e rotativas

Funções / Características GEMÜ 1434 μPos GEMÜ 1435 ePos GEMÜ 1436 cPos GEMÜ 1436 cPos eco

Tipo de controlador Posicionador

Controlador de processo

Operação Display local/teclado

Indicador de posição

Usuário web-browser

Fieldbus (Profibus DP, Device Net)

Caixa Plástico

Alumínio/versão robusta

Funções Inicialização automática (speed-AP)

Alarme / falhas

Ajuste de posições Min./Max.

Montagem Montagem direta em atuador linear

Montagem remota em atuador linear

Montagem direta em atuador rotativo

Montagem remota em atuador rotativo

Função de acionamento do atuador

Função de acionamento 1,normal fechada (NF)

Função de acionamento 2, normal aberta (NA)

Função de acionamento 3, dupla ação (DA)

Saída de ar 15 Nl/min. 50 Nl/min.90 Nl/min.

150 Nl/min.200 Nl/min.300 Nl/min.

150 Nl/min.200 Nl/min.

Posicionadores e controladores de processo - Visão geral

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GEMÜ 1434 μPos

O posicionador GEMÜ 1434 μPos foi desenvolvido especialmente para válvulas globo e de diafragma pequenas.

O GEMÜ 1434 μPos é montado diretamente sobre a válvula de processo ou, como alternativa, montada remotamente com um sensor de posição. A função speed-AP minimiza o tempo de instalação e comissionamento. Um sinal de controle começa a inicialização que é executada automaticamente e, em seguida o posicionador se adapta à respectiva válvula.

Com este dispositivo, a GEMÜ pode desenvolver um controlador totalmente digital com dimensões mínimas.

Posicionador eletropneumático

PP (estabilização UV)

Instalação rápida via conectores pneumáticos de encaixe rápido

Montagem simples a válvulas globo e de diafragma GEMÜ, assim como, a válvulas de fabricação de terceiros

Indicação ótica por meio de quatro LEDs de posição

Sinal de entrada 24V DC para inicialização automática

Conexão elétricasimples através de conectores M12

Respiro via válvula de retenção

Alumínio anodizado preto (aço inox opcional)


ConstruçãoO posicionador digital GEMÜ 1434 μPos detecta a posição da válvula através de seu sensor de posição. Foi especialmente projetado para atuadores lineares pequenos. Ele dispõe de uma carcaça leve e robusta em plástico e alumínio (opcionalmente, aço inox).

Características

• Inicialização automática através de sinal 24 V DC

• Otimização automática do controle da válvula durante a inicialização

• Sem consumo de ar quando inativo

• Adequado para atuadores lineares de simples ação

• Conectores pneumáticos de encaixe rápido

• Construção compacta, dimensões reduzidas

• Possibilidade de montagem remota do posicionador e do sensor de posição

• Potenciômetro integrado

• Custo de investimento reduzido

• Custo de operação reduzido

• Rápido comissionamento sem necessidade de abrir a tampa

• Operação simples

• Fácil montagem nas válvulas GEMÜ e de outros fabricantes

• Conexão elétrica e pneumática simples

• Função speed-AP

GEMÜ 550 com GEMÜ 1434 μPos

GEMÜ 695 com GEMÜ 1434 μPos

GEMÜ 650 com GEMÜ 1434 μPos montagem remota

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GEMÜ 1435 ePos

Posicionador eletropneumático

O posicionador digital eletropneumático GEMÜ 1435 ePos detecta a posição da válvula por meio do seu sensor de posição remoto. Ele possui uma caixa metálica robusta com teclas de operação protegidas e um display LC de fácil leitura com iluminação de fundo. Os tempos de operação podem ser ajustados por meio de reguladores de pressão integrados.

Caixa de alumínio robusta, revestida por pó

Alimentação de ar ¼"

Respiro

Silenciadores do ar de exaustão

Tampa do teclado

Display LC iluminado para indicação de texto

Teclas de operação protegidas

União M16 para alimentação elétrica e sinais – disponível opcionalmente com conectores M12

União M12 para sensor de posição – disponível opcionalmente com conectores M12


Características

• Menu simples e autoexplicativo

• Função automática de inicialização

• Otimização automática do controle da válvula durante a inicialização

• Função de segurança em caso de falha de ar e energia


• Saídas digitais reguláveis para valores limite

• Funções reguláveis de alarme

• Operação através de teclado frontal

• Adequado para atuadores rotativos ou lineares

• Aplicável em atuadores de simples ou dupla ação


• Custo de operação reduzido, sem consumo de ar quando inativo

• Elevada saída de ar para atuadores maiores

• Rápido comissionamento


• Fácil montagem na válvula

• Conexão elétrica simples através de terminais destacáveis


• Elemento de aquecimento incorporado (opcional) para faixa de temperatura ampliada

Atuador rotativo GEMÜ SC com GEMÜ 1435 ePos

GEMÜ 620 com GEMÜ 1435 ePos

GEMÜ 650 com GEMÜ 1435 ePosmontagem remota

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Posicionador eletropneumático com controlador de processo integrado

GEMÜ 1436 cPos

O posicionador eletropneumático digital com controlador de processo integrado GEMÜ 1436 cPos é adequado para o controle de líquidos, gases e vapores.

