El servocontrolador de posición (SPC) Woodward 8200-226 es un dispositivo de control electrónico de alto rendimiento diseñado para el posicionamiento preciso de actuadores hidráulicos o neumáticos. Es el último modelo lanzado de la serie SPC y reemplaza directamente a los modelos anteriores 8200-224 y 8200-225. Este controlador se usa ampliamente en turbinas de gas, turbinas de vapor, motores de combustión interna y otros sistemas de accionamiento industriales para accionar actuadores de bobina simple, admitiendo dispositivos de retroalimentación de posición redundantes simples o dobles.
El 8200-226 ofrece flexibilidad y confiabilidad excepcionales, acepta señales de demanda de posición a través de DeviceNet o entradas analógicas de 4-20 mA y controla el actuador a través de un algoritmo de control PID interno para lograr un control de posición de circuito cerrado de alta precisión. Los usuarios pueden configurar, calibrar, depurar y solucionar problemas fácilmente del controlador utilizando el software SPC Service Tool basado en PC.
El producto está certificado por CE, ATEX, CSA y las principales sociedades de clasificación marina (ABS, DNV, LR), lo que lo hace adecuado para ubicaciones peligrosas de Clase I, División 2 y Zona 2, así como para aplicaciones marinas. Su amplio rango de temperatura de funcionamiento (-40°C a +70°C) le permite soportar entornos industriales hostiles.
Características y beneficios clave
Múltiples modos de control : admite estructuras de control proporcional, P, PI, PI con retraso y PI con retraso-adelante, adecuadas para actuadores proporcionales e integradores.
Demanda y retroalimentación redundantes : se puede configurar con DeviceNet y 4-20 mA como fuentes de demanda primarias/de respaldo; Admite sensores de posición LVDT/RVDT/DC simples o dobles para redundancia de retroalimentación.
Alta precisión y estabilidad : Precisión del sistema de hasta 0,25 % de la escala completa, con alarma de error configurable y umbrales de apagado, además de banda muerta y protección de cuerda del integrador.
Autodiagnóstico integral : incluye detección de circuito abierto/cortocircuito del controlador, detección de errores de corriente del controlador, detección de retroalimentación de cable abierto, monitoreo de voltaje de excitación, monitoreo de fuente de alimentación, temporizador de vigilancia y más.
Interfaces de comunicación flexibles : DeviceNet estándar (conforme a ODVA), puerto de servicio RS-232 para conexión a PC, entrada de demanda de 4-20 mA y salida de monitor de posición de 4-20 mA.
Calibración remota y control manual : admite calibración remota a través de DeviceNet, así como calibración local guiada a través de la herramienta de servicio; Modo de carrera manual para la puesta en servicio.
Seguridad y cumplimiento : Cumple con los requisitos de ubicaciones peligrosas Clase I División 2 de América del Norte y Zona 2 europea; cumple con las normas marinas ABS, DNV, LR; Cuenta con entrada de apagado externo independiente y salidas de relé de alarma/apagado.
Tipos de controladores y actuadores aplicables
Tipo de controlador |
Tipo de actuador |
Descripción |
Proporcional |
Proporcional (actual → posición) |
Utiliza un integrador de ajuste de comando para eliminar el error de estado estable; Puede desactivar la retroalimentación para la operación de bucle abierto. |
Controlador P |
Integrando (corriente→velocidad) |
El error más simple y muy robusto, pero de estado estable, existe si la corriente nula no se configura correctamente |
Controlador PI |
Integrando (corriente→velocidad) |
Utilizado en >90% de las aplicaciones; fuerza la retroalimentación para igualar la demanda en estado estacionario |
PI con retraso |
Integrando (corriente→velocidad) |
Agrega un filtro de retraso según demanda para reducir el exceso; uso para procesos críticos |
PI con adelanto-retraso |
Integrando (corriente→velocidad) |
Ajusta el ancho de banda aparente del actuador; puede aumentar o disminuir la respuesta |
Aspectos destacados de la instalación y el cableado
Energía y puesta a tierra
La línea eléctrica debe estar protegida con un fusible de 5 A.
El chasis del SPC debe estar conectado a la Tierra de Protección (PE) mediante el terminal de tierra; Utilice el mismo calibre de cable que la potencia de entrada.
Para obtener la mejor inmunidad al ruido, coloque los cables de alimentación por separado de los cables de E/S de bajo nivel.
