Zur Hannover Messe 2014 stellte Festo sein Proportionalventil VPPX vor. Für komplexe Anwendungen steht die Software Festo Configuration Tool (FCT) zur Verfügung.
Sehr geehrte Damen und Herren, wir bitten Sie um ihre Aufmerksamkeit für einige wichtige Sicherheitshinweise.“ Der Satz kommt Ihnen sicherlich bekannt vor. Er steht am Anfang einer jeden Flugreise. Und der folgende Hinweis fehlt auch nie: „Sollte der Druck in der Kabine sinken, fallen automatisch Sauerstoffmasken aus der Kabinendecke.“ Soweit alles bekannt. Aber Hand aufs Herz: Wussten Sie, dass die Steuerung der Luftzufuhr von Atemmasken in Flugzeugen über Proportionalventile bewerkstelligt wird?
Generell werden Proportionalventile dort eingesetzt, wo Medien nicht nur geschaltet sondern präzise gesteuert und geregelt werden müssen. Der Vorteil von Proportionalventilen ist, dass der Durchfluss in Abhängigkeit vom Stromeingang entlang seiner Kennlinie gesteuert oder mit entsprechender Elektronik und Sensorik auch geregelt betrieben werden kann.
Die Besonderheit von Proportionalventilen ist hierbei, dass nicht nur zwei Schaltstellungen – auf oder zu – möglich sind. Stattdessen kann eine stetige Durchflussanpassung vorgenommen werden, sodass eine hochpräzise Dosierung realisierbar ist. Und im Alltag eben auch Leben gerettet werden können.
Viele Einsatzgebiete
Im Inneren des weiterentwickelten Sentronic-Plus-Proportionalventils von Asco Numatics befinden sich der Be- und Entlüftungskolben, beide umgeben von einer Metallabdichtung.
Aber was ist der aktuelle Stand der Proportionalventil-Technik in der Industrie? Darauf gab Festo gerade erst auf der Hannover Messe 2014 mit seinem Proportionalventil VPPX eine Antwort. Das Ventil kann unter anderem bei einfachen Positionierungen in der Prozessautomation, für die Drehzahlregelung bei pneumatischen Motoren oder als Füllstandsregler in Abfüllanlagen eingesetzt werden.
Die Durchflussregelung ist für Anwendungen mit Kühlluft, Blasluft oder Förderluft geeignet, bei denen der Durchfluss unabhängig der Randbedingungen konstant gehalten werden muss. Durch die Anbindung eines externen Sensors lassen sich bei diesem Ventil Reibung, Hysterese und Leckage wirkungsvoll kompensieren.
Die Kombination von frei parametrierbarem PID-Regler und externem Sensoreingang ermöglicht auch Prozesse, in denen eine andere Größe als der Ausgangsdruck geregelt werden soll – beispielsweise Kraft, konstanter Durchfluss und einfache Positionierungen, bei denen keine bis geringe Kräfte in Stellrichtung wirken. Mit der passenden Software des Unternehmens lässt sich das Ventil individuell an die jeweilige Aufgabe anpassen. Das VPPX lässt sich so auch für komplexere Applikationen mit Hilfe der Software Festo Configuration Tools (FCT) einstellen und ermöglicht es Anwendern kurzfristig zu entscheiden, wie die Signale an die Steuerung übertragen werden sollen.
Neue Features des Sentronic Plus von Asco Numatics werden durch die Kombination neuer Elektronik und der Ventilmechanik möglich und erlauben weitere Einsatzbereiche.
Die Proportionalventile von Ross wurden lange in der Hohlglasindustrie eingesetzt. Derzeit entdecken jedoch auch andere Industriezweige die Vorzüge des Produkts, das für konstante Druckverhältnisse über lange Zeiträume sorgt. So eignet es sich beispielsweise für die Realisierung von Tänzersteuerungen in der Stahlindustrie sowie für proportionales Ansteuern von Druckluftbremsen mit technisch anspruchsvollem Niveau wie etwa sanftes Abbremsen und wieder Anfahren.
Die Proportionalventile des Unternehmens verfügt über ein integriertes Elektronikmodul und Sensoren, die sowohl die System-Belüftung als auch die Entlüftung steuern und so eingestellt werden können, dass sie im Rahmen eines bestimmten elektronischen Datenspektrums (0 – 10 V oder 4 – 20 mA) präzises Steuerverhalten gewährleisten.
Die Sensoren und die Elektroniksteuerung sorgen dafür, dass bei veränderten Betriebsbedingungen spätestens nach dem achten Schaltzyklus automatisch auf die Einstellwerte zurückgestellt wird. Hierfür sorgt die Servo-Prop-Software, durch die ein spezieller Algorithmus ununterbrochen die Regelkurve des Ventils überprüft.
