Nelle applicazioni industriali con cilindri idraulici, il controllo della pressione può essere fondamentale per garantire che una determinata fase del ciclo venga eseguita nel momento corretto.
Un pressostato elettronico permette di trasformare il raggiungimento di una determinata pressione idraulica in un segnale utilizzabile dal sistema di controllo della macchina.
Ma scegliere il pressostato corretto non è sufficiente.
È necessario definire correttamente la pressione di intervento, verificare la taratura e, in alcune applicazioni, impedire che il valore impostato venga modificato accidentalmente durante la produzione.
Un caso tecnico Vega relativo a un nuovo stampo per iniezione mostra proprio questo tipo di esigenza. Il Cliente aveva richiesto una soluzione con pressostato elettronico e, soprattutto, la possibilità di fornire il componente già programmato al valore di pressione richiesto.
Perché la taratura del pressostato è importante
Un pressostato non deve semplicemente “sentire” la pressione.
Deve intervenire al valore corretto.
Se il punto di intervento è troppo basso, il sistema potrebbe ricevere il segnale prima che sia stata realmente raggiunta la condizione richiesta.
Se invece è troppo alto, il segnale potrebbe arrivare in ritardo oppure non arrivare durante il normale ciclo della macchina.
In un’applicazione industriale questo può provocare:
- arresti della macchina;
- sequenze non corrette;
- allarmi;
- mancata conferma di una condizione idraulica;
- difficoltà durante il collaudo dello stampo.
Nel caso analizzato, la soluzione prevista consisteva nel fornire il pressostato elettronico già programmato con il valore di pressione richiesto dal Cliente.
Un caso reale: un pressostato già programmato
Nel caso documentato, Vega aveva individuato un pressostato elettronico con cavo di collegamento da 5 metri.
La soluzione prevedeva che il componente fosse fornito già programmato al valore di pressione richiesto.
Questa modalità presenta un vantaggio pratico importante.
Il tecnico che installa il componente sulla macchina non deve necessariamente effettuare da zero la programmazione del pressostato.
Il componente arriva già predisposto per l’applicazione.
Questo permette di:
- ridurre il tempo di installazione;
- ridurre il rischio di una taratura errata;
- rendere più semplice il commissioning;
- mantenere il valore di pressione definito in fase di progettazione.
Quando è importante impedire modifiche durante la produzione
Nel caso esaminato, il Cliente aveva espresso una richiesta particolarmente interessante: voleva un pressostato senza possibilità di regolazione da parte del personale di produzione.
Questa esigenza può essere molto importante nelle applicazioni industriali.
Durante il collaudo, il tecnico può avere necessità di modificare il valore di intervento.
Durante la produzione, invece, quel valore potrebbe dover rimanere fisso.
Permettere a un operatore di modificare accidentalmente la taratura potrebbe cambiare il comportamento della macchina senza che vi sia una modifica al programma PLC.
Per questo la protezione della taratura deve essere considerata parte della progettazione del sistema.
Due strategie per proteggere la taratura
Nel caso tecnico analizzato furono considerate due diverse tipologie di pressostato.
La prima prevedeva una regolazione manuale che poteva essere effettuata prima della spedizione, con una protezione fisica che impediva successivamente all’operatore di modificare il valore.
La seconda soluzione prevedeva invece la configurazione attraverso un’interfaccia collegata a un PC.
Le due strategie rispondono a esigenze differenti.
Pressostato pre-programmato
È particolarmente interessante quando:
- il valore di pressione è già conosciuto;
- il Cliente vuole ricevere un componente pronto all’installazione;
- la produzione non deve modificare la taratura;
- si vuole ridurre il tempo di commissioning.
Pressostato configurabile tramite interfaccia
Può essere più indicato quando:
- sono necessarie modifiche durante il commissioning;
- devono essere gestiti più parametri;
- il personale tecnico necessita di maggiore accessibilità alla configurazione.
