BR112020003900A2 - dispositivo de adaptação e método para a regulagem de uma corrente de controle - Google Patents

Abstract

  A presente invenção refere-se a um dispositivo de adaptação para a regulagem uma corrente de controle e a um método para a operação de um dispositivo de adaptação correspondente. Está previsto um dispositivo de adaptação para a regulagem de uma corrente de controle (is) de um dispositivo de acionamento da força magnética (32) de uma válvula (6), com uma carcaça (8), na qual estão integrados um hardware (H) e um software (S) para a regulagem da corrente de controle (is) do dispositivo de acionamento da força magnética (32) da válvula (6) e que apresenta um dispositivo de conexão (14) para a ligação novamente removível com a válvula (6) e um outro dispositivo de conexão (18) para conexão novamente removível com uma parte do plugue (4), através da qual o dispositivo de adaptação pode ser energizado pelo menos por fora.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPO-

SITIVO DE ADAPTAÇÃO E MÉTODO PARA A REGULAGEM DE UMA CORRENTE DE CONTROLE".

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de adapta- ção e um método para a regulagem de uma corrente de controle de um dispositivo de acionamento da força magnética de uma válvula, em particular, em forma de uma válvula coaxial.

[002] Do documento de patente alemão DE 10 2011 010 938 A1 é conhecida uma válvula magnética controlada diretamente em forma de construção coaxial, que é controlada através de um sistema eletrô- nico, que a cada instante do acionamento da válvula detecta e avalia a tensão aplicada e o fluxo de corrente, que passa através de uma bobi- na magnética disposta na válvula, a qual serve como dispositivo de acionamento da força magnética para uma armadura magnética, com a qual a válvula abordada pode se abrir e fechar por meio de um pis- tão da válvula axialmente móvel dentro de uma carcaça da válvula em direções contrárias.

[003] Os valores de corrente bem como de tensão aplicados à conhecida bobina magnética, que são empregados para o controle da bobina, nesse caso, podem ser alterados de modo analógico ou digital por meio do sistema eletrônico. Dessa forma é possível alterar de ma- neira analógica a tensão aplicada com respeito à corrente que passa através da bobina magnética, ou regular em forma digital, por exem- plo, por meio de uma modulação da amplitude de pulso. No caso da solução conhecida, o dispositivo de acionamento da força magnética em forma da bobina magnética está conectado a uma parte de plugue com a finalidade de energização, a qual está assentada diretamente por fora sobre a carcaça da válvula ligada por fios fixamente com a bobina magnética, e, portanto, está conectada ao controle da bobina do sistema eletrônico de forma não permutável, que em seu lado de entrada, ao lado da alimentação de corrente dispõe de uma entrada de sinal correspondente.

[004] Dessa forma a conhecida válvula coaxial compensada por pressão pode ser operada com potência elétrica muito baixa e regular sem graduação, vista da posição da válvula; sob o ponto de vista da execução e do projeto técnico, a parte de plugue em si e o sistema eletrônico ligado antes é adaptada sempre a um determinado tipo de válvula e consequentemente não pode ser empregada de forma modu- lar para diversos tipos de válvulas e tipos de válvula. Também diversos fabricantes empregam diversos tipos de partes de plugue padroniza- das para o controle dos tipos de válvula individuais, diferentes, tam- bém em forma de válvulas coaxiais com diferente comportamento de fluxo, de tal modo a fazer jus a cada tipo de plugue e tipo de válvula, para projetar um sistema eletrônico respectivamente independente e ligar antes a parte de plugue.

[005] Por isso, partindo desse estado da técnica à invenção cabe a tarefa de aperfeiçoar a solução conhecida.

[006] Uma tarefa relacionada é solucionada por um dispositivo de adaptação com a totalidade das características da reivindicação de patente 1. O dispositivo de adaptação de acordo com a invenção serve para a regulagem de uma corrente de controle de um dispositivo de acionamento da força magnética de uma válvula, em particular, em forma de uma válvula coaxial, com uma carcaça, na qual estão inte- grados um hardware e um software para a regulagem da corrente de controle do dispositivo de acionamento da força magnética da válvula, e que apresenta um dispositivo de conexão para conexão novamente removível com a válvula, e um outro dispositivo de conexão para a li- gação novamente removível com uma peça do plugue, através da qual o dispositivo de adaptação pode ser energizado por fora; no entanto também é possível uma conexão de aparelhos de medição e dispositi-

vos de avaliação sem problemas.

[007] Com a solução de acordo com a invenção é realizado um tipo de plugue intermediário através do dispositivo de adaptação com hardware e software integrados, que pode ser colocado economizando espaço, entre a respectiva válvula, respectivamente válvula coaxial, com sua respectiva bobina magnética e com a parte de plugue padrão propriamente dita, que está predeterminada no lado do fabricante em forma modular permutável.

[008] Dessa forma, com técnica de montagem também é possível uma reequipagem simples em acessórios de estoque já existentes em forma de válvulas empregadas em sistemas de fluido, como válvulas coaxiais. Em virtude do software, que pode ser implementado individu- almente no hardware do dispositivo de adaptação, podem ser obtidos processos de controle e de avaliação complexos para o controle da válvula respectivamente conectada de um tipo de válvula predetermi- nado diretamente no local. Nesse caso, podem ser realizadas, de for- ma particularmente mais em conta, mas também somente funções in- dividuais do software "ligação ativa", que podem servir, por exemplo, particularmente para o amortecimento de batidas de fechamento, que regularmente podem ocorrer de modo mais intenso durante a opera- ção de válvulas coaxiais em sistemas de fluido conectados ou um de- nominado "condition-monitoring" da válvula por meio do software im- plementado, sem que seja necessária uma estrutura de medição e avaliação adicional externa em um armário de distribuição ou na válvu- la propriamente dita, o que pressupõe regularmente o uso de um con- trole total mais complexo juntamente com software. Por meio da "solu- ção de ilha" de acordo com a invenção com implementação por sof- tware integrado no local, portanto, diretamente na válvula tem-se mos- trado que o dispêndio de controle e regulagem pode ser reduzido de modo visado.

