NORGREN PROPORCIONAL ADVANTAGE

Don Hoerr

Ricardo Rodrigues

»Visão Geral

»Introdução

»Características de Mercado

»Conceitos importantes»Circuito aberto versus circuito fechado

»Linearidade

»Histereses

»Tempo de resposta

»Calibração

» Mercados

Pauta

»Linha de Produtos Industrial e Processo

»Concorrência

»Vantagem Competitiva

»Novos Produtos

»Aplicações

»Desenvolvimento de Produtos

»Capacidades

Herion & Watson Smith têm mais de 20 anos de experiência em válvulas proporcionais.

Ambas as companhias AGORA fazem parte do grupo Norgren.

Visão Geral

Controle preciso de…» Pressão

» Força

» Fluxo

Introdução

Sinal elétrico Pressão ou saída de fluxo

» Corrente (ex.: de 4 a 20mA)

» Voltagem (ex.: de 0 a 10V)

» Digital (ex.: Fieldbus 01110010)

» Pressão (ex.: de 0 a 150psi)

» Fluxo (ex.: de 0 a 50scfm)

Sinal de entrada

Pressão

Eletro-pneumático

I/Ps (corrente para pressão)

E/Ps (voltagem para pressão)

Válvulas Proporcionais

Características de Mercado

» Válvulas proporcionais promovem uma imagem de alta

capacidade e alavancam outros produtos pneumáticos

» Potencial linha de aplicações continuam a expandir

» Longa validação / ciclos de vendas - frequentemente vários

meses

» Um engenheiro é seu melhor cliente

Características de Mercado Cont...

“Em sistemas de operação pneumática é essencial que os parâmetros como direção, vazão ou pressão estejam continuamente ajustadas conforme os requisitos para o processo. “

» Detalhes para aplicações específicas podem ser muito importantes

(resposta do transiente depende da vazão, volume, tubulação, etc)

» Produtos competitivos variam amplamente através de diferentes

tecnologias. Forma direta, adequada, reposições de funções são raras

» Desafio de deslocar uma pessoa devido ao exposto acima – mas os

negócios tendem a ser de longo prazo, uma vez ganhos.

» Desempenho e confiança são muitas vezes melhores que preço

» Boas oportunidades de valor agregado para distribuidores experientes e

capazes

Exigências do ClienteQuestões a serem respondidas para vender uma

Válvula Proporcional!!

Qual é a aplicação?

Quais são os elementos críticos para a aplicação?

Características principais para os clientes?

Vazão requerida?

Pressão de saída requerida?

Volume de trabalho (carga)? – circuito fechado?

Pressão de entrada?

Tempo de resposta/Velocidade?

Controlador?

Meio ambiente?

Sinal de realimentação solicitado?

Normas de Vendas

Apoio a Vendas

Campeão de vendas de proporcionais nos EUA:

Ricardo Rodrigues rrodrigues@kipinc.com

ou consulte o Deptº de Engª da Norgren no Brasil

Com o objetivo de reforçar as vendas através das linhas de válvulas proporcionais da Norgren

Algumas atividades:»Visitas de Vendas / Visitas de Treinamento

»Testes / Aplicações em laboratório

»Coordenação com fábricas (Leeds / Fellbach) nas entregas, preços, produtos especiais, coordenação com clientes internacionais, etc

Importante

»Circuito aberto e Circuito fechado

»Linearidade

»Histereses

»Tempo de resposta

»Sensibilidade

»Calibração

• ZERO

• SPAN

• GAIN

Circuito Aberto

Valor de ajuste

Amplificador

Válvula de controle de pressão

Circuito Fechado Vs Circuito Aberto

»Eletro-pneumático

»Robusto e confiável

»Adequado para muitas aplicações

»Custo efetivo

Circuito Fechado

Circuito Fechado Vs Circuito Aberto

»Sensor de pressão interno

»Controle do circuito fechado ativo

»Ponto de ajuste ou ponto de ajuste analógico

»Adequado para qualquer aplicação

»Sinal de realimentação de pressão

»Sinal comparador de saída

Valor de ajuste

Amplificador

Válvula de controle de pressãoSensor de

pressão (transdutor)

Lógica para comparar com pressão

desejada

Aplicação

ALGORÍTMO PID

O estado presente do sistema é comparado com o estado requerido e a diferença é medida como erro, então o sistema é planejado para levar o erro a zero.

