Actuador modulador inteligente: principio de funcionamiento

Un actuador modulador inteligente es un dispositivo que convierte el alto par de torsión rotativo de baja velocidad generado eléctricamente en un motor en un par de torsión rotativo de alta velocidad de baja velocidad, que, cuando se acopla a una válvula de giro parcial o de múltiples vueltas, acciona la válvula.

Principio básico de los actuadores eléctricos modulantes

Los actuadores eléctricos modulantes tienen un sistema interno que posiciona el eje de salida en función de una señal de control de entrada, de manera proporcional. A diferencia de los actuadores eléctricos de encendido y apagado, los actuadores modulantes no necesariamente recorren toda la gama de apertura y cierre en un solo movimiento, sino que se mueven solo según el cambio en la señal de control de entrada. La posición proporcional se establece mediante la señal de entrada, por ejemplo, de 0 a 10V, donde 0V es cerrado y 10V es abierto, 5V es 50% abierto.

El posicionador monitorea y compara constantemente la señal de control de entrada de manera proporcional con la posición física del accionamiento de salida. Si existe alguna diferencia, el posicionador establece la dirección y el tiempo de funcionamiento del motor del actuador para cancelar la diferencia.

Típicamente, la señal de control de entrada analógica es de 0 a 10VDC o de 4 a 20mA, y algunos actuadores eléctricos modulantes proporcionan una señal de salida para que el control pueda ser un sistema de bucle cerrado, en el que la posición alcanzada se compara con la posición deseada.

Función de modulación del actuador: retroalimentación de posición del eje mecánico

Típicamente, existen dos métodos para monitorear la posición física del eje de salida del actuador eléctrico modulante, ya sea utilizando un dispositivo mecánico, como un potenciómetro accionado por un engranaje conectado al eje de salida, o mediante la detección digital de la posición del eje. Hasta hace poco, el sistema de potenciómetro mecánico era la única opción y generalmente funcionaba bien, pero como en cualquier sistema mecánico, existe el potencial de falla o desgaste de los componentes, lo que era una desventaja del uso de un potenciómetro en el sistema de retroalimentación del eje.

Función de modulación del actuador: retroalimentación de posición digital del eje

El método más actual para determinar la posición real del eje de salida es mediante el empleo de la detección de posición magnética digital con sensores de efecto Hall. Se fija un imán al eje de salida del actuador modulante y, con sensores de efecto Hall y un codificador digital, se detecta con precisión la posición del eje de salida de manera digital. Sin partes móviles, esta detección de posición digital más moderna es tanto más precisa como menos propensa a sufrir fallas en servicio en comparación con el antiguo sistema de potenciómetro mecánico.

Un actuador inteligente es un actuador integrado que incluye controles incorporados, capacidades de comunicación, control y retroalimentación de posición, y detección de fallas. Esto facilita la instalación, uso, programación y monitoreo del actuador, eliminando la necesidad de controles externos.

Equipado con hardware y tecnología integrados más allá de los de un actuador estándar, un actuador inteligente es lo suficientemente robusto como para manejar aplicaciones de alto ciclo de trabajo al tiempo que brinda control plug-and-play a las aplicaciones industriales de manipulación de materiales.

Beneficios de los actuadores lineales inteligentes

Los actuadores lineales inteligentes combinan soluciones inteligentes con maquinaria robusta para permitir una instalación, configuración y operación fáciles, para que los sistemas puedan ponerse en marcha rápidamente y funcionar de manera confiable. Al incorporar estas capacidades inteligentes, como las disponibles en un variador de frecuencia variable (VFD) o interruptores de límite programables electrónicos (EPLS), los actuadores inteligentes se vuelven más fáciles de configurar, operar, ajustar, solucionar problemas y monitorear.

Control y retroalimentación mejorados

Las entradas y salidas analógicas y digitales integradas pueden proporcionar retroalimentación de posicionamiento y permitir un control preciso de la posición a través de un controlador lógico programable (PLC). Como otra opción operativa, la conectividad Ethernet/IP puede permitir una conexión directa a un PLC, brindando diversas opciones y configuraciones de control al programar secuencias de movimiento. Utilizar un VFD, combinado con un codificador de posición absoluta, puede resultar en movimientos de motor precisos que garantizan que los productos se muevan de manera segura y eficiente.

Aumento de la productividad

Un actuador inteligente mejora los ciclos de trabajo, extendiendo el tiempo en que un actuador puede funcionar de manera confiable. Esto aumenta en última instancia las tasas de producción. El control VFD también permite un arranque suave automático y una aceleración suave para prolongar la vida útil operativa de un actuador.

Programación simplificada

Los actuadores inteligentes facilitan la programación de parámetros específicos según las necesidades de su aplicación. Por ejemplo, los EPLS definen puntos de parada específicos, lo que ayuda a proporcionar una mayor precisión y exactitud, así como una mayor capacidad para repetir movimientos en comparación con los actuadores que utilizan interruptores de límite mecánicos. Los VFD integrados y los sistemas de control incorporados permiten a los operadores programar patrones de movimiento específicos y ajustar la velocidad del actuador a la tasa óptima para adaptarse a las necesidades de la aplicación.