[009] Sem ter que fazer qualquer intervenção no sistema de flui- dos, ao qual a respectiva válvula está conectada, no lado do usuário com o dispositivo de adaptação de acordo com a invenção pode ser reequipado uma instalação existente de forma vantajosa, sem ter que exercitar para isso despesas elevadas, do ponto de vista da técnica de aparelhos. Em particular, o referido usuário de tais sistemas vai apre- ciar o fato de que ele continua a usar as partes de plugue padroniza- das já adquiridas e empregadas por ele através de simples colocação no dispositivo de ligação do dispositivo de adaptação, e a esse respei- to pode aderir ao conceito de fiação introduzido por ele. Isso tem uma correspondência no estado da técnica.

[0010] Além disso, de acordo com a forma de execução da carac- terística da reivindicação de patente 18 a tarefa acima também é solu- cionada por um método para a regulagem de uma corrente de controle de um dispositivo de acionamento da força magnética de uma válvula, como de uma válvula coaxial, que apresenta pelo menos uma bobina, a qual está equipada com o dispositivo de adaptação de acordo com a invenção descrito acima.

[0011] Em um exemplo de execução preferido, o dispositivo de conexão apresenta meios para a ligação mecânica e elétrica nova- mente removível do dispositivo de adaptação com a válvula, em parti- cular, para a ligação com a bobina magnética do dispositivo de acio- namento da força magnética da válvula, e o outro dispositivo de cone- xão apresenta meios para a ligação mecânica e elétrica novamente removível do dispositivo de adaptação com a parte de plugue. Nesse caso, para a ligação mecânica e elétrica novamente removível servem partes de plugue e partes da bucha, que em forma usual, em particu- lar, padronizadas podem ser colocadas em engate entre si com partes de contato tipo fêmea e macho.

[0012] O hardware pode compreender uma unidade de computa-

ção, em particular, um microcontrolador, no qual está implementado um método para a regulagem da corrente de controle em forma do sof- tware. O uso de um microcontrolador como unidade de computação tem a vantagem que microcontroladores são mais em conta, apresen- tam um consumo de energia pequeno e podem ser montados econo- mizando espaço.

[0013] Todos os componentes do hardware podem ser dispostos sobre uma placa de circuito, e estão ligados eletricamente entre si co- mo descrito a seguir, através de vias de condução. A placa de circuito pode ser executada podendo ser fixada na carcaça do dispositivo de adaptação.

[0014] Além disso, o hardware pode compreender pelo menos um interruptor rotativo para a parametrização do dispositivo de adaptação, em particular, do software implementado na unidade de computação. O interruptor rotativo está ligado eletricamente com a unidade de com- putação, no caso concreto com um controle de sequência implemen- tado por software na unidade de computação. O interruptor rotativo é executado, de preferência, como interruptor de codificação. Interrupto- res de codificação são caracterizados por sua alta confiabilidade e sua capacidade de operação simples.

[0015] De preferência, estão previstos três interruptores rotativos. Um primeiro interruptor rotativo está previsto para o ajuste de um mo- do de operação do dispositivo de adaptação como, por exemplo, de um modo de operação com a função da redução de potência do dispo- sitivo de acionamento da força magnética, ou de um modo de opera- ção com a função do amortecimento de batidas de fechamento da vál- vula ou de um modo de operação em forma de um modo de serviço. Se o dispositivo de adaptação for empregado pela primeira vez em combinação com uma respectiva válvula, então esse dispositivo deve ser adaptado a essa válvula por meio de uma parametrização dos pa-

râmetros de software, adaptada à respectiva válvula. Para isso, entre outras coisas está previsto um segundo interruptor rotativo para o ajus- te da grandeza nominal (DN10 a DN40) da respectiva válvula, que se refere às seções transversais livres de conexão da válvula. Um tercei- ro interruptor rotativo está previsto para o ajuste da velocidade de li- gamento e desligamento da válvula. De modo particularmente preferi- do, está previsto que pelo menos, o segundo e o terceiro interruptor rotativo apresentem dezesseis posições de comutação, de tal modo que através do segundo interruptor rotativo podem ser selecionadas dezesseis possibilidades para o ajuste de diversas grandezas nomi- nais, e através do terceiro interruptor rotativo podem ser selecionadas dezesseis combinações de diversas durações de ligamento e desliga- mento.

[0016] Além disso, o hardware pode compreender pelo menos um meio de exibição, para a exibição de um estado de operação defeituo- so da válvula ou para a exibição da posição de comutação de uma parte de válvula da válvula. O meio de exibição pode ser controlado pela unidade de computação e está conectado ao controle de sequên- cia, que está implementado por software na unidade de computação. O meio de exibição pode ser disposto, de tal modo que ele pode ser percebido opticamente ou acusticamente de fora do dispositivo de adaptação para um operador do dispositivo de adaptação. Também é concebível que o controle de sequência transmita um sinal elétrico através de um condutor de dados para uma unidade de computação principal externa, isto é, disposta afastada da válvula do dispositivo de adaptação e da parte de plugue, do qual podem ser extraídos o estado de operação defeituoso da válvula, a posição de ligação da parte de válvula da válvula ou outras informações do dispositivo de adaptação ou da válvula. Do mesmo modo é concebível que um sinal desse tipo entre o controle de sequência e a unidade de computação principal é transmitido sem fio ou sem cabo, em particular, por meio de tecnologia de Bluetooth.

[0017] Além disso, o hardware pode compreender um estágio final, que no lado de entrada está conectado à unidade de computação, no caso concreto, a uma saída de um regulador de corrente implementa- do por software na unidade de computação.

