O conversor “current to pressure” (I/P) desempenha um papel fundamental na automação industrial, pois transforma um sinal analógico de corrente elétrica (variando de 4 a 20 mA) em uma saída pneumática proporcional linear (no intervalo de 3 a 15 psig). Essencialmente, ele atua como uma interface crucial entre os sistemas de controle e os componentes pneumáticos.
O objetivo principal desse dispositivo é traduzir com precisão a saída analógica proveniente de um sistema de controle, proporcionando um valor de pressão consistente e repetível. Ao fazer isso, possibilita o controle eficiente de uma variedade de dispositivos pneumáticos, tais como atuadores, operadores pneumáticos, válvulas, amortecedores, pás e outros componentes similares.
Essa capacidade de conversão de sinal é essencial para garantir um desempenho preciso e confiável nos processos industriais, onde o controle preciso da pressão é vital para a operação eficaz de diversos equipamentos. Dessa forma, o conversor I/P desempenha um papel central na otimização da automação industrial, contribuindo para a eficiência e confiabilidade dos sistemas pneumáticos utilizados em ambientes fabris e industriais.
Princípio de Funcionamento:
O dispositivo opera com base no princípio de equilíbrio de forças, onde uma bobina é suspensa em um campo magnético por meio de uma montagem flexível. Na extremidade inferior da bobina, encontra-se uma válvula oscilante que interage com precisão com um bico, gerando uma contrapressão no diafragma de servo de um relé de reforço.
Quando uma corrente elétrica percorre a bobina, ocorre a geração de uma força entre a própria bobina e a válvula oscilante. Essa interação é crucial para o controle preciso tanto da pressão de servo quanto da pressão de saída. O processo é intrincado e efetivamente contribui para a regulação fina do dispositivo, permitindo um controle eficaz das pressões de saída por meio da interação dinâmica entre a corrente elétrica, a bobina e a válvula oscilante.
Para ilustrar, vamos examinar como o Conversor I/P ajusta a pressão conforme a corrente elétrica.
Imaginemos um sistema de controle industrial que utiliza esse dispositivo para regular a pressão em uma linha pneumática. A bobina, suspensa magneticamente, é ajustada para converter uma corrente elétrica variável de 4 a 20 mA em uma pressão pneumática proporcional de 3 a 15 psig.
Quando a corrente de entrada aumenta, a bobina gera uma força que ajusta a posição da válvula oscilante, resultando em uma maior pressão de saída. Da mesma forma, uma diminuição na corrente elétrica reduz a força na bobina, ajustando a válvula para diminuir a pressão de saída.
Esse mecanismo preciso é essencial para controlar atuadores pneumáticos, válvulas e outros dispositivos industriais que demandam pressão pneumática precisa. Assim, o dispositivo “corrente para pressão” (I/P) desempenha um papel crucial na automação industrial, garantindo a operação eficiente e confiável do sistema.
Ferramentas e Equipamentos Necessários:
- Padrão de Calibração: Um dispositivo com uma saída de pressão conhecida e estável.
- Multímetro: Para medir a corrente elétrica.
- Manômetro: Para medir a pressão pneumática.
- Ferramentas de Ajuste: Para fazer ajustes finos no Conversor I/P.
Procedimento:
- Preparar a Configuração:
- Certifique-se de que o Conversor I/P esteja instalado corretamente no sistema pneumático.
- Conecte o Conversor I/P a uma fonte de ar estável e regulada.
- Ajuste o suprimento de ar de entrada para 20 psi no Filtro Regulador de Ar.
- Verificar a Fiação Elétrica:
- Verifique se a fiação elétrica para o Conversor I/P está correta.
- Use um multímetro para medir a corrente de entrada no Conversor I/P. Confirme se corresponde ao valor esperado.
- Calibração de Zero:
- Certifique-se de que não há entrada elétrica no Conversor I/P.
- Ajuste o ponto zero no Conversor I/P até que a pressão de saída leia zero no manômetro.
- Aplique 4 mA da fonte ao Conversor I/P.
- Observe o manômetro de referência; ele deve indicar 3 psi.
- Se não estiver indicando 3 psi, ajuste o ZERO do I/P até obter 3 psi.
- Calibração em Escala Total:
- Aplique a entrada elétrica máxima esperada no Conversor I/P.
- Ajuste o controle de span ou ganho no Conversor I/P até que a pressão de saída corresponda à pressão máxima esperada no manômetro.
- Aplique 20 mA da fonte ao Conversor I/P.
- Observe o manômetro de referência; ele deve indicar 15 psi.
- Se não estiver indicando 15 psi, ajuste o SPAN do I/P até obter 15 psi.
- Calibração de Pontos Intermediários:
- Aplique várias entradas elétricas intermediárias no Conversor I/P.
- Faça ajustes conforme necessário para garantir que a pressão de saída corresponda com precisão aos níveis de pressão esperados.
- Verificar a Histerese:
- Aplique entradas elétricas crescentes e decrescentes enquanto monitora a pressão de saída.
- Certifique-se de que a pressão de saída acompanhe de perto o sinal de entrada e não apresente histerese.
- Verificar Linearidade:
- Verifique se a pressão de saída é linearmente proporcional à entrada elétrica. Se não for, faça ajustes conforme necessário.
- Verificação Final:
- Realize uma verificação final nos pontos zero e em escala total para confirmar a precisão da calibração.
- Documentar a Calibração:
- Registre os valores de calibração e os ajustes realizados.
- Anexe um rótulo de calibração ao Conversor I/P com a data e detalhes da calibração.
- Testes:
- Após a conclusão do procedimento acima, aplique novamente 4 mA – observe 3 psi, 20 mA – observe 15 psi.
What is an I/P (Current to Pressure) Converter? – Montalvo
Procedimentos para calibração de instrumentos – Dicas de Instrumentação (dicasdeinstrumentacao.com)