POSICIONADOR ELECTRONICO 2024
POSICIONADOR ELECTRONICO
¿QUÉ ES UN POSICIONADOR DE VÁLVULAS?
Un accesorio de uso común en las válvulas de control, el posicionador suministra aire presurizado al actuador para que la posición del vastago o eje de la válvula coincida con el punto de ajuste del sistema de control. Típicamente neumático o analógico de corriente/presión, el posicionador se utiliza cuando la válvula requiere una acción de control. Requiere retroalimentación de la posición de la válvula o de la eyección de la válvula y proporciona presión neumática al actuador para permitir que la válvula se desgaste y apriete.
Los posicionadores garantizan una posición muy precisa de la válvula (variable regulada) correspondiente a la señal de control (punto de consigna). Comparan la señal de control de un dispositivo de automatización neumático o eléctrico (controlador, estación de control, sistema de control de procesos) con la carrera o el ángulo de apertura de la válvula y, a cambio, proporcionan un control neumático de presión como valor de salida. Los posicionadores generalmente asumen la función de servoamplificadores, ya que convierten la baja energía de la señal de control en una poderosa presión de control proporcional hasta que se alcanza la presión de suministro máxima (6 bar/90 psi). Se pueden utilizar tanto para el funcionamiento estándar como para el funcionamiento en cascada (rango dividido).
Los posicionadores digitales son dispositivos de simple o doble efecto para montar en actuadores neumáticos lineales o rotativos. Gracias al procesamiento digital de la señal, ofrecen las siguientes ventajas frente a los posicionadores tradicionales:
Fácil de usar
Pantalla con dirección de lectura giratoria
Ajuste automático del punto cero y del intervalo durante el procedimiento de inicialización
Detección automática de errores de servo
Sentido de acción independiente de la posición de montaje
Supervisión continua del punto cero
Minimización del consumo de aire propio
COMO FUNCIONA UN POSICIONADOR DE VALVULA
Un posicionador de válvula es básicamente un dispositivo que sensa tanto la señal de un instrumento (controlador) como la posición del vastago de una válvula. Su función principal es la de asegurar que la posición de este vastago corresponda a la señal de salida del controlador o regulador.
Por ejemplo, si el posicionador recibe una señal neumática de 35%, debe dar la suficiente presión de aire al actuador para hacer que el recorrido del vastago sea de 35% de todo su rango. Puede efectivamente ser descrito como un controlador de lazo cerrado, que tiene como señal de entrada a la del instrumento, su salida que va al diafragma del actuador y su señal de realimentación proveniente del vastago de la válvula.
Los posicionadores se pueden dividir neumáticos y electroneumáticos. Con respecto a los primeros, a su vez se subdividen en aquellos accionados por un sistema de balance de movimientos. Consiste básicamente de un fuelle que recibe la señal del controlador, una barra fija al fuelle por un lado y un relé neumático cuya tobera forma un sistema tobena-actuador con la barra.
Mientras el fuelle se mueve respondiendo al cambio de la señal del instrumento, el arreglo tobera-obturador se mueve, admitiendo aire al diafragma o expulsando aire del mismo, hasta que la posición del vastago corresponda a la señal enviada por el controlador. En ese momento el posicionador estará nuevamente en equilibrio con la señal de control.
Los posicionadores electroneumáticos surgieron por el uso cada vez mayor de sistemas de control electrónicos que actúan sobre válvulas de control neumáticas. Básicamente, consisten en una combinación de un conversor de corriente a presión (I/P) y un posicionador. Es un dispositivo de balance de fuerzas y se puede utilizar con acción directa o acción inversa.
¿QUE ES UN POSICIONADOR ELECTRONICO?
Es un dispositivo que se utiliza para regular la posición del vástago de una válvula de control, su función principal es la de asegurar que la posición del vástago corresponda con la señal de salida enviada por el controlador.