[0018] Ao estágio final é alimentado um sinal modulado pela am- plitude de pulso (PWM) do regulador de corrente para a regulagem da corrente de controle, cuja relação de sensor, que indica com quanto por cento da potência máxima o sinal modulado pela amplitude de pul- so controla o estágio final, do qual é calculado o software. Através de um sinal modulado pela amplitude de pulso o estágio final pode ser operado na operação de ligação, na qual seus transistores se encon- tram ou em uma área de trabalho condutora ou isolante. Em oposição aos estados intermediários empregados em amplificadores convencio- nais de classe A, de classe B ou de classe AB na operação linear, es- sas duas áreas de trabalho apresentam pouca potência de perda, ra- zão pela qual o estágio final, que é executado, de preferência, em for- ma de um amplificador de classe D está economizando energia.

[0019] O estágio final apresenta, em essência, uma meia ponte, de preferência, dois transistores em combinação com um componente de acionamento adequado. Em relação a um estágio final executado co- mo meia ponte, um estágio final executado como ponte integral, por exemplo, com quatro transistores, em virtude das perdas de ligação menores tem uma eficiência total mais alta. No lado de saída o estágio final pode ser conectado a uma bobina do dispositivo de acionamento da força magnética através do dispositivo de conexão. Devido a uma geração de um sinal modulado pela amplitude de pulso, ou seja, pela corrente de controle ou pela tensão de controle do estágio final para o controle da bobina do dispositivo de acionamento da força magnética,

o consumo de energia da válvula pode ser reduzido.

[0020] Adicionalmente, o hardware pode compreender um disposi- tivo de determinação de corrente, para a determinar um valor real da corrente de controle da bobina, que no lado de saída está conectado à unidade de computação, em particular, a um módulo de cálculo do va- lor da resistência, e/ou a um módulo de cálculo da tensão de indução e/ou ao regulador de corrente e/ou ao controle de sequência, os quais são implementados por software respectivamente na unidade de com- putação.

[0021] O dispositivo de determinação de corrente pode apresentar uma resistência Shunt, que através do dispositivo de conexão pode ser ligado com a bobina do dispositivo de acionamento da força mag- nética, de tal modo que a corrente flui através da bobina também atra- vés da resistência Shunt, através da qual, para a determinação do va- lor real da corrente de controle, é medida a queda de tensão. A corren- te de controle é a corrente de alimentação do dispositivo de aciona- mento da força magnética que flui para o dispositivo de acionamento da força magnética. O valor de resistência da resistência Shunt fica, de preferência, na faixa de mili-Ohm ou abaixo. A medição de corrente por meio de uma resistência Shunt tem a vantagem que essa resistên- cia é mais em conta e economiza espaço e a medição de corrente po- de ser realizada com essa corrente de modo simples. No entanto o uso de um sensor de corrente com efeito de Hall também é concebível para a medição da corrente de controle.

[0022] Além disso, o hardware pode compreender um dispositivo de determinação de corrente para a determinação do valor real da ten- são de controle do dispositivo de acionamento da força magnética, através do qual no lado de entrada o valor real da tensão de controle da bobina do dispositivo de acionamento da força magnética pode ser capturado através do dispositivo de conexão, e que no lado de saída está conectado à unidade de computação, no caso concreto, ao módu- lo de cálculo do valor da resistência e/ou ao módulo de cálculo da ten- são de indução e/ou ao controle de sequência, os quais são implemen- tados por software respectivamente na unidade de computação. A ten- são de controle é a tensão de alimentação do dispositivo de aciona- mento da força magnética, aplicada ao dispositivo de acionamento da força magnética.

[0023] Para amplificação do valor real da corrente de controle, o dispositivo de determinação da corrente pode apresentar um amplifi- cador, cuja amplificação está adaptada a um conversor analógico- digital no lado de entrada da unidade de computação para o proces- samento do valor real da corrente de controle. De modo alternativo ou adicional, para a amplificação do valor real da tensão de controle, o dispositivo de determinação da tensão pode apresentar um outro am- plificador, cuja amplificação está adaptada a um conversor analógico- digital no lado de entrada da unidade de computação para o proces- samento do valor real da tensão de controle.

[0024] O software, que está implementado na unidade de compu- tação pode compreender um módulo de cálculo do valor da resistên- cia, implementado por software, para a determinação do valor da resis- tência da bobina do dispositivo de acionamento da força magnética, que com uma entrada está conectado a uma saída do dispositivo de determinação de tensão, e com uma outra entrada está conectado a uma saída do dispositivo de determinação da corrente, e no lado de saída está conectado a uma entrada de um módulo de cálculo da ten- são de indução implementado por software. O módulo de cálculo do valor da resistência calcula a resistência da bobina que se altera em função da temperatura. Durante o cálculo a parte da válvula é assumi- da como estacionária.

[0025] Para a determinação do valor real da tensão induzida da bobina do dispositivo de acionamento da força magnética, o módulo de cálculo da tensão de indução implementado por software com uma en- trada está conectado a uma saída do módulo de cálculo do valor da resistência, com uma outra entrada está conectado à saída do disposi- tivo de determinação de tensão e com uma outra entrada está conec- tado à saída do dispositivo de determinação de corrente, os quais es- tão respectivamente disponíveis de acordo com o hardware. No lado de saída, o módulo de cálculo da tensão de indução está conectado a um regulador de tensão implementado por software, na unidade de computação.

[0026] Além disso, o software pode compreender um controle de sequência implementado por software para o processamento de sinais de controle predeterminados para o controle da válvula e/ou de uma parametrização predeterminada do dispositivo de adaptação, o qual através de outro dispositivo de conexão e através da parte de plugue pode ser ligado se comunicando com uma unidade de computação principal externa, por exemplo, por meio do padrão de SDCI (single- drop digital communication interface for small sensors and actuators, norm IEC TR 61131-9) mais conhecido como o sistema de comunica- ção link de IO. A unidade de computação principal transmite ao contro- le de sequência, entre outras coisas, sinais de controle para a regula- gem da válvula.

