Nei moderni impianti oleodinamici industriali, la capacità di controllare con precisione pressione, forza e movimento degli assi rappresenta un fattore competitivo decisivo. Le applicazioni più esigenti richiedono sistemi in grado di gestire simultaneamente diverse grandezze fisiche, passando in modo fluido dal controllo di velocità a quello di forza, senza compromessi in termini di dinamica e ripetibilità.
ATOS risponde a questa esigenza con un ecosistema elettroidraulico digitale completo, in cui servovalvole ad alte prestazioni, controlli asse TEZ con autotuning e funzioni p/Q integrate lavorano in sinergia per offrire soluzioni pronte all'uso. In questo articolo si analizzano nel dettaglio come questi componenti interagiscono per garantire prestazioni superiori nelle applicazioni industriali più critiche.
Servovalvole ATOS: il cuore del controllo elettroidraulico
Le servovalvole proporzionali digitali ATOS costituiscono il nucleo centrale di ogni sistema elettroidraulico ad alte prestazioni. La gamma comprende valvole direzionali dirette e pilotate, disponibili sia in versione servoproporzionale con cursori a ricoprimento nullo, sia in versione proporzionale ad alte prestazioni con ricoprimento positivo.
Le servovalvole della serie DLHZO-TEZ e DHZO-TEZ rappresentano la soluzione diretta con cursori a ricoprimento nullo, ideali per controlli in anello chiuso di posizione ad elevata precisione. Le versioni pilotate DPZO-LEZ estendono queste capacità a taglie maggiori, mantenendo le stesse caratteristiche prestazionali.
Ogni valvola integra un trasduttore LVDT per il feedback di posizione del cursore, garantendo un controllo in anello chiuso estremamente accurato. La regolazione digitale del cursore attraverso il trasduttore LVDT integrato assicura una risposta rapida e ripetibile, fondamentale nelle applicazioni dove la precisione è requisito imprescindibile.
Le valvole digitali ATOS sono marcate CE secondo le Direttive applicabili, inclusa la Direttiva EMC per immunità ed emissione, e offrono caratteristiche costruttive di assoluta robustezza: resistenza agli shock fino a 100g con piastra di smorzamento opzionale, range di temperatura operativa da -40°C a +60°C e grado di protezione IP66/67.
TEZ: controllo degli assi con autotuning
Cos'è TEZ
TEZ rappresenta la soluzione ATOS per il controllo completo degli assi elettroidraulici. Si tratta di un sistema che integra driver digitale e scheda asse direttamente sulla valvola servoproporzionale, creando un'unità compatta in grado di eseguire controlli di posizione, velocità e forza su qualunque asse elettroidraulico.
Il sistema TEZ è disponibile sia in versione on-board, integrata direttamente sulla valvola, sia in versione off-board (Z-BM-TEZ) per installazioni in quadro elettrico. Questa flessibilità consente di adattare la soluzione alle specifiche esigenze impiantistiche, mantenendo invariate le funzionalità di controllo.
Le valvole servoproporzionali con controller TEZ integrato si interfacciano con trasduttori di posizione esterni, alimentazione elettrica, segnali elettronici e bus di campo, costituendo un sistema completo per la gestione dell'asse. La generazione della traiettoria in tempo reale, il monitoraggio delle prestazioni e il posizionamento accurato sono funzioni native del sistema.
Autotuning e vantaggi operativi
Una delle caratteristiche distintive del sistema TEZ è la funzione di autotuning, che semplifica significativamente la messa in servizio dell'asse. Questa funzione consente di ottimizzare automaticamente i parametri di controllo in base alle caratteristiche reali del sistema idraulico, riducendo i tempi di commissioning e garantendo prestazioni ottimali fin dal primo avviamento.
I vantaggi operativi del sistema TEZ includono la riduzione dei tempi di messa in servizio grazie all'ottimizzazione automatica dei parametri, una maggiore stabilità del sistema attraverso regolazioni adattive alle condizioni operative reali e la possibilità di monitorare in tempo reale le prestazioni dell'asse attraverso software dedicati.
Il software per PC ATOS, scaricabile gratuitamente dall'area MyAtos del sito ufficiale, consente di impostare tutti i parametri funzionali e accedere alle informazioni diagnostiche complete attraverso la porta di servizio Bluetooth o USB. L'oscilloscopio integrato permette di analizzare il comportamento dinamico del sistema e ottimizzare le regolazioni.
Controllo PQ-asse: pressione, portata e movimento sotto controllo
Logica del controllo PQ-asse
Il controllo p/Q rappresenta una delle funzionalità più avanzate delle valvole proporzionali digitali ATOS. Questa funzione aggiunge il controllo ad anello chiuso della pressione o della forza alla regolazione standard di direzione e portata, consentendo di gestire velocità, posizione e forza dell'attuatore con un'unica valvola.