Quando se usa o controlador de processo os sinais do sensor de processo (por exemplo: fluxo, nível, pressão e temperatura) são detectados e o fluxo é ajustado de acordo com um valor definido. O teclado de membrana e o display luminoso estão na parte frontal do equipamento. Conexões pneumáticas e elétricas estão na parte de trás do equipamento. Válvulas de regulagem pneumáticas integradas permitem a regulagem do ar de controle para adaptar o controlador à diferentes atuadores e velocidades de posicionamento.

Display LC iluminado para indicação de texto

Teclas de operação

Configurações Fieldbus para Profibus DP e DeviceNet disponíveis

Possibilidade de versão com conectores M12 para montagem remota de controladores e sensores de posição

Sensor de posição incorporado com kit de montagem para atuadores lineares e rotativos

Interface e.sy-com para • Bluetooth• PC/Notebook• Modem

Design compacto

Caixa em termoplástico resistente a produtos químicos

Silenciadores do ar de exaustão na parte de trás do equipamento

Suprimento e escape de ar reguláveis integrados

Montagem simples a atuadores lineares e rotativos

Alimentação elétrica e pneumática dispostas de forma central na parte de trás do equipamento


Características

• Controle de processo PID implementável

• Controle remoto

• Diagnóstico, alarme, monitoramento

• Servidor web integrado

• Parâmetros memorizáveis e recarregáveis

• Níveis de utilização (autorização de acesso)

• Fieldbus: Profibus DP, Device Net

• Menu simples e autoexplicativo

• Otimização automática da válvula de controle durante a inicialização automática

• Função de segurança em caso de falha de ar e energia

• Entradas digitais opcionais

• Saídas de relé de configuração livre

• Parametrização durante a operação


• Custo de operação reduzido, sem consumo de ar quando inativo

• Elevada saída de ar para atuadores maiores

• Rápido comissionamento



• Fácil montagem na válvula


• Interface e.sy-com

GEMÜ 536 com GEMÜ 1436 cPos



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Combi switchbox Indicadores elétricos de posição

Tipo 4242 1215 1230 1231 1232 1201 1211 1214 12341235/1236 1242

Curso da válvula (em mm)2 - 75 2 - 20 2 - 20 2 - 20 2 - 70 2 - 70 2 - 70 1 - 10 2 - 30

4 - 505 - 75

2 - 46

Conexão elétrica M12 1) 1) 2) 1) 2) 2) 1) M12 M12 M12

Programável

Com válvula piloto integrada

Versão 3)

Versão NEC 500

Interface Fieldbus

Interruptores de ajuste mecânico

Ajuste mecânico (microswitches)

Versão UL

Versão SIL

Indicador ótico de posição (LED)

Indicador ótico de posição (mecânico) 4)

Feedback (ABERTO e FECHADO)

Feedback (ABERTO)

1 Prensa cabo, M12 (opcional)2 Prensa cabo3 Sem conector M12 opcional4 Somente para tamanho 2

Combi switchboxes e indicadores elétricos de posição para válvulas lineares de acionamento pneumático

Os nossos dispositivos registram o curso da válvula em qualquer posição de montagem, sem folgas e sem tensões. No caso das séries GEMÜ 1234, 1235 e 4242, a base do sensor é conectada na válvula por meio de uma mola pré-carregada na haste da válvula, e assim, as possíveis forças tangenciais no atuador não agem de forma negativa no indicador elétrico de posição. Os indicadores de posição podem ser montados de forma simples e rápida, e seu manuseio é muito simples.

Os indicadores elétricos de posição podem ser adaptados nos atuadores pneumáticos das válvulas globo e de diafragma GEMÜ. Devido ao seu design especial, o atuador rotativo GEMÜ 9415 também pode ser combinado com este tipo de indicador elétrico de posição.


GEMÜ 4242

Características

• Para atuadores lineares com um curso de 2 a 75 mm

• Indicador ótico de posição e de função de longo alcance via LEDs (cores invertíveis)

• Base em alumínio anodizado ou aço inox (tamanho 1) ou em plástico (tamanho 2)

• Função speed-AP para rápida montagem e inicialização

• Tolerâncias de posição final ajustáveis

• Ampla facilidade de diagnóstico via IO-Link

• Programação local ou remota através de uma entrada para programação

• Conexão Fieldbus AS-Interface ou DeviceNet

• Plugue conector M12

• Sem necessidade de abrir a tampa para o comissionamento

• Construção compacta

• Classe de proteção IP65, IP 67 (com exaustão de ar guiada)

• Temperatura ambiente 0 até 60 °C

• Acionamento manual integrado

Tamanho 1

Tamanho 2

Combi switchboxes com válvula piloto integrada

Combi switchboxes

Em comparação aos indicadores elétricos de posição, os combi switchboxes possuem válvulas piloto integradas. A versão completamente eletrônica GEMÜ 4242 possui um sistema de sensor de posição analógico e uma inicialização automática via função speed-AP. As duas versões Atex, GEMÜ 4241 e GEMÜ 4216 possuem sensores de proximidade com ajuste mecânico. Todas as versões possibilitam uma operação manual da válvula piloto.

speed-AP - Speed Assembly and ProgrammingMontagem, regulagem e inicialização rápida e amigável de indicadores elétricos de posição, combi switchboxes e posicionadores.

