Documentación Técnica DTDE270-e4 Pag. 1 Copyright by BIFFI ITALIA. All right riserve d A tyco INTERNATIONAL LTD. COMPANY ECU 1000 Actuación Inteligente ECU 1000 Unidad Electrónica de Control para Actuador Electro-Hidráulico Especificación Técnica DTDE 270-e4
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Documentación Técnica
DTDE270-e4 Pag. 1 Copyright by BIFFI ITALIA. All right riserve d
A tyco INTERNATIONAL LTD. COMPANY
ECU 1000
Actuación Inteligente
ECU 1000
Unidad Electrónica de
Control para Actuador
Electro-Hidráulico
Especificación Técnica
DTDE 270-e4
Documentación Técnica
Copyright by BIFFI ITALIA. All right riserve dDTDE270-e4 Pag. 2A tyco INTERNATIONAL LTD. COMPANY
INDICE
1 ACTUACIÓN INTELIGENTE 1
1.1 Características Principales 3
1.2 OLGA-H y OLGAS-H 4
1.3 HLA y HLA-S 4
2 ACTUADOR PARA SERVICIO MODULANTE A PASOS Ó PARA SEVICIO ON-OFF
3 ACTUADOR MODULANTE PARA SERVICIO PESADO 7
4 ACTUADOR MODULANTE PARA SERVCIO PESADO Y BAJO DREN DE ACEITE 8
5 UNIDAD HIDRÁULICA DE POTENCIA HPU 9
6 UNIDAD HIDRÁULICA DE CONTROL HCU 9
7 UNIDAD ELECTRÓNICA DE CONTROL ECU 1000 10
7.1 Interfase de Operación Local 11
7.2 Cableado de controles Remotos 12
7.2.1 Modulación 12
7.2.2 On-Off 12
7.3 Interfase de Comunicación 12
7.4 Entradas y Salidas 13
7.4.1 Entradas análogas de 4-20mA 13
7.4.2 Entradas y salidas Digitales 14
7.4.3 Salidas análogas de 4-20mA y de control proporcional/servo-válvulas 15
7.4.4 Relevadores de Salidas 16
7.5 Entradas y Salidas Adicionales 17
7.6 Mantenimiento de Datos 17
7.7 Funciones SW 18
7.8 Tipos de Prueba 18
7.9 Gabinete Electrónico 19
7.9.1 Opción dentro del gabinete Ex d IIC 19
7.10 ECU 1000 y DCM 20
7.11 ECU- Principal 21
7.12 Tarjetas Electrónicas para ECU 1000 22
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7.13 Ejemplo de gabinete con ECU1000 y driver para válvula proporcional 26
8 APLICACIONES 27
8.1 Posicionador para Actuador Modulante 27
8.2 Posicionador y control de HPU para Actuador Modulante 27
8.3 Posicionador y control de HPU con Interfase de Operador Local Independiente 28
8.4 Control PST para Actuador ON-OFF 28
8.5 Regulador de Presión de la Línea 29
8.6 ECU 1000 para Actuador Neumático 29
8.7 Comprobación de la Integración de Válvula y Actuador 30
8.8 Actuador con Alimentación por Panel Solar 30
REV. FECHA REALIZADO APROBADO NOTAS
0 13/07/2011 A.Affaticati Issue
1 13/09/2011 A.Affaticati 1° rev.
2 28/02/2012 A.Affaticati 2° rev.
3 21/03/2012 A.Affaticati 3° rev.
4 27/03/2012 A.Affaticati 4° rev.
5 19/07/2012 A.Affaticati Special release
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Unidad Hidr.
de control
Unid. Hidr.
De Potencia
Unidad
Electrónica de
Control
ECU1000
Acumulador
Actuador Electro-Hidráulico
Inteligente equipado con ECU 1000
1 Actuación Inteligente
La Unidad Eléctronica de Control ECU 1000 es un Nuevo dispositivo electrónico creado por BIFFI para el control de actuadores
BIFFI modulantes y On-Off con Unidad Hidráulica de potencia opcional.
