O controlador de posição servo (SPC) Woodward 8200-226 é um dispositivo de controle eletrônico de alto desempenho projetado para posicionamento preciso de atuadores hidráulicos ou pneumáticos. É o modelo mais recente lançado na série SPC, substituindo diretamente os modelos anteriores 8200-224 e 8200-225. Este controlador é amplamente utilizado em turbinas a gás, turbinas a vapor, motores de combustão interna e outros sistemas de acionamento industrial para acionar atuadores de bobina única, suportando dispositivos de feedback de posição redundantes simples ou duplos.
O 8200-226 oferece flexibilidade e confiabilidade excepcionais, aceitando sinais de demanda de posição via DeviceNet ou entradas analógicas de 4-20 mA e acionando o atuador por meio de um algoritmo de controle PID interno para obter controle de posição de malha fechada de alta precisão. Os usuários podem facilmente configurar, calibrar, depurar e solucionar problemas do controlador usando o software SPC Service Tool baseado em PC.
O produto é certificado pela CE, ATEX, CSA e pelas principais sociedades de classificação marítima (ABS, DNV, LR), tornando-o adequado para locais perigosos de Classe I, Divisão 2 e Zona 2, bem como para aplicações marítimas. Sua ampla faixa de temperatura operacional (-40°C a +70°C) permite resistir a ambientes industriais agressivos.
Principais recursos e benefícios
Vários modos de controle : Suporta estruturas de controle Proporcional, P, PI, PI com Lag e PI com Lead-Lag, adequadas para atuadores proporcionais e integradores.
Demanda e feedback redundantes : podem ser configurados com DeviceNet e 4-20 mA como fontes de demanda primária/de backup; suporta sensores de posição LVDT/RVDT/DC simples ou duplos para redundância de feedback.
Alta Precisão e Estabilidade : Precisão do sistema de até 0,25% da escala completa, com alarme de erro configurável e limites de desligamento, além de banda morta e proteção contra enrolamento do integrador.
Autodiagnóstico abrangente : Inclui detecção de driver aberto/curto, detecção de erro de corrente do driver, detecção de fio aberto de feedback, monitoramento de tensão de excitação, monitoramento de fonte de alimentação, temporizador de watchdog e muito mais.
Interfaces de comunicação flexíveis : DeviceNet padrão (em conformidade com ODVA), porta de serviço RS-232 para conexão com PC, entrada de demanda de 4-20 mA e saída de monitor de posição de 4-20 mA.
Calibração Remota e Controle Manual : Suporta calibração remota via DeviceNet, bem como calibração local guiada por meio da ferramenta de serviço; modo de curso manual para comissionamento.
Segurança e Conformidade : Atende aos requisitos de locais perigosos Classe I da América do Norte, Divisão 2 e Zona 2 da Europa; está em conformidade com as regras marítimas ABS, DNV, LR; possui entrada de desligamento externo independente e saídas de relé de alarme/desligamento.
Tipos de controladores e atuadores aplicáveis
Tipo de controlador |
Tipo de atuador |
Descrição |
Proporcional |
Proporcional (atual → posição) |
Usa integrador de ajuste de comando para eliminar erros de estado estacionário; pode desativar o feedback para operação em malha aberta |
Controlador P |
Integrando (corrente→velocidade) |
O erro mais simples, muito robusto, mas em estado estacionário existe se a corrente nula não for definida corretamente |
Controlador PI |
Integrando (corrente→velocidade) |
Usado em >90% das aplicações; força o feedback para corresponder à demanda em estado estacionário |
PI com atraso |
Integrando (corrente→velocidade) |
Adiciona filtro de atraso sob demanda para reduzir overshoot; usar para processos críticos |
PI com Lead-Lag |
Integrando (corrente→velocidade) |
Ajusta a largura de banda aparente do atuador; pode aumentar ou diminuir a resposta |
Destaques de instalação e fiação
Energia e aterramento
A linha de alimentação deve ser protegida com um fusível de 5 A.
O chassi do SPC deve ser conectado ao Terra Protetor (PE) utilizando o terminal de aterramento; use a mesma bitola de fio da potência de entrada.
Para obter melhor imunidade a ruídos, roteie os cabos de alimentação separadamente dos cabos de E/S de baixo nível.