Dies führt zu einer Entlastung des Bedienpersonals, da der Maschinenzyklus nicht ständig überwacht werden muss. Auch unter dem Aspekt der Energieeffizienz punktet das Proportionalventil: Es unterbricht den Zustrom von Druckluft, sobald der geforderte Arbeitsdruck erreicht ist. Permanente Luftversorgung ist daher nicht nötig, was für einen äußerst sparsamen Energieverbrauch sorgt.
Für jeden Einsatz gerüstet
Die Proportionalventile von Ross Europa halten nach ihrer Etablierung in der Hohlglasindustrie seit einiger Zeit auch Einzug in verschiedene andere Anwendungsgebiete. Vor allem dort, wo konstante Druckverhältnisse über lange Zeiträume gehalten werden sollen.
Bei Kendrion Kuhnke geben zwei Baureihen den Ton in der Proportionalventil-Technik an. Die 63er-Baureihe ist die kompaktere Variante eines Proportionalventils. Es lässt sich mit einer kleinen Baugröße von nur 10 Millimetern ganz einfach in Baugruppen integrieren und ist mit seiner geringen Leistungsaufnahme auch für den mobilen Einsatz geeignet.
Dieses Proportionalventil bietet das Unternehmen in unterschiedlichen Nennweiten an, mit denen schon kleine Durchflüsse präzise reguliert werden können. Die Medienströme können von 0 – 30 Nl/min akkurat gesteuert werden.
Um größere Medienströme zwischen 0 und 90 Nl/min zu regulieren, eignen sich wiederum die 68er-Proportionalventile. Trotz größerer Durchflüsse ist es mit einer Baubreite von 15 Millimetern und einer reduzierten Leistungsaufnahme ebenfalls für den Baugruppeneinsatz geeignet.
Und auch die Proportionalventile von Kendrion Kuhnke verzichten nicht auf eine Anbindung an die Elektronik: Die Proportionalventile lassen sich mit der Steuerungselektronik der Kuhnke-Airboard-Technologie ganz einfach verbinden, sodass in der Anwendung auf unnötige Verschlauchungen verzichtet werden kann.
Asco Numatics hat seine Baureihe Sentronic Plus weiterentwickelt und mit Hilfe zusätzlicher Features weitere Einsatzbereiche erschlossen. Das bestehende Produktprogramm an Druckregelventilen mit integrierter digitaler Kommunikation, wird durch die Kombination der neuen Elektronik mit den Ventilmechaniken der bewährten Sentronic-Baureihe beträchtlich erweitert. Anwendungen für das Ventil sind etwa der Tänzerwalzenausgleich, Gewichtsausgleich, das Anpassen von Anpresskräften, das Ausgleichen von Behälterdrücken.
Auch weitergehende Aufgaben wie Positionierungen oder die Regelung von Durchflüssen und Kräften ist mit Hilfe externer Sensoren und einer kaskadierten Regelung möglich. Besonders vorteilhaft ist in beiden Fällen die Möglichkeit, das Ventil direkt via PC in Betrieb zu nehmen, zu steuern, zu warten oder individuell zu parametrieren.
Aufwind für die Pneumatik
Mit den Baureihen 63 und 68 bietet Kendrion Kuhnke die Freiheit, zwischen einer kompakteren Baureihe und einer Variante für größere Medienströme zu wählen.
Die pneumatische Proportionaltechnik von Aventics bietet mit den Baureihen ED und EV elektropneumatische Druckregelventilen für anspruchsvollen Regelungsaufgaben. Die Ventile bewältigen vielfältige Aufgaben: von extrem schnellen Änderungen im Sollwert über zuverlässige Konstantdrücke bis hin zu sanften Übergängen, die punktgenau angefahren werden. Das Spektrum der Einsatzgebiete erstreckt sich von der Automobilindustrie über die Lebensmitteltechnik bis hin zu Verpackungsmaschinen.
Die Abdeckung dieser großen Bandbreite erreichen die elektropneumatischen Druckregelventile, in dem sie digitale Regelelektronik und moderne Proportionaltechnik miteinander vereinen. Während für einfache Applikationen der offene Regelkreis meist ausreicht, stellen die direkte Erfassung der Regelgröße und die Überlagerung der Druckregelung die technische Basis für hochpräzise Regelaufgaben dar. Ein Beispiel hierfür ist die Kraftregelung im geschlossenen Regelkreis.
Pneumatische Proportionalventile erfüllen hohe Ansprüche durch ausgefeilte Konzepte der Ventilansteuerungen. Um in jeder Applikation die gewünschten Ergebnisse erzielen zu können, werden die Ventile vor- oder direktgesteuert beziehungsweise mit einer hochdynamischen Steuerung ausgestattet. Die Vorteile der anwendungsspezifischen Ventilansteuerungen ermöglichen es daher, dass Proportionalventile mehr und mehr auch in Bereiche vordringen, in denen Pneumatik bisher nicht üblich war.
Autor: Julia Lansen, Redaktion