El sistema completo, obtenido por la combinación de Actuador Hidráulico (HA) , Unidad Hidráulica de Control (HCU),
Unidad Hidráulica de Potencia (HPU) y la Unidad electrónica de Control (ECU), conforman un "Actuador Electro-
Hidráulico-Inteligente", cuyas características principales son:
• Una operación rápida y almacenamiento típico de energía del Actuador Hidráulico
• Múltiples formas de control y monitoreo típico del Actuador Hidráulico.
• Ajuste óptimo gracias a los componentes electrónicos que lo integran.
• Características confiables de seguridad debido al resorte y acumulador
HLA(S) OLGA(S)-H + HCU
Actuador Electro Hidráulico
+
HCU
Unidad Hidráulica de Control
ECU 1000
Unidad Electrónica de
Control
HPU
Unidad Hidráulica de
Potencia
Actuador
Electro-
Hidráulico
Inteligente
+ +
Ejemplo de Actuador Electro-Hidráulico Inteligente
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Actuador Electro-
Hidráulico con HPU
Independiente
Act. Eléctrico
Inteligente
ICON-2000
La figura siguiente muestra el diagram de bloques de un Actuador Electro-Hidráulico Inteligente
Cableado de control de
Comunicación remota
Alimentación Eléctrica
HPU Independiente
Posición de la Válvula
REV. FECHA
0 13/07/2011
1 13/09/2011
2 28/02/2012
3 21/03/2012
4 27/03/2012
5 19/07/2012
HLA(S) OLGA(S)-H + HCU
ECU 1000
Unidad Electrónica de
Control HPU controls
Control de
Válvulas
Hidráulicas
Sensores
Hydraulic
Accumulator
HCU Unidad Hidráulica de
Control
HPU Hydraulic
Power Unit
Diagrama de Bloques de Actuador Elctro-Hidráulico Inteligente
La figura Siguiente Muestra diferentes tipos de control de Actuadores Inteligentes BIFFI desde un Cuarto de Control de Procesos
Actuador Electro-
Hidráulico con HPU
Integral y SOV de
emergencia
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1.1 Características Principales
Las Características principales del Actuador Electro-Hidráulico Inteligente son:
• Actuador Hidráulico BIFFI estandarizado y probado por tiempos prolongados
o Actuador Lineal o cuarto de vuelta, on-off o modulante, de simple acción con retorno por resorte ó doble acción con
manifold Hidráulico y Unidad Hidráulica de Control (HCU).
• Unidad Hidráulica de Potencia HPU integral ó independiente
o Moto-bomba simple ó dual
o Monitoreo de presión, nivel y temperatura de aceite, así como de alimentación eléctrica.
o Control Eléctrico de arranque/paro del motor.
• Aseguramiento de la posición mediante resorte ó mediante acumulador
o Aseguramiento de la posición mediante el manejo del circuito de las SOV's, bypasseando el
microprocesador
• Unidad Electrónica de Control ECU 1000
o Adecuado para su instalación en campo
o Cableado ó BUS de control remoto
o Función de Diagnostico
o Parametrización Total Local
o Capacidad para realizar pruebas parciales de funcionamiento (PST) en actuadores lineales ó cuarto de
vuelta.
o Registro de Datos del estado de la válvula al momento de realizar el comando de prueba parcial(PST) y
entrega de gráficas y/o de alarmas en caso de rebasar los parámetros seleccionados con anterioridad.
o Posicionamiento de Válvula Modulante, Válvulas de control on-off, PST, PID, linealización de CV,
Control de HPU, visualización de válvula de proceso, curva de torque/empuje, etc.
o Interfase opcional de Operador Local con Display gráfico, botoneras de control local y fácil navegación
en el menú.
O Microprocesador para controlar variables y funcionamiento
o Comunicación Inalámbrica mediante Bluetooth y protocolos de comunicación ModBus, LonWorks, etc.
o Operación desde -40 °C a +85 °C
La ECU 1000 controla los actuadores Hidráulicos estándar de BIFFI, en particular las series de actuadores OLGA-H , OLGAS-H
, HLA , HLA-S.