Escudos y puesta a tierra
Utilice cableado de par trenzado blindado para todas las señales.
Termine el blindaje solo en el extremo del SPC (conexión a tierra de un solo punto) para evitar bucles de tierra.
Longitud de tira recomendada: 8 mm (0,3 pulgadas). No estañe (suelde) los extremos de los cables; los terminales de resorte dependen de cables trenzados desnudos.
Requisitos de ubicaciones peligrosas (Zona 2 / Clase I Div 2)
Debe montarse en un gabinete con protección de ingreso IP54 o superior.
No retire cubiertas ni conecte/desconecte conectores mientras la alimentación esté encendida, a menos que se sepa que el área no es peligrosa.
La sustitución de componentes puede afectar la idoneidad para ubicaciones peligrosas.
Apagado externo y reinicio
Entrada de apagado : Normalmente cerrado (contactos cerrados) para funcionamiento normal; abrir los contactos desactiva la salida del controlador del actuador.
Restablecer entrada : normalmente abierto; el cierre momentáneo restablece las alarmas/apagados bloqueados.
Cableado de salida del controlador del relé de estado
Las salidas de alarma y paro están desconectadas (contactos secos). Se debe conectar una fuente de alimentación externa (máx. 32 Vcc / 500 mA) en serie con la salida y la carga.
El controlador de relé se activa durante el funcionamiento normal y se desactiva durante la condición de alarma/apagado.
Configuración y calibración
El SPC se configura y calibra utilizando el software SPC Service Tool , que se ejecuta en una PC con Windows y se comunica a través del puerto serie RS-232. Para computadoras modernas sin puerto serie, Woodward ofrece un kit adaptador de USB a serie (P/N 8928-463).
Pasos de configuración
Cree una nueva configuración o abra una existente (archivo .cfg).
Seleccione la versión correcta de la interfaz de servicio (coincida con el número de pieza del software SPC).
Configure las siguientes pestañas en el Editor de configuración:
Servocontrolador : tipo de controlador, ganancias, corriente nula, límites de corriente, umbrales de liquidación.
Demanda de posición : Fuente (solo DeviceNet/primario, solo analógico/primario), escala, respuesta a fallas.
Retroalimentación : tipo de dispositivo de retroalimentación (4-20 mA, LVDT/RVDT, voltaje CC), excitación, umbrales de rango.
Error de posición : dos umbrales/retrasos de error independientes, comportamiento de enclavamiento.
Controlador : rango actual, tramado, retraso de falla, respuesta a falla.
DeviceNet : velocidad en baudios, ID de MAC, habilitación de calibración remota.
Guarde el archivo de configuración.
Cargue la configuración en el SPC (la carga hace que el SPC se apague).
Ejecute el Asistente de calibración:
Paso 1: Introducción
Paso 2: Establecer la posición mínima (0%)
Paso 3: Establecer la posición máxima (100%)
Paso 4: verificar la calibración (prueba de respuesta al paso)
Paso 5: guarde la configuración de calibración
Cambie SPC al modo Ejecutar .
Métodos de calibración
Calibración de la herramienta de servicio : asistente guiado donde el usuario mueve manualmente el actuador hasta los puntos finales y registra las señales de retroalimentación.
Calibración remota de DeviceNet : realizada por un sistema de control de host a través de DeviceNet (requiere marcar 'La calibración se realizará a través de DeviceNet' en la herramienta de servicio).