Tamanho 2

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Combi switchboxes

Combi switchboxes para áreas à prova de explosão com válvula piloto integrada

GEMÜ 4241

Características

• Pode ser montado em válvulas GEMÜ ou de terceiros

• Ajuste individual e preciso dos sensores de proximidade via pino roscado

• Válvula piloto integrada e de segurança intrínseca com saída de ar de 250 Nl/min

• Aplicável em atuadores de simples e de dupla ação

• Zonas ATEX:II 2G Ex ib IIB T4 GbII 2D Ex ib IIIC T120 °C Db, 0 °C ≤ Ta ≤ +50 °C

GEMÜ 4216

Características


• Ajuste individual e preciso dos sensores de proximidade via pino roscado

• Válvula piloto integrada e de segurança intrínseca


• Zona Atex:II 3G Ex ic IIB T4 Gc X-10 °C ≤ Ta ≤ +50 °C

GEMÜ 4241GEMÜ 4216


Indicadores elétricos de posição programáveis

Indicadores elétricos de posição programáveis com inicialização automática

GEMÜ 1234, GEMÜ 1235/1236

Características

• Ajuste simples da posição final por meio da inicializaçãoautomática (função speed-AP)


• Sensor de posição de vida longa testado, sem contato

• Montagem simples e rápida




• Indicador ótico de posição via LEDs

• Indicador ótico de posição via LEDs de longo alcance (GEMÜ 1235/1236)

• Interface de comunicação IO-Link (GEMÜ 1235/1236)

GEMÜ 1234GEMÜ 1236 com GEMÜ 550

GEMÜ 1236

GEMÜ 1234 com GEMÜ 605

GEMÜ 1235versão IO-Linkmodelo com LEDs de longo alcance para indicador ótico de posição, as cores podem ser invertidas

Este tipo de indicador elétrico de posição reduz consideravelmente os tempos de comissionamento numa instalação. A função speed-AP controlada por microprocessador inteligente possibilita que grandes instalações com vários dispositivos sejam inicializadas e preparadas para operação em poucos minutos. A programação automatizada das posições finais é controlada diretamente na planta ou de forma remota, através de uma entrada para programação digital.

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Funções GEMÜ 1235/1236 Versão IO-Link

Características

• Feedback para posição ABERTO

• Feedback para posição FECHADO

• Programação da posição final

• Feedback para modo de operação

• Ajuste para posição final ABERTO

• Ajuste para posição final FECHADO

• Contador de ciclos de ativação

• Ponto de programação ABERTO

• Ponto de programação FECHADO

• Última posição efetiva ABERTO

• Última posição efetiva FECHADO

• Comutação da cor de sinalização dos LEDs

• Comutação da resposta de posição

• Desativação dos LEDs de longo alcance

• Desativação da programação local

• Feedback de erros- Erro de comunicação- Erro de programação / sem curso- Erro de programação / curso < curso mínimo- Erro de programação / erro de programação após erro do sensor- Erro do sensor / posição ABERTO- Erro do sensor / posição FECHADO

Indicadores elétricos de posição programáveis

GEMÜ 1235 com GEMÜ R690

SIL IEC 61508 / IEC 61511

Safety Integrity Level


Indicadores de posição com sensores de proximidade

Sensores de proximidade de 3 fios sem contato para a detecção da posição final

GEMÜ 1214

Este indicador elétrico de posição é adequado para atuadores lineares com um curso de acionamento de até 70 mm. O indicador possui ou um ou dois sensores indutivos de proximidade. Um indicador LED ainda pode ser integrado como opção.

Características

• Montagem simples e adaptável à atuadores lineares

• Caixa robusta

• Classe de proteção IP65

• Interruptor de baixo desgaste

• Detecção sem contato

GEMÜ 1232

O indicador elétrico de posição GEMÜ 1232 é adequado para atuadores lineares com um curso de acionamento de até 20 mm. O indicador possui ou um ou dois sensores de proximidade. Um indicador LED ainda pode ser integrado como opção.

Características


• Caixa robusta


• Interruptor de baixo desgaste

• Detecção sem contato

GEMÜ 1214 GEMÜ 1232

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Indicadores de posição com microswitches

Indicadores de posição com microswitches para a detecção da posição final, para válvulas lineares

GEMÜ 1201

Este indicador elétrico de posição possui ou um ou dois microswitches mecânicos. Estes são ajustáveis individualmente através de uma alavanca de engate.