Escudos e Aterramento
Use fiação de par trançado blindado para todos os sinais.
Faça a terminação da blindagem somente na extremidade do SPC (aterramento de ponto único) para evitar loops de aterramento.
Comprimento de tira recomendado: 8 mm (0,3 polegadas). Não estanhe (solde) as extremidades dos fios – os terminais de mola dependem de fio trançado desencapado.
Requisitos para locais perigosos (Zona 2 / Classe I Div 2)
Deve ser montado em um gabinete com proteção de ingresso IP54 ou superior.
Não remova as tampas nem conecte/desconecte os conectores enquanto a alimentação estiver ligada, a menos que a área seja considerada não perigosa.
A substituição de componentes pode prejudicar a adequação para locais perigosos.
Desligamento e redefinição externos
Entrada de desligamento : Normalmente fechado (contatos fechados) para operação normal; abrir os contatos desativa a saída do driver do atuador.
Entrada de reinicialização : Normalmente aberta; o fechamento momentâneo redefine alarmes/desligamentos travados.
Fiação de saída do driver de relé de status
As saídas de alarme e desligamento estão desenergizadas (contatos secos). Uma fonte de alimentação externa (máx. 32 Vcc / 500 mA) deve ser conectada em série com a saída e a carga.
O driver do relé é energizado durante a operação normal e desenergizado durante a condição de alarme/desligamento.
Configuração e calibração
O SPC é configurado e calibrado usando o software SPC Service Tool , que roda em um PC Windows e se comunica via porta serial RS-232. Para computadores modernos sem porta serial, a Woodward oferece um kit adaptador USB para serial (P/N 8928-463).
Etapas de configuração
Crie uma nova configuração ou abra uma existente (arquivo .cfg).
Selecione a versão correta da interface de serviço (corresponde ao número de peça do software SPC).
Configure as seguintes guias no Editor de configuração:
Servo Controlador : Tipo de controlador, ganhos, corrente nula, limites de corrente, limites de enrolamento.
Demanda de posição : Fonte (somente DeviceNet/primário, somente analógico/primário), escalonamento, resposta a falhas.
Feedback : Tipo de dispositivo de feedback (4-20mA, LVDT/RVDT, tensão CC), excitação, limites de faixa.
Erro de posição : Dois limites/atrasos de erro independentes, comportamento de travamento.
Driver : Faixa de corrente, pontilhamento, atraso de falha, resposta a falha.
DeviceNet : Taxa de transmissão, MAC ID, habilitação de calibração remota.
Salve o arquivo de configuração.
Carregue a configuração no SPC (o carregamento causa o desligamento do SPC).
Execute o Assistente de Calibração:
Etapa 1: introdução
Passo 2: Defina a posição mínima (0%)
Passo 3: Defina a posição máxima (100%)
Etapa 4: verificar a calibração (teste de resposta ao degrau)
Passo 5: Salve as configurações de calibração
Mude o SPC para o modo Executar .
Métodos de calibração
Calibração da ferramenta de serviço : assistente guiado onde o usuário move manualmente o atuador até os pontos finais e registra sinais de feedback.
Calibração Remota DeviceNet : Realizada por um sistema de controle host através de DeviceNet (requer a verificação de 'A calibração será realizada através de DeviceNet' na Ferramenta de Serviço).