Con base a dicha señal de control, y conociendo la posición real de la válvula, el posicionador ajusta el caudal de aire comprimido que le llega al actuador para intentar llevar a la válvula a la posición deseada.
Los posicionadores electroneumáticos se adaptan según el tipo de desplazamiento de la válvula de control, ya sea rotativo o lineal. Para escoger el posicionador adecuado, se deben tener en cuenta las condiciones de trabajo en las que opera la válvula de control (por ejemplo, no se deben escoger posicionadores que no resistan condiciones de trabajo hostiles, como altas temperaturas).
¿Cuándo dice electroneumático entiendo que es un controlador para operar la válvula de manera programada o remota, pero para que se mueva la válvula se necesita presión neumática (aire) y eso de dónde sale? ¿¿El mismo controlador electroneumático tiene compresor de aire?? ¿¿O se tiene que instalar aparte un compresor de aire?? ¿Y así como hay controlador electroneumático también hay a hidráulico?
Efectivamente debe existir una línea de suministro de aire de instrumentación. Para una señal de 4 mA del controlador le corresponde una señal de 3 psi (aire) y para una señal de 20 mA le. Corresponde una señal de 15 psi.
El microprocesador está programado con un algoritmo que le permite controlar el ajuste dinámico de la servoválvula y obtener los resultados más óptimos para cualquier combinación actuador/carga (lenta o rápida, con baja o alta fricción, con baja o alta inercia. Cualquier ajuste se realiza con los pulsadores PGAIN (sensibilidad) y DAMP (amortiguación).
FUNCION
Los posicionadores EL se pueden montar directamente sobre los actuadores Kinetrol modelos 5 a 14, doble o simple efecto.
El conjunto carece de tubbing, cableado o acoplamiento externo. Ideal para un posicionamiento preciso y sin juego.
Para los modelos 16 a 30, se pueden suministrar acoplamientos.
Kinetrol Posicionador Electroneumático EL Funcionamiento
El posicionador LA pilota y mantiene el actuador neumático en una posición proporcional a una señal de entrada 4-20 mA, gracias a una servoválvula de baja potencia.
Los posicionadores EL pueden ser montados directamente sobre los actuadores Kinetrol modelos 05 a 14, simple o doble efecto.
El montaje carece de tubbing, cableado o acoplamiento externo: ideal para un posicionamiento preciso y sin juego.
Para los modelos 16 a 30, se pueden suministrar acoplamientos.
Una sóla señal de entrada
Sin necesidad de alimentación externa: las conexiones se limitan una señal 4-20 mA y la entrada de aire de pilotaje.
Respuesta rápida, suve y precisa
Mediante una placa electrónica y una servoválvula proporcional.
Ajustes simples
Ajustes, calibración y memorización mediante 3 pulsadores y LED de visualización.
Fácil cambio del sentido de regulación (horario/antihorario) sin necesidad de herramientas especiales ni cambio de piezas.
Montaje universal
La versión universal del posicionador permite su montaje a cualquier actuador lineal o de 1/4 de giro.
POSICIONADOR ELECTRO NEUMATICO
CARACTERISTICAS:
El posicionador electro – neumático
Es utilizado para operaciones rotativas de válvulas con actuadores neumáticos por medio de controlador eléctrico o sistema de control con una señal analógica de salida de 4 – 20 mA.
Se puede utilizar en actuadores de doble efecto ó simple efecto.
Señal de alimentación 4 – 20 mA.
Fácil ajuste del cero y el recorrido.
Fácil de invertir el sentido de giro (horario / anti – horario).
Fácil de convertir para uso en actuador simple efecto o doble efecto.
Rápida y exacta respuesta.
Bajo consumo de aire.
Fácil conexionado de las tuberías de aire.
A grosso modo, se dice que, del total de las válvulas presentes en una planta productiva, las operadas manualmente equivalen al 70%, siendo el 30% restante válvulas actuadas (eléctricamente, neumáticamente o de otro modo). Estas, a su vez, en su gran mayoría, son válvulas para servicio On-Off, mientras que el resto son elementos finales de control para servicios modulantes (o proporcionales), los cuales pueden ser muchas veces un dolor de cabeza para ingenieros de proceso y técnicos instrumentistas.