[0027] No lado de entrada, ao controle de sequência estão conec- tados o, pelo menos um, interruptor rotativo de hardware, e/ou a saída do dispositivo de determinação de corrente e/ou a saída do dispositivo de determinação de tensão, e no lado de saída para a transmissão de valores teóricos da tensão induzida, eles estão conectados a um regu- lador de tensão ou, para a transmissão de valores teóricos da corrente de controle, eles estão conectados a um regulador de corrente, os quais são implementados respectivamente por software na unidade de computação.

[0028] Além disso, o software pode compreender o regulador de tensão implementado por software, que no lado de entrada está co- nectado ao controle de sequência para a transmissão de valores teóri- cos da tensão induzida, e ao módulo de cálculo da tensão para a transmissão de valores reais da tensão induzida, e no lado de saída eventualmente está ligado com uma entrada do regulador de tensão. Com base no valor teórico e com base no valor real determinado da tensão induzida, o regulador de tensão regula a tensão induzida da bobina através da geração de um sinal, a partir do qual é derivado o valor teórico da corrente de controle.

[0029] A tensão de controle é a tensão de alimentação do disposi- tivo de acionamento da força magnética aplicada ao dispositivo de aci- onamento da força magnética. Em contrapartida, a tensão induzida da bobina, que cai diretamente através da bobina, desvia por um certo tempo da tensão de controle quando a tensão de controle ou a corren- te de controle se alteram. Assim uma alteração da tensão de controle ou da corrente resulta em uma alteração do fluxo magnético através da bobina. Devido à alteração do fluxo magnético, de acordo com a regra de Lenz é induzida uma tensão na bobina, que influencia o valor da tensão de controle. Desse modo a corrente de controle aumenta com uma alteração positiva da tensão de controle, portanto, de um aumento de tensão só gradualmente para seu valor final. No caso de uma alteração negativa da tensão de controle, portanto, de uma redu- ção de tensão, a corrente ainda pode refluir, se um circuito de corrente correspondente permanecer mantido.

[0030] Também pelo fato de que é almejado reduzir a resistência magnética do circuito magnético em torno da bobina atravessada por corrente, por exemplo, através do fechamento de uma fenda de ar, du- rante um fechamento da fenda de ar pode ser induzida uma tensão para a bobina. Neste caso, a tensão de controle é influenciada apenas indiretamente através do regulador de corrente.

[0031] Além disso, o software pode compreender o regulador de corrente implementado por software, o qual, para a transmissão de valores teóricos da corrente de controle com uma de suas entradas está conectado ao controle de sequência ou à saída do regulador de tensão, e com a sua outra entrada está conectado ao dispositivo de determinação de corrente. O regulador de corrente regula a corrente de controle para o valor teórico predeterminado.

[0032] Além disso, o software pode compreender um interruptor implementado por software, o qual pode ser controlado através do controle de sequência, e que liga uma primeira entrada do regulador de corrente opcionalmente ou com o controle de sequência ou com a saída do regulador de tensão.

[0033] Adicionalmente à função de regulagem da corrente de con- trole da bobina do dispositivo de acionamento da força magnética, o software pode compreender outras funções implementadas por softwa- re. É concebível, por exemplo, uma função para a redução da corrente da bobina, em particular, durante a operação contínua; e/ou uma fun- ção para o movimento da parte da válvula com uma velocidade prede- terminada durante o ligamento e desligamento; e/ou uma função para o reconhecimento do estado de ligação da válvula; e/ou uma função para o monitoramento de parâmetros da válvula como, por exemplo, dos ciclos de ligação, da duração do ligamento/ desligamento, da cor- rente de atração/ de queda e/ou da resistência da bobina.

[0034] De acordo com a reivindicação de patente 18, também é objeto da invenção um método para a regulagem de uma corrente de controle de um dispositivo de acionamento da força magnética de uma válvula, a qual apresenta pelo menos uma bobina, com a qual o dispo- sitivo de adaptação pode ser operado de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 17.

[0035] O método compreende as seguintes etapas do processo: - determinar um valor real da corrente de controle da bo- bina através de um dispositivo de determinação de corrente; - comparação do valor real determinado da corrente de controle com um valor teórico da corrente de controle através de um regulador de corrente; e - regulagem da corrente de controle da bobina com base no resultado da comparação através do regulador de corrente.

[0036] O valor teórico da corrente de controle pode ser predeter- minado através de uma parametrização, ou pode ser determinado de acordo com as outras etapas do processo a seguir: - determinar um valor real da tensão de controle da bobi- na através de um dispositivo de determinação de tensão; - determinar um valor da resistência da bobina a partir do valor real da tensão de corrente, e do valor real da corrente de controle através de um módulo de cálculo do valor da resistência; - determinar um valor real da tensão induzida da bobina a partir do valor da resistência, do valor real da tensão de controle e do valor real da corrente de controle através de um módulo de cálculo da tensão de indução; - comparação do valor real determinado da tensão induzi- da com um valor teórico predeterminado da tensão induzida através de parametrização através de um regulador de tensão; e - determinação do valor teórico da corrente de controle com base no resultado da comparação através do regulador de corren- te.

[0037] No caso do uso do valor teórico da corrente de controle, determinado de acordo com as precedentes etapas do método para a regulagem da corrente de controle pode ser realizada a regulagem da corrente de controle, em particular, em virtude da inclusão da tensão induzida da bobina de modo particularmente exato.

[0038] A seguir o dispositivo de adaptação de acordo com a inven- ção, o qual pode ser acionado através do método de acordo com a in- venção em forma do software, será esclarecido em mais detalhes com auxílio do desenho. Neste caso, em representação básica e sem esca- la, são mostrados:

[0039] Na fig. 1, em uma vista lateral, representados separados um do outro, o dispositivo de adaptação de acordo com a invenção entre uma parte do plugue e uma válvula;

[0040] Na fig. 2, um corte longitudinal esquemático simplificado da válvula da fig. 1 com uma parte da válvula disposta em sua posição fechada; e

[0041] Na fig. 3, em um tipo de um diagrama de circuito esquemá- tico, a montagem básica do hardware e do software de acordo com a invenção do dispositivo de adaptação da fig. 1.

