26/11/2020
Por ROBSON EGITO
O posicionador de valvula instalado em válvulas operadas pneumaticamente que dependem de um posicionador para receber um sinal de entrada de um controlador de processo e convertê-lo em deslocamento da válvula. Esses posicionadores estão disponíveis principalmente em três configurações:
Pneumático. Um sinal pneumático (geralmente 3–15 psig) é fornecido ao posicionador de valvula. O posicionador traduz isso para uma posição de válvula necessária e fornece ao atuador da válvula a pressão de ar necessária para mover a válvula para a posição correta.
I / P analógico. Este posicionador executa a mesma função que o anterior, mas usa corrente elétrica (geralmente 4–20 mA) em vez de ar como sinal de entrada.
Digital. Embora este posicionador funcione de forma muito semelhante ao I / P analógico descrito acima, ele difere porque a conversão do sinal eletrônico é digital em vez de analógico. Os produtos digitais abrangem três categorias:
Não comunicante digital. Um sinal de corrente (4–20 mA) é fornecido ao posicionador, que alimenta os componentes eletrônicos e controla a saída.
HART. É o mesmo que o digital não comunicante, mas também é capaz de comunicação digital bidirecional nos mesmos fios usados para o sinal analógico.
Fieldbus. Este tipo recebe sinais com base digital e posiciona a válvula usando um circuito eletrônico digital acoplado a componentes mecânicos.
Os posicionadores de válvula são controladores independentes que usam feedback da posição da haste que conduz a válvula para a posição comandada. Eles são úteis para superar os efeitos deforças de pressão da linha e atrito da haste / sede que podem, de outra forma, introduzir uma precisão de posicionamento pobre. Os interruptores de limite avisam o sistema quando a válvula atingiu uma determinada posição, para que possa ser conduzida de forma confiável até um certo grau de abertura ( Fig. 14.18 ). Isso dá uma indicação positiva de que a válvula de fato atingiu a posição desejada. Isso não é uma garantia de perda de carga ou rendimento de uma determinada válvula, mas aumenta consideravelmente a precisão da operação.
Um posicionador de válvula é um controlador de posição de curso de válvula sensível, somente proporcional, de alto ganho (0,5 a 10 por cento da banda proporcional). Seu ponto de ajuste é o sinal de controle do controlador. O principal objetivo de ter um posicionador é garantir que a válvula de fato se mova para a posição que corresponde ao valor de saída do controlador.
A adição de um posicionador de valvula pode corrigir os efeitos relacionados à manutenção, como variações no atrito da gaxeta devido ao acúmulo de sujeira, corrosão ou falta de lubrificação ; variações nas forças dinâmicas do processo; ou não linearidade no atuador da válvula . Além disso, o posicionador pode permitir a divisão do sinal do controlador entre as válvulas ou pode aumentar a velocidade do atuador ou o impulso do atuador, aumentando a pressão e / ou o volume do sinal de ar do atuador. Além disso, pode modificar as características da válvula pelo uso de cames ou geradores de função .
Um posicionador de valvula melhorará o desempenho na maioria dos loops lentos, como o controle de propriedades analíticas, temperatura, nível de líquido, mistura e fluxo de gás de grande volume. Um processo controlado pode ser considerado lento se seu período de oscilação for três ou mais vezes o período de oscilação da válvula posicionada.
Os posicionadores também são úteis para superar a “banda morta” da válvula, que pode ser causada pelo atrito da haste da válvula. O resultado desse atrito é que sempre que a direção do sinal de controle é invertida, a haste permanece em sua última posição até que a banda morta seja ultrapassada. Os posicionadores eliminarão este ciclo limite fechando um circuito ao redor do atuador da válvula. Os processos de integração, como nível de líquido, volume (como na mistura digital), peso (não taxa de peso) e loops de controle de pressão de gás, são propensos a limitar os ciclos e geralmente se beneficiam do uso de posicionadores.
No caso de loops rápidos (fluxo rápido, pressão de líquido, pressão de gás de pequeno volume), os posicionadores tendem a degradar a resposta do loop e causar ciclos de limite porque o posicionador (um escravo em cascata) não é mais rápido do que a velocidade em que seu ponto de ajuste (o sinal de controle) pode mudar. Um processo controlado é considerado rápido se seu período de oscilação for menor que três vezes o da válvula posicionada.
A divisão da faixa das válvulas de controle não requer necessariamente o uso de posicionadores, porque também se pode dividir a faixa das válvulas através do uso de diferentes faixas de mola nos atuadores da válvula.
Se a necessidade for apenas aumentar a velocidade ou o impulso do atuador, basta instalar um booster de volume de ar ou um relé amplificador de pressão, ao invés de um posicionador. Se o objetivo for modificar as características da válvula em processos rápidos, isso não deve ser feito com o uso de posicionadores, mas sim com a instalação de relés de divisão ou multiplicação na saída do controlador.