La scelta deve quindi essere effettuata considerando non soltanto il campo di pressione, ma anche il modo in cui il componente verrà utilizzato durante tutta la sua vita operativa.
Un tester elettrico non dimostra necessariamente la corretta taratura
Questo è un punto molto importante.
È possibile verificare che un pressostato funzioni elettricamente utilizzando un semplice circuito di prova.
Quando il contatto cambia stato, si può verificare che il segnale elettrico sia presente.
Ma questa prova risponde soltanto a una domanda:
Il pressostato cambia stato?
Non risponde necessariamente alla domanda più importante:
A quale pressione cambia stato?
Per verificare correttamente il punto di intervento è quindi necessario effettuare una prova nella quale la pressione idraulica sia conosciuta e controllata.
Nel caso analizzato, la documentazione Vega fa riferimento proprio al kit utilizzato per la regolazione della pressione e alla procedura operativa associata.
La differenza tra test elettrico e verifica della pressione
Possiamo distinguere due verifiche.
Test elettrico
Si controlla che:
- il componente sia alimentato;
- l’uscita funzioni;
- il segnale venga ricevuto dalla macchina.
Verifica della taratura
Si controlla che:
- la pressione applicata sia quella conosciuta;
- il pressostato intervenga al valore previsto;
- il segnale venga generato nel punto corretto.
Per un’applicazione idraulica, entrambe le verifiche possono essere necessarie.
Un pressostato che cambia stato elettricamente ma lo fa alla pressione sbagliata non è correttamente configurato per l’applicazione.
Il valore impostato deve essere coerente con il punto di installazione
La pressione non è necessariamente identica in ogni punto del circuito idraulico.
Per questo, quando viene definito il valore di intervento del pressostato, è importante considerare dove viene installato.
Devono essere valutati:
- posizione del collegamento;
- pressione effettivamente disponibile nel punto di misura;
- variazioni durante il ciclo;
- picchi di pressione;
- pressione minima e massima;
- funzione che il segnale deve svolgere.
Il pressostato deve quindi essere considerato come parte del circuito idraulico e del sistema di controllo, non come un componente isolato.
Pressostato e sensore di posizione non svolgono la stessa funzione
Nel caso dei cilindri idraulici è importante distinguere il controllo della pressione dal controllo della posizione.
Un sensore di posizione può indicare:
Il cilindro ha raggiunto la posizione prevista.
Un pressostato può invece indicare:
Nel circuito è stata raggiunta la pressione prevista.
Le due informazioni sono differenti.
In una determinata applicazione la macchina potrebbe avere bisogno soltanto di una delle due.
In applicazioni più complesse, invece, potrebbe essere utile avere entrambe:
Posizione del cilindro
Pressione idraulica
per ottenere una conferma più completa dello stato del sistema.
La documentazione Vega sul monitoraggio dei sensori dei cilindri mostra quanto sia importante gestire correttamente i segnali di posizione all’interno di uno stampo a iniezione.
Il controllo della pressione può diventare parte della sequenza macchina
In uno stampo a iniezione, il cilindro idraulico può essere responsabile di movimenti come:
- azionamento di uno slide;
- movimentazione di un’anima;
- bloccaggio;
- apertura o chiusura di un elemento;
- mantenimento di una determinata condizione meccanica.
In alcune applicazioni non è sufficiente sapere che il cilindro si è mosso.
Il sistema può avere bisogno di una conferma ulteriore che il circuito abbia raggiunto una determinata pressione.
Il segnale del pressostato può quindi diventare una condizione per consentire la fase successiva del ciclo.
Perché la pressione non deve essere confusa con la forza
Un altro aspetto importante nella progettazione è il rapporto tra pressione e forza del cilindro.
La forza idraulica dipende dalla pressione e dall’area effettiva sulla quale agisce il fluido.
Di conseguenza, il valore di pressione richiesto dal pressostato deve essere definito in relazione alla funzione che il cilindro sta svolgendo.