[0042] A fig. 1 mostra em uma vista lateral o dispositivo de adapta- ção cilíndrico de acordo com a invenção entre uma parte do plugue padrão 4 e uma válvula 6, que estão representadas separadas uma da outra. Como partes do plugue 4 padrões ou normalizadas podem ser empregados padrões de conexão industrial, como conexões com ros- ca M12 ou PG, etc.

[0043] Como mostra a fig. 1, o dispositivo de adaptação apresenta uma carcaça 8 cilíndrica, que compreende uma tampa da carcaça 10 e um pote da carcaça 12, que podem ser ligados um ao outro através de um fecho de baioneta, o qual permite uma ligação mecânica das duas partes da carcaça 10, 12 que pode ser feita rapidamente e novamente removida. Para a vedação, entre a tampa da carcaça 10 e o pote da carcaça 12 pode ser disposto um anel de vedação, não representado nas figuras. No pote da carcaça 12, estendendo-se para longe na dire-

ção axial a partir do dispositivo de adaptação, está previsto um dispo- sitivo de conexão 14 para a ligação mecânica e elétrica do dispositivo de adaptação com a válvula 6, a qual apresenta meios 16 para a liga- ção mecânica e elétrica novamente removível do dispositivo de adap- tação com a válvula 6 em forma de uma bucha do conector. Na tampa da carcaça 10, estendendo-se axialmente para longe do dispositivo de adaptação em uma direção oposta à direção da extensão do dispositi- vo de conexão 14, está previsto um outro dispositivo de conexão 18 para a ligação com uma parte do plugue, a qual apresenta meios 20 para a ligação mecânica e elétrica novamente removível do dispositivo de adaptação com a parte do plugue padrão 4 em forma de um plugue de conector.

[0044] No caso da parte de plugue padrão 4 mostrada na fig. 1 se trata de um conector de válvula dobrado em torno de 90 graus em forma de uma bucha do conector, que pode ser ligada elétrica e me- canicamente de maneira novamente removível com o plugue do co- nector 20 disposto na tampa da carcaça 10 do dispositivo de adapta- ção.

[0045] Como mostrado na fig. 1, a válvula 6 apresenta uma carca- ça da válvula 22 cilíndrica, em cujo lado externo está disposto um dis- positivo de conexão 24 em forma de um plugue do conector, que se estende para longe radialmente em relação ao eixo longitudinal L da carcaça da válvula 22, cujo plugue é executado, em essência, de for- ma quadrada, e em seu lado voltado para a carcaça da válvula 22 apresenta uma superfície côncava com um raio que permite um conta- to com fecho devido à forma do dispositivo de conexão 24 com essa superfície no revestimento da carcaça da válvula. O plugue do conec- tor 24 da carcaça da válvula 22 pode ser ligado de modo novamente removível elétrica e mecanicamente com a bucha do conector do dis- positivo de adaptação.

[0046] Na fig. 2 está representado esquematicamente um corte longitudinal simplificado da válvula 6 em forma de uma válvula coaxial. Na carcaça da válvula 22 é guiada deslocável longitudinalmente uma parte da válvula 26 cilíndrica oca, a qual, sob o efeito de um acumula- dor de energia 28 em forma de uma mola de pressão, em uma posição fechada está em contato com uma parte de fecho da válvula 30, na qual essa parte bloqueia o trajeto de fluído através da válvula 6 entre uma entrada de fluído E e uma saída de fluído A ao longo de um traje- to de fluxo especificado para um fluído como, por exemplo, um meio hidráulico (óleo).

[0047] Em pelo menos uma posição aberta, não representada em detalhes nas figuras, na qual a parte da válvula 26, controlada por um dispositivo de acionamento da força magnética 32, em sua direção de deslocamento axial contra o efeito da mola de pressão 28 consegue ficar fora de engate com a parte de fecho da válvula 30 e se levanta dela, o trajeto de fluído é liberado através da válvula 6 entre a entrada de fluído E e a saída de fluído A ao longo do trajeto de fluxo especifi- cado para o fluído.

[0048] O dispositivo de acionamento da força magnética 32 mos- trado na fig. 2 compreende um ímã de acionamento 34 que pode ser energizado, o qual de forma usual e, por isso não mais descrito em detalhes, apresenta um enrolamento de bobina 36, o qual pode ser energizado por fora através da parte do plugue 4, do dispositivo de adaptação e do dispositivo de conexão 24 da válvula entre outros. Além disso, está prevista uma armadura magnética 38 deslocável lon- gitudinalmente, a qual, mediante contato direto e ligada fixamente com a parte da válvula 26, atua diretamente sobre ela. Se a bobina 36 for energizada, então - vista na direção de visão da fig. 2 - a armadura magnética 38 se desloca de seu estado não energizado da bobina 36, mostrado na fig. 2 para a esquerda, e desloca a parte da válvula 26 do mesmo modo para a esquerda, contra o efeito do acumulador de energia 28 em forma da mola de pressão. Na posição totalmente aber- ta da válvula 26 a armadura magnética 38 do imã de acionamento 34, mediante liberação de uma fenda de separação 40 ou fenda de ar, a qual serve como separação magnética executada graduada para o imã de acionamento 34, é deslocada para o bloco contra um núcleo do po- lo 42 do dispositivo de acionamento 32.