Características


• Caixa robusta


GEMÜ 1230

O indicador elétrico de posição GEMÜ 1230 é adequado para atuadores lineares com um curso de acionamento de até 20 mm. O indicador elétrico de posição possui ou um ou dois microswitches. Estes são ajustáveis separadamente de forma contínua através de um pino roscado. Um indicador LED ainda pode ser integrado como opção.

Características


• Caixa robusta


GEMÜ 1230

GEMÜ 1201


Indicadores de posição para áreas à prova de explosão

Indicadores de posição para áreas à prova de explosão para válvulas lineares

GEMÜ 1211

O indicador elétrico de posição GEMÜ 1211 é adequado para atuadores lineares com um curso de acionamento de até 70 mm. O indicador possui ou um ou dois sensores indutivos de proximidade conforme NAMUR.

• Zonas ATEX:II 2G Ex ib IIC/IIB T6 GbII 2D Ex ib IIIC T 80 °C Db-20 °C ≤ Ta ≤ +60 °C

GEMÜ 1231

Este indicador elétrico de posição é adequado para atuadores lineares com um curso de acionamento de até 20 mm. O indicador possui ou um ou dois sensores indutivos de proximidade conforme NAMUR.

• Zonas ATEX: II 2G Ex ib IIC/IIB T6 GbII 2D Ex ib IIIC T 80 °C Db-20 °C ≤ Ta ≤ +60 °C

GEMÜ 1215

O indicador de posição elétrico GEMÜ 1215 indica uma posição na válvula. O indicador foi construído de modo que pode ser instalado na rosca fêmea da área superior do atuador das válvulas GEMÜ. Além da indicação elétrica de posição um indicador ótico de posição é instalado.

• Zona Atex:II 2G IIB T6 X

GEMÜ 1205

O indicador elétrico de posição GEMÜ 1205 é adequado para atuadores lineares com um curso de acionamento de até 70 mm. Ele possui microswitches eletromecânicos encapsulados à pressão. Duas posições, respectivamente, aberto e/ou fechado, podem ser indicadas.

• Zonas ATEX:II 2G Ex db eb IIC T6 Gb II 2D Ex tb IIIC T 80 °C Db

GEMÜ 1231GEMÜ 1205

GEMÜ 1211 GEMÜ 1215

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Combi switchboxes e indicadores elétricos de posiçãopara válvulas rotativas de acionamento pneumático

Também oferecemos diversos indicadores elétricos de posição para válvulas de esfera e válvulas borboleta. Estes dispositivos registram a posição da válvula em qualquer posição de montagem, sem folgas e tensões. Os dispositivos podem ser montados de forma simples e rápido. Seu manuseio é muito simples.

Devido ao seu design especial, o atuador rotativo GEMÜ 9415 pode ser combinado com os indicadores elétricos de posição para válvulas lineares.

Tipo4221*

(item descontinuado) LSF LSC 1225

Ângulo de giro 0 - 90° 0° / 90° 0 - 90° 0 - 90°

Conexão M12 x 15 polos

M12 x 14 polos

M20 x 1,5 PG 13,5

Programável

Com válvula piloto integrada

Versão

Versão IEC

Interface Fieldbus

Interruptores de ajuste mecânico

Versão UL

Versão SIL

Indicador ótico de posição (mecânico)

Feedback (ABERTO e FECHADO)

* Combi switchbox

Válvula borboleta GEMÜ 481 com indicadores elétricos de posição GEMÜ 1235


Combi switchboxes

GEMÜ 4242

Características

• Para atuadores rotativos 0–90°

• Indicador ótico de posição e de função de longo alcance via LEDs (cores invertíveis)

• Base em alumínio anodizado ou aço inox (tamanho 1) ou em plástico (tamanho 2)

• Função speed-AP para rápida montagem e inicialização


• Ampla facilidade de diagnóstico via IO-Link

• Programação local ou remota através de uma entrada para programação

• Conexão Fieldbus AS-Interface ou DeviceNet

• Plugue conector M12


• Construção compacta

• Classe de proteção IP65, IP 67 (com exaustão de ar guiada)

• Temperatura ambiente 0 até 60 °C

• Acionamento manual integrado

Válvula borboleta GEMÜ 481 com combi switchbox 4242 (tamanho 1+2)

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Sensor duplo indutivo

Sensores de proximidade de 2 fios NAMUR e de 3 fios para a detecção da posição final, para válvulas rotativas

Tipo Sensor de proximidade LSF Código 206 Sensor de proximidade LSF Código 312 Sensor de proximidade LSF Código 316