Non è corretto scegliere il valore del pressostato semplicemente in base alla pressione massima ammessa dal cilindro.
Bisogna invece chiedersi:
Quale condizione del processo deve essere confermata dal pressostato?
Questa distinzione permette di evitare tarature arbitrarie.
Proteggere la taratura significa proteggere il processo
Una volta definito il valore corretto, impedire modifiche non autorizzate può essere importante quanto la taratura stessa.
Immaginiamo un sistema nel quale il pressostato debba intervenire a un determinato valore.
Se durante la produzione il valore viene modificato accidentalmente, la macchina potrebbe continuare a funzionare ma con una sequenza diversa da quella prevista.
Il problema potrebbe quindi non essere immediatamente evidente.
Per questo, in applicazioni industriali, la gestione della taratura dovrebbe essere pensata in tre fasi:
Configurazione
→
Verifica
→
Protezione
Anche i sensori di posizione richiedono una corretta verifica
Il principio è simile per i sensori montati sui cilindri.
Un sensore può sembrare difettoso quando in realtà il problema è:
- il suo posizionamento;
- il campo di rilevamento;
- il cablaggio;
- il connettore;
- la geometria del cilindro;
- il movimento effettivo del pistone.
Vega ha recentemente analizzato diversi casi nei quali un problema apparentemente attribuito al sensore richiedeva invece una valutazione dell’intero sistema.
Questo principio è importante anche quando si effettua la manutenzione.
Prima di sostituire un componente, è opportuno verificare che il componente sia realmente la causa del problema.
Il tester per sensori come strumento di manutenzione
Per i sensori di posizione dei cilindri, Vega dispone anche di uno Switch Tester specificamente progettato per facilitare la verifica dei sensori.
La documentazione ufficiale indica che il tester può essere utilizzato con sensori Reed e PNP/NPN e permette di verificare il loro intervento attraverso indicatori LED. Inoltre, integra un magnete che consente di attivare alcuni sensori anche senza avere il cilindro disponibile.
Questo strumento svolge però una funzione diversa rispetto alla verifica di un pressostato.
È importante non confondere:
- tester per sensori di posizione;
- strumentazione per la taratura di un pressostato.
Sono due attività di verifica differenti.
Una procedura corretta per il commissioning
Per un sistema dotato di pressostato elettronico, una procedura ordinata può essere strutturata in questo modo.
1. Definire il valore di intervento
Stabilire quale pressione deve generare il segnale.
2. Verificare il campo di lavoro
Controllare che il pressostato sia adatto alle pressioni previste dall’applicazione.
3. Configurare il componente
Impostare il valore richiesto secondo la procedura prevista.
4. Verificare la taratura
Applicare una pressione conosciuta e controllare il punto di intervento.
5. Verificare il segnale elettrico
Controllare che il PLC o il sistema di controllo riceva correttamente il segnale.
6. Proteggere la configurazione
Quando necessario, impedire agli operatori di modificare accidentalmente il valore.
7. Documentare il valore finale
Registrare la configurazione utilizzata durante il commissioning.
Cosa controllare quando il pressostato sembra non funzionare
Quando la macchina non riceve il segnale previsto, non è consigliabile sostituire immediatamente il pressostato.
La diagnosi dovrebbe comprendere almeno:
Controllo idraulico
- la pressione viene realmente raggiunta?
- la pressione nel punto di installazione è quella prevista?
- ci sono variazioni o cadute di pressione?
Controllo del pressostato
- è alimentato correttamente?
- è stato configurato correttamente?
- il valore di intervento è corretto?
Controllo elettrico
- il cablaggio è corretto?
- il connettore è integro?
- il PLC riceve il segnale?
Controllo del processo
- la macchina sta eseguendo la sequenza prevista?
- il cilindro sta lavorando nelle condizioni previste?
- il carico è cambiato?