Recursos de diagnóstico e proteção
O SPC fornece amplas funções de diagnóstico e proteção. As principais falhas estão resumidas abaixo:
Nome da falha |
Tipo (configurável) |
Descrição |
Falha atual do driver |
Alarme / Desligamento |
A corrente real não corresponde à corrente exigida dentro de ±20% da escala completa |
Falha de sobrecorrente do driver |
Desligamento (fixo) |
A corrente medida excede a exigida em >25% da escala completa |
Falha de abertura do driver |
Alarme / Desligamento |
Bobina do atuador aberta detectada (limite ≈ 13 / corrente máxima necessária) |
Falha de curto-circuito do driver |
Alarme / Desligamento |
Bobina do atuador em curto detectada (limite ≈ 1 / corrente de fundo de escala) |
Feedback 1/2 Falha aberta |
Alarme |
Fio aberto no circuito do transdutor de feedback (somente para saídas isoladas) |
Falha de faixa de realimentação 1/2 |
Alarme |
A tensão de realimentação excede a faixa calibrada ± limite |
Falha de erro de posição 1/2 |
Alarme / Desligamento |
A diferença entre a demanda e o feedback excede o limite do tempo de atraso |
Falha de excitação |
Alarme |
A tensão de excitação não está dentro de ±0,2 Vrms do valor configurado |
Falha de comunicação DeviceNet |
Alarme/Status |
Nenhum mestre, dados lentos, conflito de MAC ID, problema de barramento CAN, mestre ocioso |
Entrada de desligamento externo |
Desligamento (fixo) |
Contatos de entrada de desligamento abertos |
Falha Interna |
Desligamento (fixo) |
Teste de memória, tensão de alimentação, referência A/D, monitor de energia da CPU, watchdog |
Todos os alarmes e desligamentos podem ser configurados como travados ou não travados e podem ser redefinidos por meio da entrada de redefinição ou da ferramenta de serviço.
Conformidade e Certificações
Certificação |
Padrão / Corpo |
Região/condição aplicável |
CE (EMC) |
89/336/CEE |
Compatibilidade eletromagnética |
CE (ATEX) |
94/9/CEE |
Equipamentos para atmosferas potencialmente explosivas (Zona 2, Grupo IIC) |
CSA (América do Norte) |
Classe I, Divisão 2, Grupos A, B, C, D, T4 @ 70°C |
Locais perigosos no Canadá e nos EUA (certificação de componentes) |
Marinho |
ABS, DNV, LR (ENV1, ENV2, ENV3) |
Navios, embarcações de alta velocidade e unidades offshore móveis (somente modelos 8200-225 e 8200-226) |
Referência cruzada de substituição de DRFD para SPC
O SPC 8200-226 pode substituir muitos modelos mais antigos de DRFD (Digital Remote Final Driver). Um exemplo de referência cruzada é mostrado abaixo (consulte o Apêndice A do manual para obter a lista completa):
Antigo modelo DRFD |
Canais |
Poder |
Trava |
Faixas do driver (mA) |
Notas de substituição do SPC |
0051 |
Redundante |
AC |
Trava |
±20,40,125,250 |
Nenhuma substituição direta; O SPC precisa de redundância de energia externa; sem faixa de 125mA |
0062 |
Redundante |
AC |
Trava |
±20,40,125,250 |
Requer dois SPCs para redundância |
0072 |
Solteiro |
CC |
Trava |
±10,20,100,250 |
Dois SPCs podem precisar de reajuste |
0081 |
Solteiro |
CC |
Trava |
±10,20,100,250 |
Um SPC funciona; pode precisar de reajuste |
0302 |
Redundante |
CC |
Trava |
±10,20,100,250 |
Dois SPCs + redundância de alimentação externa |
0412 |
Solteiro |
AC |
Trava |
±20,40,125,250 (PI) |
Dois SPCs; sem faixa de 125mA |
0632 |
Solteiro |
CC |
Trava |
±10,20,100,250 (EHPC) |
Alimentação externa necessária para transdutor EHPC; pode precisar de reajuste |
Diferenças importantes entre DRFD e SPC :
O gabinete SPC não tem classificação NEMA 4.
A potência de entrada do SPC é de 18 a 32 Vcc (o DRFD usa 120 Vcc/Vca).
Os contatos de status do SPC são normalmente fechados (NF) e classificados somente para 18-32 Vcc.
A corrente máxima de saída do SPC é 250 mA.
Serviço e suporte técnico
A Woodward oferece diversas opções de serviços para maximizar o tempo de atividade do equipamento:
Substituição/Troca (serviço 24 horas) : Fornece uma unidade de substituição como nova rapidamente (geralmente dentro de 24 horas). Taxa fixa mais cobrança básica; crédito de devolução principal em 60 dias.
Reparo com taxa fixa : Reparo com custo fixo para a maioria dos produtos padrão; inclui garantia para peças substituídas e mão de obra.
Remanufatura com taxa fixa (somente produtos mecânicos): Unidade devolvida como nova com garantia total do produto.