Interruptores P+F, NCN3-F25F-N4-V12 fios, NAMUR

P+F, NBN3-F25F-E8-V13 fios, contato normalmente aberto, PNP

IFM, IN 52253 fios, contato normalmente aberto, PNP

Tensão nominal 8,2 V DC 10 – 30 V DC 10–36 VDC

Corrente de saída ≥3mA não amortecido, ≤ amortecido máx. 200 mA máx. 250 mA

Classe de proteção IP 67 IP 67 IP 67

Faixa de temperatura -25 até 100 °C -25 até 70 °C -25 até 80 °C

Ângulo de giro 0 a 90° 0 a 90° 0 a 90°

Material da caixa PBT PBT PBT

Conexão Plug de 4 polos M12 Plug de 4 polos M12 Plug de 4 polos M12

Válvula borboleta GEMÜ 481 com sensor de proximidade LSF




Switchbox

Indicadores de posição com microswitches e sensores indutivos de proximidade para a detecção da posição final, para válvulas rotativas

GEMÜ LSC

O indicador elétrico de posição GEMÜ LSC pode ser usado em atuadores pneumáticos simples e de dupla ação das séries GEMÜ DR/SC e GEMÜ ADA/ASR, assim como em atuadores de terceiros.

O switchbox GEMÜ LSC foi previsto para a montagem em válvulas rotativas de acionamento manual e pneumático. Por meio da mecânica integrada, a posição da válvula é detectada de forma confiável e sinalizada de acordo com uma indicação visual.

Características

• Temperatura ambiente: -25 até 80 °C

• Faixa de comutação: 0 a 90°

• Classe de proteção: IP 67

• Tipos de interruptores: Microswitch / sensor de proximidade de 2 fios / sensor de proximidade de 3 fios

• Tipo de conexão elétrica: prensa cabo M20 / conector M12 | conexão roscada NPT

• Zonas ATEX:II 2G Ex ia IIB T6 GbII 2D Ex ia IIIC T 80 °C Db-25°C < Ta < +70 °C

II 2G Ex de IIC T6 GbII 2D Ex t IIIC T 80 °C Db-20°C < Ta < +40 °C

GEMÜ 1225

O indicador elétrico de posição GEMÜ 1225 pode ser utilizado nas válvulas borboleta plásticas e metálicas das series GEMÜ 410 à 428. Dependendo do tipo, estas válvulas podem ser de acionamento manual, pneumático ou motorizado.

Características

• Regulagem simples dos cames de contato

• Indicador adicional da posição de comutação via LEDs coloridos

GEMÜ 1225

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Conceitos básicos da tecnologia de controle

Conforme a DIN 19226, o controle ou regulagem é uma operação na qual as variáveis a serem controladas são continuamente registradas, são comparadas com as variáveis de referência e são influenciadas para que se equalizem com as variáveis de referência. A característica de controle é um circuito fechado de ação, no qual a variável controlada influencia a si própria continuamente dentro do circuito de controle.O dimensionamento correto do circuito de controle é necessário para um funcionamento adequado e confiável. A válvula, bem como o aparelho de comando ou controle, devem ser sincronizados com precisão entre si.

O controle é caracterizado por:

• Tipo de comando/controle

• Precisão do controle

• Sistema de controle do processo e seus fatores de influência

• Tipo de controlador (2 pontos, 3 pontos, P, PI, PD, PID etc.)

• Estratégia de controle (pressão, temperatura, nível, fluxo, valor pH etc.)

• Faixa de controle da válvula (valor Kv)

O exemplo mostra uma válvula de diafragma com atuador de membrana pneumático na função de acionamento "normal fechada" (de simples ação) e uma válvula de diafragma de acionamento manual/com dispositivo para travamento.No controle de fluxo volumétrico/de massa, o elemento de medição (sensor de valor real) deve ser instalado antes da válvula. Desta forma, o fluxo volumétrico é amortecido no instrumento de medição evitando que o controle experimente passos de medição erráticos. Para o controle da pressão e da temperatura, o sensor de valor real deve ser instalado após a válvula.

Controle de processos eletropneumáticos

Controladores de processo e posicionadores estão disponíveis na forma de dispositivos individuais e "2 em 1". Se a detecção de posição for realizada mecanicamente,

o posicionador deve ser instalado diretamente no atuador (válvula). Em caso de detecção eletrônica, o posicionador pode ser instalado remotamente ao atuador.

Controle PIDControlador de processo

Posicionador

Atuador pneumático

Conversor de sinalou instrumento de medição

Com sinal de saída para registro da variável efetiva de processo, por exemplo, fluxo volumétrico

AbertoPressão de acionamentocontrolada

Pressão de acionamentonão controlada

Conexão de pressão de acionamento

Variável de comandoSet-point paraposicionador

Set-point do processo, variável de comando

Valor real do processo


Circuito de controle aberto

Controle pode ser entendido como um processo no qual uma ou mais variáveis de processo são influenciadas por uma ou mais variáveis de entrada. Geralmente, o estado momentâneo do sistema não é considerado. Este controle é um circuito de ação aberto sem uma comparação automática entre o set-point e o valor real. As falhas não são detectadas pelo sistema.Exemplo: Para o preenchimento de um recipiente com um fluxo constante, uma válvula com o atuador é aberta. O nível e a velocidade de preenchimento podem ser influenciados através da posição da válvula. A válvula tem que ser novamente acionada quando a altura de preenchimento desejada é atingida. Por meio da observação do processo ao longo de um determinado intervalo de tempo e repetidos ajustes da posição da válvula, será possível manter o nível constante após algum tempo. No entanto, este exemplo funciona somente se o processo não sofrer alterações.