Funciones de diagnóstico y protección
El SPC proporciona amplias funciones de diagnóstico y protección. Las fallas clave se resumen a continuación:
Nombre de falla |
Tipo (Configurable) |
Descripción |
Fallo actual del controlador |
Alarma / Apagado |
La corriente real no coincide con la corriente demandada dentro de ±20% de la escala completa |
Fallo de sobrecorriente del controlador |
Apagado (fijo) |
La corriente medida excede la demanda en >25% de la escala completa |
Fallo de apertura del controlador |
Alarma / Apagado |
Bobina del actuador abierta detectada (umbral ≈ 13 / corriente máxima requerida) |
Fallo corto del conductor |
Alarma / Apagado |
Bobina del actuador en cortocircuito detectada (umbral ≈ 1 / corriente de escala completa) |
Retroalimentación 1/2 Falla abierta |
Alarma |
Cable abierto en el circuito del transductor de retroalimentación (solo para salidas aisladas) |
Fallo de rango de retroalimentación 1/2 |
Alarma |
El voltaje de retroalimentación excede el rango calibrado ± umbral |
Error de posición Fallo 1/2 |
Alarma / Apagado |
La diferencia entre demanda y retroalimentación excede el umbral de tiempo de retraso |
Fallo de excitación |
Alarma |
El voltaje de excitación no está dentro de ±0,2 Vrms del valor configurado |
Fallo de comunicación DeviceNet |
Alarma / Estado |
Sin maestro, datos lentos, conflicto de ID de MAC, problema de bus CAN, maestro inactivo |
Entrada de apagado externo |
Apagado (fijo) |
Contactos de entrada de apagado abiertos |
Fallo interno |
Apagado (fijo) |
Prueba de memoria, voltaje de suministro, referencia A/D, monitor de energía de la CPU, vigilancia |
Todas las alarmas y apagados se pueden configurar como con o sin bloqueo , y se pueden restablecer mediante la entrada de reinicio o la herramienta de servicio.
Cumplimiento y certificaciones
Proceso de dar un título |
Estándar / Cuerpo |
Región/condición aplicable |
CE (CEM) |
89/336/CEE |
Compatibilidad electromagnética |
CE (ATEX) |
94/9/CEE |
Equipos para atmósferas potencialmente explosivas (Zona 2, Grupo IIC) |
CSA (Norteamérica) |
Clase I, División 2, Grupos A, B, C, D, T4 @ 70°C |
Ubicaciones peligrosas en Canadá y EE. UU. (certificación de componentes) |
Marina |
ABS, DNV, LR (ENV1, ENV2, ENV3) |
Barcos, embarcaciones de alta velocidad y unidades móviles costa afuera (solo modelos 8200-225 y 8200-226) |
Referencia cruzada de reemplazo de DRFD a SPC
El SPC 8200-226 puede reemplazar muchos modelos DRFD (controlador final remoto digital) más antiguos. A continuación se muestra un ejemplo de referencia cruzada (consulte el Apéndice A del manual para obtener la lista completa):
Antiguo modelo DRFD |
Canales |
Fuerza |
Pestillo |
Rangos de controlador (mA) |
Notas de reemplazo de SPC |
0051 |
Redundante |
C.A. |
Pestillo |
±20,40,125,250 |
Sin reemplazo directo; SPC necesita redundancia de energía externa; sin rango de 125 mA |
0062 |
Redundante |
C.A. |
Pestillo |
±20,40,125,250 |
Requiere dos SPC para redundancia |
0072 |
Soltero |
corriente continua |
Pestillo |
±10,20,100,250 |
Es posible que sea necesario reajustar dos SPC |
0081 |
Soltero |
corriente continua |
Pestillo |
±10,20,100,250 |
Un SPC funciona; puede que sea necesario volver a sintonizar |
0302 |
Redundante |
corriente continua |
Pestillo |
±10,20,100,250 |
Dos SPC + redundancia de alimentación externa |
0412 |
Soltero |
C.A. |
Pestillo |
±20,40,125,250 (PI) |
Dos SPC; sin rango de 125 mA |
0632 |
Soltero |
corriente continua |
Pestillo |
±10,20,100,250 (EHPC) |
Alimentación externa necesaria para el transductor EHPC; puede que sea necesario volver a sintonizar |
Diferencias importantes entre DRFD y SPC :
El gabinete SPC no tiene clasificación NEMA 4.
La alimentación de entrada del SPC es de 18 a 32 V CC (DRFD utiliza 120 V CC/Vac).
Los contactos de estado del SPC están normalmente cerrados (NC) y tienen una clasificación de 18-32 V CC únicamente.
La corriente máxima de salida del SPC es de 250 mA.
Servicio y soporte técnico
Woodward ofrece varias opciones de servicio para maximizar el tiempo de actividad del equipo:
Reemplazo/Intercambio (servicio las 24 horas) : Proporciona una unidad de reemplazo como nueva rápidamente (generalmente dentro de las 24 horas). Tarifa fija más cargo básico; crédito de devolución principal dentro de los 60 días.
Reparación de tarifa plana : reparación de costo fijo para la mayoría de los productos estándar; Incluye garantía sobre piezas reemplazadas y mano de obra.
Remanufactura de tarifa plana (solo productos mecánicos): unidad devuelta a condiciones como nuevas con garantía total del producto.