Le opzioni disponibili sono tre:
- SP per il controllo della pressione su una bocca di utilizzo tramite un singolo trasduttore di pressione
- SF per il controllo della forza attraverso la misurazione della pressione differenziale tra le bocche A e B con due trasduttori di pressione
- SL per il controllo diretto della forza tramite cella di carico
La commutazione tra controllo della portata e controllo della forza avviene automaticamente grazie a un algoritmo dedicato. La regolazione della portata rimane attiva quando la forza effettiva misurata è inferiore al relativo segnale di riferimento. Quando la forza raggiunge il setpoint definito, il controllo passa automaticamente alla regolazione della forza, riducendo la portata per mantenere costante il valore impostato.
La dinamica di commutazione tra i due controlli può essere regolata attraverso specifiche impostazioni software per evitare instabilità o vibrazioni. Sono selezionabili fino a quattro diversi set di parametri PID per ottimizzare la risposta dinamica in base alle diverse condizioni di lavoro idraulico.
Applicazioni industriali del controllo p/Q
Le valvole con controllo p/Q trovano impiego in numerose applicazioni industriali. Il controllo di riduzione della pressione a dinamica elevata utilizza valvole con cursori a ricoprimento nullo in configurazione a tre vie per regolare con precisione la pressione sulla bocca di utilizzo.
Gli attuatori a singolo effetto beneficiano del controllo velocità/pressione o velocità/forza, dove il riferimento di portata regola la velocità mentre il riferimento di pressione o forza limita lo sforzo massimo, o viceversa. Per gli attuatori a doppio effetto, le opzioni SF e SL consentono di controllare la forza sia in direzione di spinta che di trazione.
Due modalità operative principali caratterizzano il funzionamento: la priorità della portata, dove il segnale di riferimento della portata controlla il movimento mentre la forza viene limitata, e la priorità della forza, dove il riferimento di forza gestisce le forze di spinta e trazione mentre la portata viene limitata.
Servocilindri ATOS per applicazioni di precisione
Caratteristiche tecniche dei servocilindri
I servocilindri ATOS sono progettati per integrarsi perfettamente con i sistemi di controllo TEZ. Dotati di trasduttore di posizione integrato, questi attuatori forniscono il feedback necessario per il controllo in anello chiuso della posizione.
La costruzione robusta e le tolleranze di lavorazione garantiscono prestazioni elevate in termini di precisione e ripetibilità. I servocilindri sono disponibili in diverse configurazioni per adattarsi alle specifiche esigenze applicative in termini di corsa, diametri e pressioni di esercizio.
Integrazione nel sistema TEZ
L'integrazione tra servocilindro e sistema TEZ avviene attraverso il collegamento del trasduttore di posizione alla scheda asse. Il servocilindro con trasduttore di posizione, la valvola servoproporzionale e il controller TEZ integrato formano un sistema completo per il controllo dell'asse.
Per le applicazioni che richiedono anche il controllo della forza, l'aggiunta di trasduttori di pressione sulle bocche dell'attuatore o di una cella di carico consente di attivare le funzioni p/Q. L'opzione SF con due trasduttori di pressione permette di aggiungere il controllo della forza anche a sistemi esistenti con un intervento di installazione relativamente semplice.
Driver elettronici ATOS: intelligenza e interfaccia del sistema
I driver elettronici digitali ATOS rappresentano l'intelligenza del sistema, gestendo tutte le funzioni di controllo e interfaccia. Disponibili in versione on-board integrata sulla valvola o off-board per montaggio su guida DIN, i driver offrono connettività completa con i principali bus di campo industriali.
Le interfacce fieldbus supportate includono CANopen, PROFIBUS DP, EtherCAT, POWERLINK, EtherNet/IP e PROFINET, garantendo l'integrazione con qualsiasi architettura di automazione. L'accesso in tempo reale a parametri, trasduttori e diagnostica consente una gestione completa del sistema.
La porta USB con adattatore Bluetooth opzionale permette la configurazione e la diagnostica tramite l'app mobile ATOS CONNECT o il software per PC Windows. Lo storico degli allarmi e l'oscilloscopio integrato sono strumenti preziosi per la manutenzione predittiva e la risoluzione dei problemi.
Le funzioni di sicurezza certificate TÜV completano l'offerta per le applicazioni dove la sicurezza funzionale è un requisito normativo.
Vantaggi dell'ecosistema elettroidraulico integrato ATOS
La vera forza della proposta ATOS risiede nell'integrazione di tutti i componenti in un ecosistema coerente. Servovalvola, controller TEZ, funzioni p/Q, servocilindro e driver digitale dialogano attraverso protocolli standardizzati, offrendo una soluzione plug-and-play per il controllo degli assi elettroidraulici.
Questa integrazione si traduce in vantaggi concreti: riduzione dei tempi di progettazione grazie a componenti pre-ingegnerizzati per lavorare insieme, semplificazione del commissioning attraverso le funzioni di autotuning, diagnostica completa per una manutenzione efficiente e prestazioni garantite dalla perfetta compatibilità tra i componenti.
Il sistema integrato ATOS rappresenta quindi una soluzione affidabile e performante per il controllo di assi elettroidraulici, particolarmente indicata per chi opera in settori come lo stampaggio a iniezione, la pressofusione e la lavorazione dei metalli, dove precisione, ripetibilità e affidabilità sono requisiti imprescindibili.