[0049] Na carcaça do adaptador 8 está integrado um hardware H para a regulagem da corrente de controle is do dispositivo de aciona- mento da força magnética 32 da válvula 6, o qual apresenta uma placa de condução - não mostrada nas figuras - na qual, em essência - ver fig. 3 (os símbolos de ligação representados na fig. 3 não são nenhum símbolo de ligação técnicos convencionais) - estão dispostos três inter- ruptores rotativos 44, 70, 72 na forma de ligações em código, uma uni- dade de computação 46 em forma de um microcontrolador, um estágio final 48, um dispositivo de determinação de corrente 50 e um dispositi- vo de determinação de tensão 52. Além disso, na placa de condução está conectado, através de um cabo de corrente 54, um meio de exibi- ção 56 em forma de um meio de iluminação. O meio de iluminação também pode se encontrar sobre a platina, sendo que, a tampa 10 é então transparente. Como descrito a seguir, esses componentes de hardware trabalham ligados eletricamente através de vias de condu- ção da placa de condução, juntos uns com os outros e podem ser liga- dos eletricamente, em parte através do dispositivo de conexão 14 do dispositivo de adaptação, com o dispositivo de acionamento da força magnética 32 da válvula 6, ou através do outro dispositivo de conexão 18 do dispositivo de adaptação, e a parte do plugue 4 com uma unida- de de computação principal 55 externa, mostrada na figura 3. Na uni- dade de computação 46 do dispositivo de adaptação está implementa- do um software S para a regulagem da corrente de controle is do dis-

positivo de acionamento da força magnética 32 da válvula 6, o qual compreende, em essência, um módulo de cálculo da resistência 58, um módulo de cálculo da tensão de indução 60, um controle de se- quência 62, um regulador de tensão 64, um regulador de corrente 66 e um interruptor 68, os quais estão implementados respectivamente por software na unidade de computação 46 e que trabalham juntos como explicado a seguir.

[0050] O controle de sequência 62 está ligado se comunicando com a unidade de computação principal externa, não representada nas figuras, através da parte do plugue 4. Para a comunicação está previs- to o sistema de comunicação IO-Link. O controle de sequência 62 re- cebe da unidade de computação principal sinais de controle especifi- cados para o controle da válvula 6, em particular, valores teóricos da tensão e da corrente, bem como, uma parametrização especificada do dispositivo de adaptação, e processa esses dados de informação. Além disso, mediante solicitação, o controle de sequência 62 transmite à unidade de computação principal informações através do dispositivo de adaptação ou da válvula 6.

[0051] Ao controle de sequência 62 (ver fig. 3) estão conectados os três interruptores rotativos 44, 70, 72, em forma de interruptores codificados, para a parametrização do software S, ao lado da parame- trização por meio da unidade de computação principal externa, não representada nas figuras. Um primeiro interruptor rotativo 44 está pre- visto para o ajuste de um modo de operação do dispositivo de adapta- ção. Se o dispositivo de adaptação for usado pela primeira vez em combinação com uma respectiva válvula 6, então, por meio de uma parametrização dos parâmetros de software adaptados à respectiva válvula 6, esse dispositivo deve ser adaptado a essa válvula 6. Além disso, está previsto um segundo interruptor rotativo 70 para o ajuste da grandeza nominal da respectiva válvula 6. Um terceiro interruptor rota-

tivo 72 está previsto para o ajuste da velocidade de ligamento/ desli- gamento da válvula 6. O segundo 70 e o terceiro interruptor rotativo 72 apresentam respectivamente dezesseis posições de ligação.

[0052] Além disso, ao controle de sequência 62 (ver fig. 3) está conectado um meio de exibição 56 em forma de um meio de ilumina- ção, por exemplo, um LED, para a exibição de um estado de operação defeituoso da válvula 6, ou para a exibição da posição de ligação da parte da válvula 26 da válvula 6. O meio de exibição 56 está disposto no lado externo do dispositivo de adaptação e pode ser opticamente percebido por um usuário do dispositivo de adaptação. Contudo o meio de exibição também pode se encontrar, de preferência, sobre a platina.

[0053] O dispositivo de determinação de corrente 50 (ver fig. 3) apresenta uma resistência shunt, não mostrada nas figuras, a qual es- tá ligada com a bobina 36 do dispositivo de acionamento da força magnética 32 através do dispositivo de conexão 14, de tal modo que a corrente através da bobina 36 também flui através da resistência shunt, através da qual para a determinação do valor real da corrente de controle is,ist da bobina 36 é medida a queda de tensão. Além disso, para a amplificação do valor real da corrente de controle is,ist determi- nada, o dispositivo de determinação de corrente 50 apresenta um am- plificador 74, cuja amplificação é adaptada a um conversor analógico/ digital no lado de entrada da unidade de computação 46, para o pro- cessamento do valor real amplificado da corrente de controle is,ist. No lado de saída o dispositivo de determinação de corrente 50 transmite o valor real amplificado da corrente de controle is,ist respectivamente ao módulo de cálculo do valor da resistência 58, ao módulo de cálculo da tensão de indução 60, ao regulador de corrente 66 e ao controle de sequência 62.

[0054] O dispositivo de determinação de tensão 52 (ver fig. 3) de-

termina e amplifica os valores reais da tensão de controle us,ist do dis- positivo de acionamento da força magnética 32. Desse modo, através do dispositivo de conexão 14 o valor real da tensão de controle us,ist da bobina 36 do dispositivo de acionamento da força magnética 32 no la- do de entrada encosta no dispositivo de determinação de tensão 52, o qual para a amplificação do valor real da tensão de controle us,ist apre- senta um outro amplificador 76, cuja amplificação é adaptada a um outro conversor analógico-digital do microcontrolador no lado de en- trada, para o processamento do valor real amplificado da tensão de controle Us,ist. No lado de saída o dispositivo de determinação de ten- são 52 transmite os valores reais medidos e amplificados da tensão de controle Us,ist respectivamente ao módulo de cálculo do valor da resis- tência 58, ao módulo de cálculo da tensão de indução 60 e ao controle de sequência 62.

[0055] A partir dos valores reais medidos e amplificados da corren- te de controle Is,ist e dos valores reais medidos e amplificados da ten- são de controle Us,ist o módulo de cálculo do valor da resistência (ver fig. 3) calcula o valor da resistência R da bobina 36 do dispositivo de acionamento da força magnética 32 e transmite esse valor ao módulo de cálculo da tensão de indução 60.