Circuito de controle fechado

Em um circuito de controle fechado, o valor real e a variável controlada de um sistema são continuamente medidos e comparados com o set-point, ou seja, a variável de comando. A diferença entre estas duas variáveis é a diferença de controle ou desvio do sistema. Dependendo da diferença medida, um processo de posicionamento é iniciado para adaptar a diferença de controle à variável de comando. A regulagem é, portanto, um circuito fechado.

Controle descontinuo

Um processo que ocorre passo a passo é chamado de controle descontinuo. A variável de ajuste no posicionador salta para frente e para trás entre valores discretos. O controlador é chamado de dois, três ou multipontos dependendo da quantidade de estados que podem ser assumidos pela variável de ajuste. Um controlador de dois pontos possui somente 2 estados de comutação, "ABERTO" e "FECHADO". Por meio da ligação repentina do posicionador, a variável controlada varia dentro de uma amplitude definida de variação em torno do set-point. Através da instalação de armazenamentos de energia e do ajuste correto das constantes de tempo, a variável controlada pode ser mantida constante sem grandes flutuações mesmo em um controle descontinuo. No entanto, isto também é bastante influenciado pelo sistema de controle de processo a ser projetado, pelas variáveis de interferência, bem como pela escolha dos atuadores e sensores.A amplitude de variação das variáveis controladas depende de diversos fatores (por exemplo, tempo de reação do circuito de controle, características da válvula).

Controle contínuo

Os posicionadores contínuos intervêm continuamente no processo e influenciam o atuador de maneira correspondente. A operação de ajuste se realiza de modo permanente. A variável de ajuste do posicionador pode assumir qualquer valor desejado dentro da amplitude definida de variação. Um sensor mede continuamente a variável de processo e encaminha o sinal para o posicionador. Este o compara com o set-point e influencia correspondentemente a posição da válvula.

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Controle da posição/posicionador

Em um controle da posição, o posicionador influencia somente o atuador, ou seja, a posição da válvula. O sensor comunica a variável controlada para um CLP. Este o compara com a variável de referência, calcula a diferença de controle e encaminha uma variável de ajuste correspondente para o posicionador. Este reage da maneira apropriada e altera a posição da válvula. Esta variante para o controle de válvulas é selecionada nos casos em que existe um controle central.

Controle do processo/controlador de processo

No caso de um controlador de processo, a comunicação da variável controlada realiza-se diretamente no posicionador, que, por exemplo, se encontra instalado perifericamente em uma válvula ou no gabinete de controle. Este reúne as funções do CLP e do posicionador. Ele calcula a variável controlada e encaminha um sinal correspondente para a válvula. Os controladores de processo modernos podem ser regulados tanto localmente na instalação como também através de um CLP.

O dimensionamento de um circuito de controle, o layout correspondente da instalação e a seleção de todos os componentes necessários depende também da precisão desejada para o controle. Quanto mais estreitas forem as tolerâncias do controle, maior deverá ser a precisão de trabalho dos componentes e mais elevada deverá ser a reprodutibilidade. Tolerâncias estreitas para o controle significam que a seleção e o dimensionamento das válvulas devem ser realizados com cuidado especial:

• Cálculo preciso dos valores Kv mínimo e máximo necessários

• Dimensionamento da válvula e das guarnições de controle conforme esta faixa ideal de controle

• Acionamento sem solavancos e sem efeito de fricção

• Distancia de curso longo na seção transversal da sede da válvula

• A válvula deve ser utilizada apenas para o controle. A função de fechamento ("close-tight") deve ser realizada por meio de uma válvula abrir/fechar adicional

• Seleção do tipo de controlador e do controlador corretos

• Sincronização exata do posicionador e da válvula

Via de regra, quanto mais elevada for a precisão do controle, maiores serão os custos para os componentes e para o comissionamento. Em algumas condições de processo, os controles de alta precisão só podem ser realizados a um custo elevado. Por esta razão, já na fase preliminar do projeto, é necessário estabelecer o quão preciso deve ser o controle.


Variável controlada "x" (valor real): Em um processo, a variável a ser controlada é designada por "x". As variáveis controladas em uma instalação são, por exemplo, temperatura, pressão, fluxo, valor pH, dureza.

Variável de comando "w" (set-point):A variável de comando define o valor que a variável de processo deve assumir. O seu valor na forma de, por exemplo, uma variável elétrica (corrente ou voltagem) é comparado com a variável controlada "x".

Diferença de controle "e = w-x"A diferença de controle é a diferença entre a variável controlada e a variável de comando. Ela é a variável de entrada para o elemento de controle. O desvio do sistema equivale à diferença de controle, mas com o sinal contrário.