O erro de Linearidade é sempre tomado como sendo de uma linha reta perfeita a qual se sobrepôe ao ponto

final definido Para uma unidade de 0-150 psi, a linha perfeita deverá ser :

0 psi @ 0 VDC

150 psi @ 10 VDC

Linearidade e Histeresis

Histeresis é a diferença entre as duas rampas,

crescente e decrescente

No desenho ao lado as setas indicam a diferença

entre as rampas

Tempo de resposta

Aumento da faixa de pressão de 10 para 90%

Carga determinada

Ex.: VP50: Tempo de resposta: menos que 80ms em carga de 0.1 litro

Repetibilidade

Relata a proximidade na saída quando a mesma entrada é aplicada repetidamente, por um certo período de tempo, e sob as mesmas condições.

Calibração – Zero e Span

Span: Quando considerando a linha reta do gráfico entre 3-15psi, 4-20mA, mudando o span altera o gradiente da inclinação.

Zero: Altera a posição do gráfico.

Calibração cont...

GAINFator que amplia a diferença entre o sinal e a saída (erro).

Se o ganho for muito alto, a unidade torna-se por demais sensível e oscila fora de controle.

Se o ganho for muito baixo o tempo de resposta da unidade torna-se muito lento.

SOMENTE EM VÁLVULAS COM

CIRCUITO FECHADO!S = ganho X erro

PASSOS PARA CORRIGIR A CALIBRAÇÃO

1. Assegurar o correto fornecimento de pressão.

2. Ajuste o sinal eletrônico para 10%, ajuste do controle do ZERO para ±0.5% da pressão desejada.

3. Aumente o sinal eletrônico de controle para 100%, ajuste o SPAN para ±0.5% da pressão desejada.

4. Repita os passos tantas vezes quanto necessário. Assegure-se que a pressão de saída esteja regulada para o nível correto de cada passo.

»IndustrialMáquinas de papel,automotiva, laboratório,

fabricantes de microprocessadores, etc.

»Indústrias de Processo- Refinarias, produtos químicos, químicas finas,

farmacêutica, polpa e papel

- Fabricantes de válvulas de processo e posicionadores

Mercados

Linha de Produtos

Processo Industrial

140

VP50

Séries 42 VP51

FailFreeze

(falha na posição)

VP10

Manostato R27

VP12

VP23 VP60

VP40

421

Produtos para Mercado Industrial

A VP50/51

VP50VP51

A VP50/51

PRINCÍPIOS

Circuito Fechado

Carretel sem vedação com retorno por mola

Projeto Eficiente

BENEFÍCIOS

Alta Vazão (43 scfm)

Rápida Resposta

Alta Precisão

Ganho Ajustável

Baixa energia - a VP50 utiliza menos que 1 watt

VP50/51 – Princípio de Funcionamento

Exaustão Pressurização Modulação

VP50/51 – Interface Elétrica

Pino 1 > energia 24V

Pino 2 > Sinal de feedback (0 a 10V para faixa

de pressão total)

Pino 3 > Sinal de controle (0 a 10V ou 4-20mA)

Pino 4 > Comum (energia e sinal)

Pino 5 > Terra

Conector M12 de 5 pinos FORNECIDOS na caixa com a unidade

VP50

»Ideal para aplicações industriais padrão as quais requerem melhor controle e desempenho do que um sistema de circuito aberto

»Pressão de saída: Mín. 0 a 30 psi; Máx 0 a 150 psi

Alto desempenhoVazão /Precisão/RespostaControle do circuito fechado

Estável sobre todas as condições de cargaGanho ajustávelGrau de Proteção IP65

Operação flexível

Verdadeiro CUSTO EFETIVO

Span

Zero

Baixo atrito do carretel sem vedação

Baixa Energia

Ar-Piloto

VP50 Corte Transversal

GainFiltro

interno

VP51

»Unidade DIGITAL com Display

»Vários controles de ajuste para acomodar melhor a Aplicação

»Notificação imediata LCD’s

»Pressão de saída: 0 a 150psi

»Única no mercado

»Controlador PI

Funcionalidade para o usuário – totalmente programável»Faixa de pressão, idiomas e unidades