[0056] A partir dos valores reais medidos e amplificados da corren- te de controle Is,ist, dos valores reais medidos e amplificados da tensão de controle Us,ist e do valor da resistência R calculado, o módulo de cálculo da tensão de indução 60 calcula (ver fig. 3) os valores reais da tensão induzida us,ist da bobina 36 do dispositivo de acionamento da força magnética 32 e transmite esses valores ao regulador de tensão

64.

[0057] Baseado nos valores reais da tensão induzida ui,ist e nos valores teóricos da tensão induzida ui,soll transmitidos pelo controle de sequência 62, o regulador de tensão (ver fig. 3) regula a tensão indu-

zida ui da bobina 36 através da emissão de um sinal, a partir do qual o valor teórico da corrente de controle is,soll é derivado.

[0058] Baseado nos valores teóricos da corrente de controle is,soll e nos valores reais da corrente de controle Is,ist medida e amplificada o regulador de corrente 66 (ver fig. 3) regula a corrente de controle is da bobina 36. Os valores teóricos da corrente de controle is,soll podem ser transmitidos a essa corrente opcionalmente ou pelo controle de se- quência 62 ou pelo regulador de tensão 64. Para a comutação entre as saídas desses dois componentes de software está previsto o interrup- tor 68.

[0059] Devido à representação simplificada, o interruptor 68 está reproduzido na fig. 3 no tipo de um interruptor de hardware e nesse ponto pode ser controlado pelo controle de sequência 62 através de uma linha de controle 78, de tal modo que a entrada do regulador de corrente 66 para a transmissão de valores teóricos da corrente de con- trole is,soll está ligada opcionalmente ou com o controle de sequência 62 ou com a saída do regulador de tensão 64. Contudo, na realidade o interruptor 68 está implementado exclusivamente no software. Se o interruptor 68 ligar o controle de sequência 62 com o regulador de cor- rente 66 e, nesse caso, separar o regulador de tensão 64 do regulador de corrente 66, então a regulagem da corrente de controle is é realiza- da exclusivamente baseada nos valores reais medidos e amplificados da corrente de controle Is,ist e nos valores teóricos predeterminados da corrente de controle is,soll da corrente de controle is,soll. Se o interruptor 68 ligar a saída do regulador de tensão 64 com o regulador de corren- te 66 e separar o controle de sequência 62 do regulador de corrente 66, então a regulagem da corrente de controle is se baseia em uma tensão de indução calculada da bobina 36, razão pela qual a regula- gem pode ser realizada de forma mais precisa.

[0060] O regulador de corrente 66 gera um sinal modulado pela amplitude de pulso PWM e transmite esse sinal ao estágio final 48 (ver fig. 3) para amplificação.

O estágio final 48 apresenta, em essência, uma meia ponte não mostrada nas figuras, em combinação com um componente de acionamento adequado não mostrado nas figuras.

No lado de saída, para a geração da corrente de controle is o estágio final 48 está conectado à bobina 36 do dispositivo de acionamento da força magnética 32 da válvula 6 através do dispositivo de conexão 14.

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de adaptação para a regulagem de uma cor- rente de controle (is) de um dispositivo de acionamento da força mag- nética (32) de uma válvula (6), com uma carcaça (8), caracterizado pelo fato de que um hardware (H) e um software (S) estão integrados para a regulagem da corrente de controle (is) do dispositivo de acio- namento da força magnética (32) da válvula (6) e apresenta um dispo- sitivo de conexão (14) para a ligação novamente removível com a vál- vula (6) e um outro dispositivo de conexão (18) para a ligação nova- mente removível com uma parte do plugue (4), através da qual o dis- positivo de adaptação pode ser energizado pelo menos por fora.

2. Dispositivo de adaptação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de conexão (14) apre- senta meios (16) para a ligação mecânica e elétrica novamente remo- vível do dispositivo de adaptação com a válvula (6), em particular, para a ligação com uma bobina magnética (36) do dispositivo de aciona- mento da força magnética (32) da válvula (6) e o outro dispositivo de conexão (18) apresenta meios (20) para a ligação mecânica e elétrica novamente removível do dispositivo de adaptação com a parte de plu- gue (4).

3. Dispositivo de adaptação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o hardware (H) compreende uma unidade de computação (46) na qual está im- plementado um método para a regulagem da corrente de controle (is) do software (S).

4. Dispositivo de adaptação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o hardware (H) compreende pelo menos um interruptor rotativo (44, 70, 72) para a parametrização do dispositivo de adaptação, o qual com a unidade de computação (46) está ligado se comunicando, em particu-

lar, com um controle de sequência (62) implementado por software na unidade de computação (46).

5. Dispositivo de adaptação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o hardware (H) compreende pelo menos um meio de exibição (56), que pode ser comutado pela unidade de computação (46) e está conecta- do, em particular, ao controle de sequência (62), que está implemen- tado por software na unidade de computação (46).

6. Dispositivo de adaptação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o hardware (H) compreende um estágio final (48), que no lado de entra- da está conectado à unidade de computação (46), em particular, em uma saída de um regulador de corrente (66) implementado por softwa- re na unidade de computação (46), e no lado de saída pode ser conec- tado a uma bobina (36) do dispositivo de acionamento da força mag- nética (32).

7. Dispositivo de adaptação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o hardware (H) compreende um dispositivo de determinação de corrente (50), que no lado de entrada pode ser conectado à bobina (36), e no lado de saída está conectado à unidade de computação (46), em parti- cular, a um módulo de cálculo do valor da resistência (58) e/ou a um módulo de cálculo da tensão de indução (60) e/ou ao regulador de cor- rente (66) e/ou ao controle de sequência (62), os quais são implemen- tados por software respectivamente na unidade de computação (46).

8. Dispositivo de adaptação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o hardware (H) compreende um dispositivo de determinação de tensão (52), através do qual o valor real da tensão de controle (us,ist) no lado de entrada pode ser abrangido através da bobina (36) do dispositivo de acionamento da força magnética (32), e que no lado de saída está conectado à unidade de computação (46), em particular, ao módulo de cálculo do valor da resistência (58) e/ou ao módulo de cálculo da ten- são de indução (60) e/ou ao controle de sequência (62) os quais são implementados por software respectivamente na unidade de computa- ção (46).