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1.2 OLGA-H y OLGAS-H
OLGA-H es un actuador hidráulico de alta presión de doble acción diseñado y fabricado para proveer un torque máximo de salida
con una presión de alimentación mínima.
OLGAS-H es un actuador hidráulico de alta presión de simple acción y retorno por resorte diseñado y fabricado para proveer un
funcionamiento seguro a prueba de fallas para cualquier aplicación de cuarto de vuelta como válvulas de bola, macho, mariposa ó
damper. El paquete del resorte incorpora hasta cuatro resortes, totalmente encapsulados en un cartucho soldado de fábrica.
Las características principal de ambas series son:
• Carcasa Totalmente sellada a prueba de Agua.
• Yugo Escocés simétricamente redondeado
• Ajuste de Carrera entre 86° y 94° mediante topes de Carrera externos
• Transmisor de posición
• Caja de switches de límite
• Servicio pesado para on-off y modulación
Presión de alimentación de hasta 352 bar g
Alimentación de fluido de aceite hidráulico ó fluido a base de agua
Temperatura ambiente -30°C a +100°C (Versión especial para temperaturas más bajas)
Torque de salida desde 4000 hasta 1000000 Nm
Versión especial para operación rápida por resorte (menos de 1 seg)
1.3 HLA and HLA-S
HLA es un actuador lineal de alta presión de doble acción
HLA-S es un actuador lineal de simple acción y retorno por
resorte.
Temperatura ambiente de -30°C a +100°C
Aplicaciones: Válvulas de compuerta y de globo
Adecuado para servicio pesado de apertura/cierre y
modulación
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2 Actuador para servicio de modulación a pasos y ON-OFF
Características principales: • Actuado a prueba de falla mediante resorte ó acumulador.
• Cuarto de vuelta ó lineal
• HPU Integral con Motobomba simple ó Dual, ó HPU independiente
• Unidad Hidráulica de control (HCU) mediante ON-OFF SOV's (Válvulas operadas por solenoide)
• Función ESD mediante SOV especificas
• Función PST
• Servicio On-off
• Servicio de Modulación a pasos con SOV para bypass de velocidad opcional
• Cableado ó BUS de control remoto
• Control de calentador, temperatura, humedad y sensores de aceleración.
La figura siguiente describe el principio de operación de actuadores ON-OFF y modulantes
Principio de Operación: On-Off: de acuerdo con los comandos de
control local o remoto el ECU 1000 acciona la
SOV 3/2 para mover el actuador a la posición
de abierto o cerrado. Una SOV´s adicional
puede ser usada para operaciones de emergencia
de on-off . El transmisor de presión mide la
presión en la cámara del cilindro. En la prueba
de carrera parcial (PST) la ECU 1000 graba las
curvas de la presión del cilindro y la posición
del actuador contra el tiempo y los compara con
los parámetros previamente grabados. La
comparación de datos brinda importante
información de variaciones del comportamiento
del conjunto “actuador+Válvula” y permite la
planeación de programas de mantenimiento.
Principio de Operación: On-Off: de acuerdo con los comandos de
control local ó remoto la Ecu 1000 acciona las
SOV´s para mover el actuador a la posición de
abierto o cerrado. SOV´s adicionales y
transmisores de presión pueden utilizarse para
la operación de emergencia ó de prueba
parcial de carrera.
Actuadores para de simple acción con retorno por resorte para servicio
ON-OFF, transmisor de presión para prueba de Carrera parcial,
Unidad Hidráulica de Control mediante válvula solenoide 3/2, HPU
Integral o Independiente
Actuador de doble acción para servcico ON-OFF , Unidad
Hidráulica de control mediante 2 Válvulas solenoides 3/2,
HPU Integral o Independiente.
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Actuador de doble acción para
servicio modulante, cuatro SOV´s
2/2 para Apertura/cierre y una
SOV 2/2 para reducción de
velocidad, HPU integral con
motobomba dual y bomba manual.