»Monitor de saída

»Senha de proteção

»Dinâmico/ajuste de velocidade

»Display LCD com iluminação

Digital Eletrônico Avançado permitindo ao usuário controlar a faixa de

pressão, velocidade, mín. e máx., ponto de ajuste e muito, muito mais …

Digital Eletrônico Avançado permitindo ao usuário controlar a faixa de

pressão, velocidade, mín. e máx., ponto de ajuste e muito, muito mais …

Teclado ergonomicamente projetado, permitindo fácil programação do menu de

acionamento

Teclado ergonomicamente projetado, permitindo fácil programação do menu de

acionamento

Tecnologia do carretel sem vedação comprovada, oferecendo desempenho

superior em menos tempo

Tecnologia do carretel sem vedação comprovada, oferecendo desempenho

superior em menos tempo

VP51 Corte Transversal

VP51 – Estrutura do MenuSenha de 4 dígitos e dê OK.Password

Selecione o idioma na unidade de pressão

Display Language

Pressure Units

DisplaySet up

Ajuste a pressão entre mín. e máx. 0-10 bar do sinal de entrada.

Min. Set up

Max. Set up

Off lineSet up

0-7 para ajustar a velocidade. 0 = mais rápido, 6= mais lentoResposta irá variar com volumes diferentes.

Para estabelecer o tempo do ajuste do Integrador0 = mais rápido, 7 = mais lento

Esta função permite uma amplitude de oscilação para ser ajustada de acordo com a aplicação.

Speed Settings

Dynamic Response

Dither Amp

Min. Set up Com fornecimento de ar, ajuste o sinal de entrada para o valor máx. e mín. requerido.

Max. Set up

On-LineSet up

A função do Display fornece feedback de instalação para informação do usuário.

O LED verde normalmente está permanentemente ligado quando houver fornecimento de energia. Esta função permite ao usuário ajustar o LED verde para faiscar quando a pressão de saída estiver fora da janela especificada.

O LED vermelho está normalmente desligado. Pode ser ajustado para faiscar se a pressão de saída não alcançar o valor requerido dentro de um limite de tempo especificado.

Monitor Output

Green On Limits

Red On Limits

A função de controle local permite que o usuário ajuste a pressão de saída manualmente usando a seta.

A função do display que mostra o dispositivo ID, Nº de série. Também contém mudança de senha para instalação de endereço de Web do distribuidor.

Fornece opção para utilizar o ajuste de fábrica.

Manual ControlLocal

Control

Factory Defaults

Device Database

Monitor Set up

VP50/51 Concorrentes – SMC

ProdutoA ITV2000 é um Regulador Eletro-Pneumático com LED display

Informação de PreçoO preço médio da lista da SMC ITV2000 é $395 embora dependa da especificação da unidade (ex.: Opcionais extras).

Séries SMC ITV

SMC - ITV2000:•Menor precisão - 3%•Necessita de 5 micron de filtragem•Não tem certificado CE •Faixa de temperatura de operação bem menor

Opções / MenuVP51 ITV2000

Senha de Proteção XSeleção do Idioma XSeleção da Unidade de Pressão XFaixa de Ajuste da Pressão X XAjuste da Velocidade XDisplay de Saída do Monitor X XAjuste da Pressão On-line XIndicadores LED XAjuste de Ganho XAjuste Integral de Ganho XBase de Dados do Dispositivo X

VP50/51 ConcorrentesProportionAir

QB1 – QB2Vazão máx.: 1.2 scfm

BB1 – BB2Padrão: Vazão máx.: 1.2 scfm

Alta vazão (S81): 3.1 scfm

ProdutoProportionAir é líder de mercado nos EUA. Todas as válvulas ProportionAir utilizam o design c om duas válvulas miniaturas para controlar a pressão, desde meados dos anos 80.

Opções com sensores de fechamento de circuito com sensores externos. Geralmente requer um amplificador de vazão.

Forte distribuição da linha. Problemas com algum histórico de qualidade/confiança.

A solução com o amplificador de vazão é mais cara que VP50/51.