Instalación y configuración rápidas y sencillas

Las comunicaciones analógicas y digitales opcionales o la conectividad Ethernet/IP permiten que un actuador inteligente se conecte directamente a un PLC u otro sistema de control o monitoreo sin necesidad de componentes intermedios. Otras configuraciones de actuadores requieren un VFD separado o un sistema de controlador de contactor alojado en un panel de control externo.

Aplicaciones ideales para actuadores inteligentes

Los actuadores inteligentes están diseñados para proporcionar un funcionamiento confiable, permitir un control preciso del movimiento y simplificar las aplicaciones, especialmente aquellas que pueden beneficiarse de la tecnología de automatización. Al incorporar el control VFD en un actuador, los operadores obtienen la capacidad de programar patrones de movimiento específicos con velocidades variables, lo que amplía la gama de aplicaciones en las que se puede aplicar un actuador inteligente. Algunas de estas aplicaciones incluyen:

• Control de compuertas para sistemas de escape: los actuadores ayudan a ajustar la posición de una compuerta y proporcionan retroalimentación sobre su posición
• Manipulación de materiales, empaquetado y clasificación: los actuadores inteligentes se utilizan para mover y desviar productos dentro de una planta para su distribución, almacenamiento, etc.
• Equilibrio de cargas en vehículos de guiado automatizado (AGV): la capacidad de control y retroalimentación aumenta el alcance de los actuadores inteligentes para su uso en AGV que se mueven alrededor de una planta, reciben mercancías y las transportan a otras etapas de producción.
• Sincronización de mesas elevadoras: los actuadores inteligentes sincronizan el movimiento para asegurar que las mesas elevadoras estén a la altura adecuada para que los trabajadores puedan completar sus tareas cómodamente.
• Control de sistemas de HVAC: los actuadores inteligentes controlan, desvían o detienen el flujo de aire en instalaciones con sistemas de ventilación minera, recolección de polvo, humos químicos, entre otros.

Los actuadores modulantes inteligentes utilizan señales de control de entrada para posicionar el eje de salida de manera proporcional. Además, los actuadores inteligentes ofrecen beneficios adicionales, como retroalimentación de posición precisa, control mejorado y facilidad de instalación y configuración. Estos actuadores son ideales para una variedad de aplicaciones industriales que requieren un control preciso del movimiento y una mayor productividad.

Consultas habituales sobre los actuadores modulantes inteligentes

¿Cuál es la diferencia entre un actuador modulante y un actuador de encendido y apagado?

La principal diferencia entre un actuador modulante y un actuador de encendido y apagado es que el actuador modulante se mueve proporcionalmente al cambio en la señal de control de entrada, mientras que el actuador de encendido y apagado se mueve en una dirección predeterminada para abrir o cerrar completamente la válvula.

¿Qué tipo de señales de control de entrada se utilizan en los actuadores modulantes inteligentes?

Los actuadores modulantes inteligentes generalmente utilizan señales de control de entrada analógicas, como 0-10VDC o 4-20mA, para posicionar el eje de salida proporcionalmente. Algunos actuadores también pueden proporcionar una señal de salida para permitir un control de bucle cerrado.

¿Cuál es la ventaja de utilizar la retroalimentación de posición digital en los actuadores modulantes inteligentes?

La retroalimentación de posición digital, utilizando sensores de efecto Hall y un codificador digital, es más precisa y menos propensa a fallas en comparación con los sistemas de retroalimentación de posición mecánica tradicionales, como los potenciómetros. La detección digital no tiene partes móviles, lo que reduce el desgaste y la posibilidad de fallas en servicio.

¿Cuáles son las aplicaciones ideales para los actuadores modulantes inteligentes?

Los actuadores modulantes inteligentes son ideales para aplicaciones que requieren un control preciso del movimiento y una mayor productividad. Algunas de estas aplicaciones incluyen el control de compuertas en sistemas de escape, la manipulación de materiales y el equilibrio de cargas en vehículos de guiado automatizado (AGV).

¿Cuáles son los beneficios de utilizar actuadores inteligentes en sistemas de HVAC?

Los actuadores inteligentes en sistemas de HVAC permiten un control preciso y eficiente del flujo de aire, lo que ayuda a mejorar la calidad del aire interior y a optimizar el consumo de energía. Además, la retroalimentación de posición precisa garantiza un funcionamiento confiable y preciso del sistema de HVAC.

Los actuadores modulantes inteligentes son dispositivos que convierten la señal de control de entrada en un movimiento proporcional del eje de salida. Estos actuadores ofrecen beneficios adicionales, como retroalimentación de posición precisa, control mejorado y facilidad de instalación y configuración. Son ideales para una variedad de aplicaciones industriales que requieren un control preciso del movimiento y una mayor productividad.

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