Principio de operación:
Modulante: La ECU 1000 acciona las SOV's para mover el actuador a la posición de abierto o cerrado (2 SOV´s para
apertura y 2 más para cierre) para mantener la “posición del actuador” igual a la “entrada de señal de posición” de la referencia
externa. Una SOV adicional es utilizada para reducir la velocidad del actuador cuando el error de posición es pequeño, para
incrementar la precisión de la posición. SOV´s adicionales pueden ser adicionadas como comandos de emergencia. La ECU 1000
monitorea la presión de la bomba mediante la señal de un transmisor de presión principal de 4-20 mA y controla el arranque y
paro de la bomba y la descarga de las SOV´s. El estatus de la bomba es monitoreado por un Switch de nivel, Switch de
temperatura, etc. La operación de la bomba manual es señalizada hacia la ECU por medio de microswitches.
Los actuadores están disponibles para servicio modulante y baja velocidad de carrera
Actuador de simple acción y retorno por resorte para servicio
modulante, Unidad Hidráulica de Control mediante 2 SOV´s
2/2, SOV adicional para reducer la velocidad, bomba manual
con switches, HPU integral o independiente.
Principio de Operación: Modulante: La ECU 1000 acciona las
SOV's para mover el actuador a la posición de abierto
o cerrado ó mantener “la posición del actuador” igual
a la “señal de entrada de posición” de la referencia
externa. Una SOV Adicional 2/2 es utilizada para
reducir la velocidad del actuador cuando el error de
posición es pequeño para incrementar la precisión de
la posición. SOV´S adicionales pueden ser
adicionadas al HCU como comandos de emergencia.
La bomba manual permite una operación manual y
esta provista con micro-switches para señalización de
operación manual hacia la ECU 1000. Los actuadores
son adecuados para servicio modulante y una baja
velocidad de carrera.
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3 Actuador para servicio modulante pesado
Características principales: • A prueba de falla, accionado mediante resorte ó acumulador
• Cuarto de vuelta ó lineal
• HPU Integral con Motobomba simple ó Dual, ó HPU independiente
• Unidad Hidráulica de control (HCU) mediante válvula proporcional con control spool ó servo-válvulas (ATOS ó
MOOG)
• Función ESD mediante SOV especificas
• Señalización de estado y operación rápida mediante SOV específicas
• Servicio pesado de modulación
• Cableado estandar ó BUS de control remoto
• Control de calentador, temperatura, humedad y sensores de aceleración.
La figura siguiente describe el principio de operación:
Actuador de doble acción para servcio pesadod e
modulación ,HPU integral ó independiente
Principio de operación: El componente
principal de la Unidad Hidráulica de control es la
Válvula Hidráulica proporcional con
retroalimentación y comando analógico. La
retroalimentación y comando analógico son
controlados por la Unidad Electrónica de control
ECU 1000. La ECU 1000 acciona la válvula
proporcional para mover el actuador a la posición
de abierto o cerrado para mantener “la posición
del actuador” igual “ a la entrada de señal de
posición” de la referencia externa. La velocidad
del actuador es proporcional al error de posición.
Cuando el error de posición incrementa, también
la velocidad incrementa y viceversa. El doble lazo
de algoritmo de control (posición y velocidad)
permite obtener una gran velocidad de operación
y una gran precisión de posicionamiento. SOV´s
tipo On-Off pueden ser adicionadas para
comandos de emergencia ó señalización de
estado del actuador.
Actuador de simple acción con retorno por resorte
para servicio pesado de modulación y SOV´s
adicionales para comandos de emergencia, HPU
integral o independiente.
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4 Actuador para servicio pesado de Modulación y bajo dren de aceite
Características principales: • A prueba de falla, accionado mediante resorte ó acumulador
• Cuarto de vuelta ó lineal
• HPU Integral con Motobomba simple ó Dual, ó HPU independiente
• Unidad Hidráulica de control (HCU) mediante PSOV proporcional “diseñada por Biffi”. Muy bajo dren de
aceite en posición de apagado
• Función ESD mediante SOV especificas
• Operación rápida mediante SOV específicas
• Servicio pesado de modulación
• Cableado estándar ó BUS de control remoto
• Control de calentador, temperatura, humedad y sensores de aceleración.