• Baixo fluxo – necessita de um amplificador de vazão na maioria das aplicações• Resposta lenta• Sem ajuste de ganho

QB3Vazõa máx.: 25 scfm

VP50/51 Concorrentes - Outros

Asco Joucomatic SENTRONIC

Líder de mercado na Europa. Utilizam tecnologia tradicional e tem reputação de confiança. Projetada para aplicações de controlede fluxo.

A lista de preços é a mais alta de todos.

• Alto consumo de ar - 50 l/min• Alto consumo de energia. - até 30watts• Menos preciso - acima de 2%• Alto preço

Fairchild T7900Alta vazão, conversor IP preciso.

Lista de preço em torno de de $ 1000

Preço alto

MAC PPCCombina válvulas de ação rápida solenóide MAC (Tipos 34, 35, 400, 47, 92, ou 93) com controle eletrônico integral com configuração de válvulas gêmeas. Uma ampla linha de opções e configurações até 3/4". Sistema Especial Prop Multi Pressure Pak (MPP) mercado alvo de solda por pontos.

Vazão menor (26 scfm)Menos preciso – 2.5%Maior e mais pesadoBaixa proteçãoConsumo de energia 8W

VP50/51 Concorrentes - outros

Festo MPPESAlimentação e escape e Não existe promoção agressiva de válvulas proporcionais nos EUA. Tem uma base instalada devido a maior influência européia. Lista de preço em torno de $ 1000

Menos preciso – 3%Sem controle de etapasConsumo de energia 3.6W

Numatics – Séries EPR

Uma linha relativamente limitada de

válv. proporcional em linha com tecnologia

de alimentação e escape.

Sem muita penetração no mercado.

• Marsh Bellofram (Buzmatics) - Tipo 3000• Tipo 3000 o qual integra a seção piloto Buzmatics• com• Vários Bellofram integral boosters• Falta força no mercado de pneumática. • Lista de preço para tipo 3511P (digital, 19scfm): $ 423

Consumo de energia 7WVazão máx. 19scfm

VP50/51 Vantagem Competitiva

» E/P Piloto e carretel sem vedação

» Excelente controle de sensibilidade – controle sem saltos

» Crítico para aplicações onde rampas lentas ou modulações são necessárias

» Piloto analógico com resolução de controle muito melhor do que sistema de alimentação e escape

CONTROLE DE SENSIBILIDADE – CONTROLE SEM SALTOS

Comparação com a série SMC ITV2000

Comparação com tempo de resposta

ITV2050-31F2BS3-Q ITV2050-31F2BS3-Q VP5010BJ111H00 VP5010BJ111H000-10 V : 0.05-9 Bar 0-10 V : 0.05-9 Bar 0-10 V : 0-10 Bar 0-10 V : 0-10 Bar

carta menor carga maior carga menor carga maiorAumento do tempo: 189 ms 225 ms 32.6 166msExceder +ve: 1.80% 1.80% 1.65% 1.65%Tempo de falha 155 ms 181 ms 54 156ms

VP50SMC

VP50/51 Vantagem Competitiva

Comparação de uma VP51/50 e uma SMC ITV2000

Click na figura para iniciar a animação

VP51 Vantagem Competitiva

1

2

3

4

Norgren

Spool Valve

Microprocessador - Usuário especifica Set point e Calibração num toque de um botão Economia de tempo de ajuste com melhor desempenho

Display de Pressão On-board - Notificação Instantânea da Pressão de Saída RequeridaNão necessita de manômetro separado para monitoramento

Ajuste de Ganho Digital - Alta estabilidade para a maioria das aplicações com diferentes volumes. Ótimo ajuste de velocidade com precisão ideal

Operação de Válvula Pneumática com Carretel sem Vedação - Tempo de resposta rápido; com longa vida útil comprovada. Controle pneumático confiável por longo tempo de operação

VP51 - DeviceNetDeviceNet é o protocolo de Fieldbus que mais cresce no mundo.

»Testado e aprovado pela ODVA

»Dispositivo Plug & play – não necessita de um conversor analógico para digital

»Ajuste de pressão e feedback

»Byte com Status para diagnósticos

»Ajuste para aplicação específica

»Software EDS para configuração total

»Funciona com energia da rede (não necessita de cabo separado de energia)

»Válvula de controle de pressão totalmente digital - Controla pressão até 150psi

»Disponível Agora!

“..Extraordinária configuração e capacidades diagnósticas com controle de pressão muito preciso para numerosas aplicações … “

comunicação

bilateral!!

VP51 - DeviceNetFacilmente configurável para todas as aplicações

Pode ser ajustado para detectar Pode ser ajustado para detectar automaticamente a velocidade da automaticamente a velocidade da

rederede

Monitoramento Monitoramento on-lineon-line

Byte de Status para Byte de Status para diagnósticodiagnóstico

Limite de erro e função Limite de erro e função “pressostato” ajustável“pressostato” ajustável

Em caso de perda de comunicação Em caso de perda de comunicação com a rede, há opção de manter ou com a rede, há opção de manter ou

liberar a pressãoliberar a pressão

Esta figura à esquerda mostra o arquivo EDS visto através da Rockwell RSNetworx)

Arquivo EDS – Totalmente funcional pela rede

VP51 - DeviceNet

Teclado

»Ajustar a senha

»Mudar os endereços de nós na rede

»Ajustar “Baud Rate”

LEDs

»Status da Unidade

»da Rede

Display com 16 caracteres

»Atual pressão de saída

»Atual nó na rede

»Mensagem mostrada quando a “Baud Rate” ou o nó da rede estiver incorreto

Imediata mudança Imediata mudança da taxa de baud da taxa de baud pelo usuário. A pelo usuário. A

VP51 está ajustada VP51 está ajustada para diferentes para diferentes

“Baud Rate” da da rede.rede.

Fácil mudança do Fácil mudança do endereço de nó na endereço de nó na

rede pelo usuário.Isto rede pelo usuário.Isto quando o nó já está quando o nó já está

em uso por outro em uso por outro dispositivo.dispositivo.

Display e Teclado

» Preciso Controle de Pressão com Circuito Aberto

» Excelente Linearidade

» Baixa Histeresis

» Vazão: 10.6 scfm

» Faixa de pressão: Mín 3-15psi bar -Máx 3-120psi

» Sinal: 0-10V; 4-20mA

» Ajustes de Zero e Span

Opções:

- IS (intrinsicamente seguro) para indústrias de processo

- Várias faixas de sinal de entrada

VP10

Adequada para ambas Aplicações Industrial e de Processo

A VP10 é dividida em duas seções:» Seção de controle - o “flapper & nozzle” e câmara da pressão piloto.

» Seção pneumática.

VP10 – Princípio de Funcionamento

“Flapper & nozzle”

»Excelente precisão

»Estabilidade por longo tempo

»Adequado para circuitos abertos e fechados

»Operado Manual ou Mecanicamente

»Muitas opções de controle mecânico

»Vazão: 300 l/min

»Faixa de pressão: mín 0.2 a 1bar – máx 0.14 a 8bar

Regulador de Precisão com Circuito Aberto

Projetado para aplicações onde reguladores padrões não são eficientes

Regulador de Precisão R27

Opções: haste, operada por alavanca e com manômetro de pressão

NOVA VP12

“… controle preciso de pressão numa válvula compacta … preenchendo uma lacuna no

mercado para uma válvula miniatura confiável de baixo custo”

VP12

»Válvula Proporcional Miniatura

»Preciso Controle com Circuito Aberto

»Projeto Industrial Compacto e Reforçado

»Vazão até 7 scfm

»Excelentes Características de Desempenho

»Ajuste do Zero e Span

»Disponível agora!

VP12 pilotando um regulador

VP12

Carácterísticas e Benefícios

» Ideal para aplicações em circuitos abertos e fechados

» Várias faixas de pressão – de 0 a 15psi até 0 a 120psi

» TAMANHO - Desenho compacto fornecendo instalação flexível

» Instalado em qualquer direção (instalação simples)

» Opções de Manifold

» Preço bastante competitivo

» Controle melhor do sistema sem pagar por uma solução dispendiosa

» Operação silenciosa devido à operação com válvula piloto

» Baixo consumo

» Excelente resolução de controle – controle analógico sem saltos