En su gran mayoría, las válvulas modulantes son actuadas neumáticamente, siendo el elemento que las hace modulantes el posicionador, un dispositivo que asegura la relación preestablecida entre la posición de la válvula (apertura y/o carrera) y el set-point (señal de entrada al posicionador). Es decir, comparan la señal de mando procedente de un dispositivo de automatización (controlador) neumático o eléctrico con la carrera o el ángulo de giro de la válvula. Si existe una desviación entre estos parámetros, envían una señal de salida en presión al actuador para corregir este error. De este modo, nos aseguramos que nuestro set-point mueva la válvula donde el operador quiere que esté.
A menudo, los posicionadores adquieren la función de amplificación, ya que convierten las pequeñas señales de presión normalizadas en una potente presión de actuación hasta la máxima presión de alimentación (supply).
ineco3.jpg (5813 bytes) De acuerdo a las señales de entrada y los componentes, los posicionadores se clasifican en tres grandes tipos:
- Neumáticos (presión/presión): Utilizan señales de presión de entrada normalizadas (normalmente 3-15 psig o 0,2-1 bar), son de construcción sencilla y de fácil mantención. Como se trata de equipos que para su funcionamiento usan los principios de «equilibro de fuerzas» y «equilibrio de movimientos», su calibración complica a los instrumentistas, ya que los ajustes pueden tomar mucho tiempo.
- Electroneumáticos (corriente/presión): En estos posicionadores, la señal de entrada es una señal de corriente normalizada (4-20 mA o 1-5 mA), la cual llega a un módulo transductor que convierte esa señal eléctrica en una señal de presión, que es la que posteriormente va al actuador. Muchos fabricantes anexaron a sus posicionadores neumáticos un transductor I/P para dejarlos electroneumáticos, presentando por ello los mismos beneficios y complicaciones que las versiones neumáticas.
ineco4.jpg (4415 bytes)• Digitales: En las últimas décadas con la introducción de los microprocesadores a la instrumentación de campo, comenzaron a aparecer los posicionadores digitales o «inteligentes», los cuales son una versión mejorada del posicionador electroneumático, ya que la señal de entrada es transmitida bajo un protocolo de comunicación industrial (Fieldbus Foundation, HART, Profibus). Estos últimos entregan al posicionador herramientas de diagnóstico, alarmas, información del lazo y el instrumento, lógicas de control (Control PID), registros, etc.
Desde algún tiempo, cuando se desarrolla un proyecto de automatización, se determina, de acuerdo al sistema o dispositivo de control, y en la etapa de Ingeniería Básica, con qué señal o bus de campo operarán los instrumentos asociados, de acuerdo a criterios que se evalúan (conectividad, costos, diagnósticos, «robustez» del protocolo, entre otros). Obviamente, al seleccionar el protocolo o la señal de control, se arrastra al posicionador, pero si consideramos una mejora en un sistema existente y contamos con herramientas de configuración como equipos handheld o software, la opción más lógica es usar el protocolo HART, para aprovechar así el máximo potencial de los equipos. Además, es posible integrarlos a un administrador de activos para realizar diagnósticos y usar herramientas predictivas, que apoyen las mantenciones de los posicionadores y elementos finales de control.
En la actualidad, al momento de desarrollar o conceptuar un nuevo proyecto de automatización, la tecnología de punta a considerar es Fieldbus Foundation. Esto, básicamente por ser una red de comunicación digital bidireccional que posibilita la conexión de diversos instrumentos de campo y proceso, como así también de estaciones de operación, y que permite procesar la información a una alta velocidad, optimizando los procesos. Además, rescata información de la totalidad de los integrantes del lazo, lo que permite realizar diagnósticos y monitoreo en tiempo real.
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Sobre el autor
Joel Vilcherrez
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