Questo approccio evita di confondere un problema del sistema con un guasto del singolo componente.
Pressione, sensori e controllo: un unico sistema
Una moderna applicazione con cilindri idraulici può essere rappresentata come una catena:
Circuito idraulico
↓
Cilindro
↓
Movimento
↓
Sensore di posizione / pressostato
↓
Segnale elettrico
↓
PLC
↓
Sequenza della macchina
Un problema in uno qualsiasi di questi elementi può produrre un comportamento apparentemente simile.
Per questo la diagnosi deve partire dalla funzione richiesta e seguire tutta la catena fino al segnale finale.
La lezione del caso tecnico Vega
Il caso storico analizzato dimostra un approccio molto interessante.
Il Cliente non chiedeva semplicemente un pressostato.
Aveva bisogno di una soluzione di controllo della pressione adatta al proprio processo, con un valore definito e con la possibilità di evitare modifiche indesiderate durante la produzione.
Vega propose quindi una soluzione nella quale il pressostato poteva essere fornito già programmato al valore richiesto.
La documentazione mostra inoltre che venne considerata anche la strumentazione necessaria per la configurazione e il setting del componente.
Il principio è ancora attuale:
La corretta installazione di un pressostato non termina quando il componente viene collegato. La taratura deve essere verificata e il valore corretto deve essere protetto quando il processo lo richiede.
Conclusione
Un pressostato elettronico può svolgere un ruolo importante nel controllo di un cilindro idraulico e nella gestione delle sequenze di una macchina.
Tuttavia, per ottenere un funzionamento affidabile, è necessario considerare l’intero sistema.
Il valore di intervento deve essere definito correttamente, il componente deve essere configurato secondo le esigenze dell’applicazione e il punto di intervento deve essere verificato con una procedura adeguata.
Il caso analizzato mostra inoltre l’importanza di poter fornire il pressostato già programmato al valore richiesto dal Cliente, soprattutto quando il valore non deve essere modificato durante la produzione.
È altrettanto importante distinguere una semplice verifica elettrica dalla vera verifica della taratura: sapere che un pressostato cambia stato non significa necessariamente sapere a quale pressione cambia stato.
La stessa filosofia vale per i sensori di posizione dei cilindri: prima di sostituire un componente, è opportuno verificare l’intera catena composta da cilindro, sensore, cablaggio e sistema di controllo.
Una corretta gestione del pressostato significa quindi configurazione, verifica e protezione della taratura.
URL utili e verificati
Ho verificato i collegamenti direttamente sui siti Vega. Per questo articolo ho evitato di inserire URL specifici a pagine sul pressostato che non risultassero verificabili sul sito ufficiale.
- Supporto Vega – Articoli tecnici su cilindri, sensori e ricambi — Il punto di partenza ufficiale per gli approfondimenti tecnici Vega su cilindri idraulici, sensori, manutenzione e ricambi.
- Quando il sensore non è il problema — Un caso tecnico Vega che mostra perché un problema apparentemente attribuito al sensore può avere origine nel cablaggio, nell’installazione o nell’ambiente di lavoro.
- Monitoraggio dei sensori di posizione dei cilindri idraulici negli stampi a iniezione — Approfondimento sulla gestione centralizzata dei segnali dei sensori e sul loro ruolo nel controllo dello stampo.
- Accessori per cilindri idraulici – Vega Cylinders — Pagina ufficiale degli accessori Vega, comprendente moduli di interfaccia, tester per sensori, accessori per stelo, valvole e regolatori di flusso.
- VR Cylinders Accessories – Switch Tester — Pagina ufficiale che descrive lo Switch Tester Vega per la verifica di sensori Reed e PNP/NPN e il controllo degli anelli magnetici.
- Come collegare più cilindri idraulici a un PLC tramite un modulo di interfaccia — Approfondimento Vega sull’integrazione dei sensori dei cilindri con il PLC e sull’uso del SIM08.