Principio de operación: El componente
principal de la unidad Hidráulica de control son
2 Válvulas solenoides proporcionales PSOV con
lazo de retroalimentación, diseñadas por BIFFI.
Los rangos de elevación de las PSOV son
controlados por la Unidad Electrónica de
Control ECU 1000. La ECU 1000 acciona las
PSOV´s para mover el actuador a la posición de
cerrado o abierto para mantener la “posición del
actuador” igual a la “entrada de señal de
posición” de la referencia externa. La velocidad
del actuador es proporcional al error de posición.
Cuando el error de posición incrementa, también
incrementa la velocidad y viceversa. El doble
lazo de control algorítmico (posición y
velocidad) permite obtener una alta velocidad de
operación y una alta precisión de
posicionamiento. En una condición estacionaria,
las PSOV´s se encuentran des energizadas, el
dren de aceite es demasiado pequeño y se
reducen los ciclos de la HPU. SOV´s del tipo on-
off pueden ser adicionadas a la HCU para
comandos de emergencia ó para una lata
velocidad de operación del actuador.
Actuador de doble acción para servcio pesado modulante y
permanencia de posición en caso de falla de alimentación
eléctrica, HPU integral o independiente.
Actuador de simple acción con retorno por resorte para
servicio pesado modulante y permanencia de posición
en caso de falla de alimentación eléctrica, HPU
integral o independiente.
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4-20 fnAPRESSURE
TRANSMITTER
MOTOR SUPPLY
OIL TEMPERATURESWITCH
HPU Integrada con Motobomba Dual
DISCHARGE SOLENOID VALVE
33 HYDRAULIC ACCUMULATOR (BLADDER TYPE}
267 PRESSURE TRANSMITTER
356 HYDRAULIC FILTER
379 CHECK VALVE
399 2/2 N.C. POPPET TYPE SOLENOID VALVE
542 HYDRAULIC ROTATING PUMP
555 OIL TANK
558 ELECTRIC TEMPERATURE SWITCH
559 LEVEL GAUGE
560 ELECTRIC LEVEL SWITCH
956 ELECTRIC MOTOR
5 Unidad Hidráulica de Potencia HPU Integrada: Esta consiste en un motor eléctrico, bomba hidráulica, tanque de reserva, sensores, bomba manual, válvulas Check, filtro de aceite,
etc. La HPU proporciona la potencia hidráulica requerida para mover el conjunto “actuador+válvula”
Principio de Operación : La ECU 1000 lee la presión de aceite mediante un transmisor de presión de 4-20mA y los compara con la configuración de “límites
de baja y alta presión”. Si la presión de aceite es más baja que “el límite bajo”, la ECU 1000 energiza el contactor y el motor de la
bomba arranca. Cuando la presión incrementa al “límite alto”, la ECU 1000 des-energiza las SOV de descarga. Después de un
tiempo configurable y si el actuador se encuentra estacionario, también el motor es des-energizado. Los incrementos y caídas de
presión son monitoreados por la ECU 1000 para verificar la correcta operación de la bomba. La baja presión de aceite genera una
alarma. En el actuador On-Off, la SOV de descarga no es requerida y la ECU 1000 enciende y para el motor de la bomba de
acuerdo a la baja ó alta presión de la bomba. La ECU 1000 está provista por entradas digitales que leen el estado de los sensores de
la HPU ( nivel de aceite, temperatura de aceite, contactor del motor, comando manual), y genera alarmas o comandos de paro del
actuador. En los casos donde se cuente con bomba dual, la ECU 1000 controla el arranque-paro de los motores eléctricos de
acuerdo a un ciclo automático configurable. La alimentación de energía eléctrica de los motores puede ser CD, CA, 1fase , 3fases.
HPU separada: en este caso no se cuenta con controles que se envíen a la HPU externa. Las entradas de la unidad Electrónica
de Control están disponibles para señales externas de alarmas de la HPU y detienen cualquier movimiento del actuador.
HPU Integrada para Actuador on-off
OIL DELIVERY
OIL LEVEL SWITCH -------------«- |obf-0
560
6 Unidad Hidráulica de control HCU Los principales componentes de la Unidad Hidráulica de Control son: