A automação de válvulas é fundamental em qualquer sistema de controle industrial. Os posicionadores eletropneumáticos são equipamentos essenciais para esse fim, pois permitem o posicionamento preciso de válvulas com base em sinais de controle recebidos. Para validar e ajustar o funcionamento de posicionadores e outros atuadores eletropneumáticos, e assim garantir a correta operação de sistemas de controle automatizados, o uso de calibradores de loop torna-se essencial.
Neste artigo detalhamos as funções dos calibradores de loop, também conhecidos como calibradores de malha, e como eles podem ser utilizados no comissionamento de posicionadores eletropneumáticos, garantindo o desempenho esperado das válvulas de controle e a integração com sistemas de automação.
O que são calibradores de loop/malha?
Os calibradores de loop/malha são instrumentos portáteis projetados para simular, gerar e medir sinais de corrente elétrica, geralmente na faixa padronizada de 4 a 20 mA, amplamente utilizada em sistemas de controle de processos.
Este tipo de equipamento desempenha três funções principais:
- Geração de corrente: simula um sinal de controle de corrente com alimentação, permitindo o controle de um atuador.
- Medição de corrente: atua como medidor, monitorando o sinal gerado por um transmissor ou outro dispositivo.
- Simulação de corrente: emula o comportamento de um transmissor, controlando o sinal de corrente de uma malha/loop mas sem fornecer a alimentação, que deve vir de uma fonte externa.
Essas funcionalidades tornam os calibradores de loop essenciais para testes, calibrações e comissionamentos de instrumentos de campo, como transmissores de pressão, temperatura, indicadores e, especialmente, posicionadores eletropneumáticos.
O papel dos posicionadores eletropneumáticos na automação industrial
Os posicionadores eletropneumáticos são dispositivos que recebem sinais elétricos (normalmente 4…20 mA) e os convertem em sinal pneumático para posicionar válvulas de controle. Eles aumentam a precisão, a velocidade de resposta e a confiabilidade da operação de válvulas, especialmente em processos críticos.
As principais funções desses dispositivos incluem:
- Melhorar a precisão de posicionamento da válvula.
- Reduzir histerese e erro de seguimento.
- Compensar atrito e variações de pressão no sistema pneumático.
- Permitir diagnóstico e parametrização através de comunicação digital (HART, FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS PA, etc.).
Durante o comissionamento desses dispositivos, é necessário garantir que o sinal elétrico esteja sendo corretamente interpretado e que o movimento da válvula corresponda ao valor solicitado pelo sistema de controle. Para isso, entram em cena os calibradores de loop.
Como os calibradores de loop são utilizados no comissionamento de posicionadores eletropneumáticos
Geração de sinais para teste de posicionamento
Durante o comissionamento, o técnico pode utilizar o calibrador de loop para gerar sinais de 4 a 20 mA e verificar se o posicionador e a válvula respondem adequadamente:
- Com 4 mA: válvula deve estar completamente fechada (0%).
- Com 12 mA: válvula deve estar na posição intermediária (50%).
- Com 20 mA: válvula deve estar completamente aberta (100%).
Esse teste permite validar a linearidade do sistema e verificar se a resposta do atuador está dentro dos parâmetros esperados.
Diagnóstico de falhas de posicionamento
Caso o posicionamento da válvula não corresponda ao sinal enviado, o calibrador ajuda a identificar a origem da falha:
- Verifica se o posicionador está recebendo corretamente o sinal.
- Isola falhas no transmissor, cabeamento ou controlador.
- Permite ajustar ou calibrar a resposta do posicionador.
Medição do sinal de retorno
Alguns sistemas também enviam sinal de retorno (feedback) para o CLP ou supervisório. O calibrador também pode atuar como medidor de corrente para verificar esse retorno e garantir que o sistema está operando corretamente.
Validação do loop completo
Durante a validação final do loop de controle, o calibrador simula condições reais de operação, garantindo que todos os elementos do sistema estejam adequadamente integrados: controlador, posicionador, válvula e instrumentação.
Vantagens técnicas do uso do SLC100+ no comissionamento
O SLC100+, calibrador de loop/malha da Sensycal, é uma ferramenta robusta e confiável para testes de campo e calibrações de instrumentos.
Entre suas funcionalidades estão:
- Geração de sinais 4…20 mA, com resolução de 0,001 mA e alta exatidão de 0,05 % do fundo de escala.
- Medição de corrente de corrente simultaneamente à geração, permitindo diagnóstico de sinais de transmissão.
- Alimentação de loop, com capacidade de alimentar transmissores e atuadores com tensão 24 V.
- Geração e medição de sinais de tensão e frequência.
- Funções de geração automática de sinais em rampa, com tempos e degraus configuráveis, úteis para testes dinâmicos de resposta.
- Interface colorida amigável com operação intuitiva.
- Geração de gráfico dos sinais medidos e dos sinais gerados pelo calibrador.
- Construção compacta e leve, ideal para aplicações em campo.
Esses recursos tornam o SLC100+ um aliado eficiente para profissionais que atuam em teste e comissionamento de atuadores de válvulas.
Considerações importantes durante o comissionamento
Para garantir a precisão e a segurança durante o comissionamento de posicionadores e válvulas, alguns cuidados devem ser observados:
- Confirmar a polaridade correta da conexão do calibrador.
- Verificar as especificações de corrente dos equipamentos.
- Avaliar o tempo de resposta da válvula para diferentes degraus de sinal.
- Analisar a histerese e repetibilidade.
- Documentar os resultados para rastreabilidade metrológica.
Aplicabilidades em segmentos industriais
O uso do calibrador de loop é recorrente em diversos segmentos, como:
- Indústria química e petroquímica: onde a precisão e a segurança são cruciais.
- Alimentos e bebidas: garantindo controle de válvulas em sistemas sanitários.
- Energia: em plantas de geração e distribuição.
- Farmacêutico: controle rigoroso de fluidos e gases.
Em todos esses setores, a confiabilidade na operação de válvulas é fator determinante para a eficiência e a conformidade com normas técnicas.
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