9. Dispositivo de adaptação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de determinação de corrente (50) para a amplificação do valor real da corrente de controle (is,ist) e o dispositivo de determinação de tensão (52) para a amplificação do valor real da tensão de controle (us,ist) compreendem respectivamente um amplificador, cuja amplifica- ção está adaptada, em particular, a um respectivo conversor analógi- co-digital no lado de entrada do microcontrolador.

10. Dispositivo de adaptação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o software (S) compreende um módulo de cálculo do valor da resistência (58) implementado por software, que no lado de entrada está conecta- do a uma saída do dispositivo de determinação de tensão (52), e a uma saída do dispositivo de determinação de corrente (50), e no lado de saída está conectado a uma entrada de um módulo de cálculo da tensão de indução (60) implementado por software.

11. Dispositivo de adaptação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o software (S) compreende o módulo de cálculo da tensão de indução (60) implementado por software, que no lado de entrada está conecta- do a uma saída do módulo de cálculo do valor da resistência (58), à saída do dispositivo de determinação de tensão (52), e à saída do dis- positivo de determinação de corrente (50) e no lado de saída está co- nectado a um regulador de tensão (64).

12. Dispositivo de adaptação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o software (S) compreende um controle de sequência (62) implementado por software para o processamento de sinais de controle predetermi- nados para o controle da válvula (6) e/ou de uma parametrização pre- determinada do dispositivo de adaptação, cujo software pode ser liga- do se comunicando com uma unidade de computação principal exter- na, e à qual no lado de entrada estão conectados o, pelo menos um, interruptor rotativo (44, 70, 72) e/ou as saídas do dispositivo de deter- minação de corrente (50) e/ou do dispositivo de determinação de ten- são (52), e os quais no lado de saída estão conectados a um regulador de tensão (64) ou a um regulador de corrente (66), os quais são im- plementados respectivamente por software.

13. Dispositivo de adaptação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o software (S) compreende o regulador de tensão (64) implementado por software, o qual no lado de entrada está conectado ao controle de se- quência (62) para a transmissão de valores teóricos da tensão induzi- da (ui,soll) e ao módulo de cálculo da tensão de indução (60) para a transmissão do valor real da tensão induzida (ui,ist) e no lado de saída eventualmente está ligado com uma entrada do regulador de corrente (66).

14. Dispositivo de adaptação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o software (S) compreende o regulador de corrente (66) implementado por software, o qual, para a transmissão de valores teóricos da corren- te de controle (is,soll), com uma de suas entradas está conectado ao controle de sequência (62) ou à saída do regulador de tensão (64), e com a sua outra entrada está conectado ao dispositivo de determina- ção de corrente (50).

15. Dispositivo de adaptação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o software (S) compreende um interruptor (68) implementado por softwa- re, o qual pode ser controlado através do controle de sequência (62) e que liga uma entrada do regulador de corrente (66) opcionalmente ou com o controle de sequência (62) ou com a saída do regulador de ten- são (64).

16. Dispositivo de adaptação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a unidade de computação (46) controla o estágio final (48) e, em particu- lar, a saída do regulador de corrente (66) alimenta um sinal modulado em amplitude de pulso à entrada do estágio final (48).

17. Dispositivo de adaptação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que adi- cionalmente à função de regulagem da corrente de controle (is) da bo- bina (36) do dispositivo de acionamento da força magnética (32) o sof- tware (S) prepara: - uma função para a redução da corrente da bobina (36), em particular, durante a operação contínua; e/ou - uma função para o movimento da parte da válvula (26) com uma velocidade predeterminada durante o ligamento e desli- gamento; e/ou - uma função para o reconhecimento do estado de liga- ção da válvula (6); e/ou - uma função para o monitoramento dos parâmetros da válvula como, por exemplo, dos ciclos de ligação, da duração do liga- mento/ desligamento, da corrente de atração/ de queda e/ou da resis- tência da bobina.

18. Método para a regulagem de uma corrente de controle (is) de um dispositivo de acionamento da força magnética (32) de uma válvula (6), caracterizado pelo fato de que apresenta pelo menos uma bobina (36), com a qual o dispositivo de adaptação pode ser operado, como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, pelas seguintes etapas: - determinar um valor real da corrente de controle (is,ist) da bobina (36) através de um dispositivo de determinação de corrente (50); - comparar o valor real determinado da corrente de con- trole (is,ist) obtido com um valor teórico da corrente de controle (is,soll) através de um regulador de corrente (66); e - regular a corrente de controle (is) da bobina (36) com base no resultado da comparação através do regulador de corrente (66).

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracteriza- do pelo fato de que o valor teórico da corrente de controle (is,soll) é especificado através de uma parametrização.

20. Método de acordo com a reivindicação 18, caracteriza- do pelo fato de que o valor teórico da corrente de controle (is,soll) é determinado de acordo com as outras etapas a seguir: - determinar um valor real da tensão de controle (us,ist) da bobina (36) através de um dispositivo de determinação de tensão (52); - determinar um valor de resistência (R) da bobina (36) a partir do valor real da tensão de controle (us,ist) e do valor real da cor- rente de controle (is,ist) através de um módulo de cálculo do valor da resistência (58); - determinar um valor real da tensão induzida (us,ist) da bobina (36) a partir do valor de resistência (R), do valor real da tensão de controle (us,ist) e do valor real da corrente de controle (is,ist) através de um módulo de cálculo da tensão de indução (60); - comparar o valor real determinado da tensão induzida

(ui,ist) com um valor teórico da tensão induzida (ui,soll) predeterminado através de parametrização, através de um regulador de tensão (64); e - determinar o valor teórico da corrente de controle (is,soll) com base no resultado da comparação, através do regulador de ten- são (64).