Variável de ajuste "y"A variável de ajuste é a variável de saída do posicionador e influencia o atuador de maneira direta. Ela depende dos parâmetros de controle do posicionador, bem como do desvio do sistema.

Variável de interferência "z"Os fatores que influenciam um processo de maneira indesejada e, desta forma, alteram as variáveis controladas, são chamados de variáveis de interferência.

Faixa de ajuste "yh"A variável de ajuste "y" de um controlador se encontra dentro da faixa de ajuste. Esta pode ser definida conforme o posicionador utilizado.

Elemento de posicionamentoO elemento de posicionamento influencia o processo de modo a aproximar a variável controlada da variável de comando. Os elementos de posicionamento em uma instalação são, por exemplo, válvulas, bombas, elementos para a transferência de calor.

Elemento de controleO elemento de controle gera a variável de ajuste a partir da diferença de controle. O elemento de controle é parte integrante do posicionador.

Tempo mortoOs sistemas de controle do processo com tempo morto são caracterizados pelo fato da variável controlada reagir à alteração no atuador somente após um determinado intervalo de tempo. Os exemplos destes sistemas de controle de processo são o controle de pressão dos fluidos compressíveis ou o escoamento posterior do fluido para fora da tubulação e para dentro de um recipiente após o fechamento da válvula.

Armazenamento de energiaEm função do armazenamento de energia que ocorre em todos os sistemas de controle do processo, os processos de controle podem se realizar com retardo de tempo. Isto pode ser visto claramente em processos de aquecimento. Tubos, recipientes e válvulas também têm que alcançar o aumento de temperatura. Simultaneamente, com o aumento de ∆t, cresce também a perda de energia para o ambiente. Neste caso, os armazenamentos de energia têm um efeito atenuante sobre o aumento de temperatura da instalação.

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Os sistemas de controle de processo caracterizam-se, basicamente, pelo seu comportamento de tempo. Isto determina a complexidade e a precisão com as quais a tarefa de controle deve ser realizada. A resposta deste sistema de controle é usada para representar este sistema dinâmico. A resposta gradual mostra como a variável controlada reage em relação às alterações da variável de ajuste. Os sistemas de controle de processo são divididos em quatro tipos básicos conforme a sequência temporal. Simultaneamente, é necessário diferenciar entre os sistemas de controle com e sem compensação. Nos sistemas de controle com compensação, estabelece-se um novo valor final. Por outro lado, os sistemas de controle sem compensação não atingem um novo estado de equilíbrio.

Sistemas de controle de processo PNos sistemas de controle de processo P, a variável controlada sempre se altera proporcionalmente em relação à variável de ajuste. O ajuste se realiza sem retardo.

Sistemas de controle de processo IUm sistema de controle de processo I apresenta um comportamento integral e não possui compensação. O sistema de controle de processo não atinge o estado de equilíbrio enquanto a variável de ajuste não for zero. A variável de ajuste se altera continuamente, fazendo com que a variável controlada aumente ou diminua permanentemente.

Sistemas de controle com tempo mortoNos sistemas de controle de processo com tempo morto, a variável controlada reage em relação à intervenção de ajuste somente após um determinado atraso. Isto frequentemente resulta em oscilações, em particular nos casos em que a variável controlada e a variável de ajuste se alteram

periodicamente uma em relação a outra deslocadas em relação ao tempo morto. Via de regra, os tempos mortos são justificados pela sequência do processo ou design da instalação (tempos de funcionamento preliminar, tempos de funcionamento posterior, posicionamento do sensor, do posicionador e do atuador etc.). Muitos destes fatores de influência podem ser otimizados através do planejamento apropriado da instalação em relação aos requerimentos técnicos de controle. Todos os demais fatores devem ser influenciados através de um dimensionamento apropriado do circuito de controle.

Sistemas de controle com armazenamentos de energiaProcessos de controle podem ocorrer com retardo em função do armazenamento de energia que ocorre em todos os sistemas de controle. Isto pode ser visto claramente em processos de aquecimento. Tubos, recipientes e válvulas também têm que alcançar o aumento de temperatura. Simultaneamente, com o aumento de ∆t, cresce também a perda de energia para o ambiente. Neste caso, os armazenamentos de energia têm um efeito atenuante sobre a alteração da temperatura. A mesma influência é exercida, por exemplo, por vasos de compensação e acumuladores de bolhas em sistemas hidráulicos. Eles retardam a alteração da pressão. O fato dos armazenamentos de energia influenciarem ou não a dinâmica do controle e em qual intensidade é diferente para cada instalação. Dependendo da influência sobre o circuito de controle, eles também podem ser desconsiderados durante o dimensionamento.Os sistemas complexos de controle de processo geralmente fazem uso de uma mistura dos quatro tipos básicos citados acima com e sem compensação. Por esta razão, os posicionadores mais utilizados também são uma combinação dos tipos acima descritos.

©Treitel Chemical Engineering LTD



Seleção e dimensionamento do controlador

Para o dimensionamento de um circuito de controle e seus componentes, é importante realizar uma análise cuidadosa do sistema de controle de processo. De modo a garantir um dimensionamento apropriado e uma operação isenta de problemas, deve-se atentar para que apenas uma função seja atribuída às válvulas do circuito de controle. A seleção do controlador realiza-se conforme o sistema de controle de processo (integral ou proporcional), os retardos e armazenamentos de energia, a velocidade desejada de controle e se um desvio remanescente do sistema pode ou não ser aceito.

As seguintes características resumidas podem ser tomadas como base na forma de diretivas globais:

• Controladores P são usados em sistemas de controle de simples regulagem, nos quais é possível aceitar uma diferença remanescente de controle.

• Os controladores I são apropriados para sistemas de controle com menor dinâmica de controle. Os sistemas de controle não devem conter retardos grandes.

• Os controladores PD são adequados para sistemas de controle com retardos grandes, nos quais um desvio remanescente de controle não representa uma interferência.

• Os controladores PI alcançam um comportamento dinâmico de controle. Eles também podem ser utilizados para sistemas de controle com retardos.

• Os controladores PID são utilizados sempre que o tempo de operação de um controlador PI não for suficiente em sistemas de controle com retardos grandes. Os controladores PID representam os controladores mais rápidos e mais precisos para tarefas complexas de controle.

Tarefas de controle

As seguintes características resumidas podem ser tomadas como orientações básicas. Ela deve ser entendida como sendo uma diretiva aproximada. Todos os sistemas de controle de processo devem ser projetados conforme as necessidades da instalação.

Elemento de controle Desvio do sistema Velocidade de posicionamento

P permanente rápido

I inativo lento

PD permanente muito rápido

PI inativo rápido

PID inativo muito rápido

Aplicação Tipo de controlador

P PI PID

Pressão + +

Fluxo - +

Nível + - -

Temperatura + +

Valor pH + +

- inadequado apenas parcialmente adequado + adequado

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Controlador PUm controlador P é um controlador de ação proporcional. A variável de saída (variável de ajuste "y") sempre é proporcional em relação à diferença de controle. Os controladores P são de reação muito rápida e realizam uma ação de ajuste imediato. No entanto, eles possuem uma diferença remanescente de controle entre as variáveis de referência e de controle.O coeficiente proporcional "Kp" a ser ajustado no controlador influencia a reação do controlador em relação a um desvio do sistema. Um maior "Kp" resulta em uma intervenção de controle mais forte e desvios menores do sistema. No entanto, um coeficiente proporcional muito elevado pode dar origem a oscilações.

Controlador DOs controladores D são controladores de ação diferenciada. Os controladores D agem somente sobre a velocidade de alteração da diferença de controle. Sendo assim, ele reage com grande rapidez independentemente da diferença de controle. Ocorrem amplitudes elevadas de controle mesmo em diferenças de controle pequenas. Ele não detecta um desvio invariável de sistema. Na prática, os controladores D só são utilizados em combinação com controladores P e I.

Controlador IOs controladores I são controladores de ação integral. Há uma relação proporcional entre desvio do sistema e velocidade de posicionamento. Os controladores I são mais lentos do que os controladores P, mas eliminam completamente a diferença de controle. Com isto, a componente I em um controlador dá origem a um aumento da precisão.A velocidade do controlador depende do tempo de reajuste "Tn". Quanto maior for o tempo de reajuste, mais lenta será a reação do controlador. Isto se deve ao fato da variável de ajuste "y" aumentar apenas lentamente. Caso seja selecionado um tempo de reajuste "Tn" muito pequeno para que o controlador atinja mais rapidamente a variável de referência definida, há a possibilidade de ocorrência de oscilações.

y

t

y

t

y

tControlador PIEm um controlador PI, um controlador P e um controlador I são ligados em paralelo. Ele apresenta reação muito rápida, que resulta em um controle completo sem desvio remanescente do sistema. O comportamento de controle é influenciado pelo coeficiente proporcional "Kp" e pelo tempo de reajuste "Tn". Os controladores PI permitem um controle bastante variável.

Controlador PIDNo controlador PID, uma componente D é adicionalmente ligada ao controlador PI. Isto faz com que o controle oscile mais rapidamente, ou seja, o estado controlado é alcançado mais rápido. Os controladores PID são particularmente adequados para sistemas de controle de processo com grandes armazenamentos de energia, ou seja, para sistemas de controle de ordem superior.

Componente D

Componente I

Componente P


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BRAZIL / SOUTH AMERICA

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CHINA GEMÜ Valves (China) Co., LtdNo.518, North Hengshahe Road Minhang District, 201108 ShanghaiPhone: +86-21-2409 [email protected]

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SOUTH AFRICA GEMÜ Valves Africa Pty. LtdCnr Olympic Duel Avenue And Angus Cresent,Northlands Business Park (Stand 379),New Market RoadRandburgPhone: +27 11 462 7795Fax: +27 11 462 [email protected]

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Além dessas subsidiárias, a GEMÜ tem uma rede de parceiros globais.

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