Zašto je za piezo ventile potreban napon do 310 V

Načelo piezo tehnologije ne može se usporediti s elektromagnetnim ventilom. Glavni element je piezo keramika. Kad se napuni elektricitetom, dolazi do polarizacije zbog koje dolazi do savijanja. Ono je proporcionalno primijenjenom naponu, što omogućuje proporcionalnu kontrolu protoka ili tlaka. Što je veći napon, to je veći protok. Pritom krivulja potrošnje energije izgleda potpuno drukčije od krivulje proporcionalnoga elektromagnetnog ventila, čiji namotaj uvijek mora biti pod naponom. To je jedini način da se stvori magnetsko polje koje podiže armaturu sa sjedišta ventila. Za razliku od toga, piezo ventilu nije potrebno konstantno napajanje strujom. On se ponaša kao kondenzator. Za jednokratno punjenje keramike dovoljna je početna struja, a nakon toga se potrošnja struje smanjuje gotovo na nulu.

Kako se upravlja protokom i tlakom

Piezo ventili imaju vrlo jednostavnu strukturu. Sastoje se od kućišta s priključcima u koje su ubrizgane mlaznice. Plin ulazi ili izlazi kroz njih. Postoje jedan ili dva savijača – od piezokeramike – i iznad svakog po jedna opruga koja služi za povratak u početno stanje.

Protok se može jednostavno kontrolirati s pomoću 2/2-smjernog ventila. On ima savijač i dva priključka. Ovisno o tome koliko se napona osigura, on će se više otvarati.

3/3-smjerni ventil ima tri priključka i dva savijača. S ovim kompaktnim rješenjem moguća je potpuna kontrola tlaka. Postoji jedan savijač za prozračivanje ili povećanje tlaka, a drugi savijač za odzračivanje ili smanjenje tlaka. Treće stanje je zatvoreno. Tada se tlak održava. S takvim 3/3-smjernim ventilom moguće je npr. jednostavno upravljati tlakom. Elektromagnetni ventili nemaju takvu 3/3 funkciju.

Kako jednostavno integrirati piezo ventile

Kao što je spomenuto, piezo ventili ne rade s 12 V, nego zahtijevaju posebnu elektroniku. Kako bi pojednostavnio upravljanje, Festo je s pomoću novog rješenja VAVE-P, koje sadržava upravo specifičnosti povezne s piezo tehnologijom, razvio elektroniku piezo drivera.

VAVE-P radi potpuno normalno s 12 do 24 V i stvara piezo napon. Uključeno je sve što je potrebno za specifičnu kontrolu piezo ventila: jednostavna upravljačka elektronika otvorene petlje, generiranje napona od 310 V i 2-kanalni piezo stupanj drivera s ograničenjem jakosti struje.

Zahvaljujući dvokanalnoj elektronici moguće je kontrolirati dva ventila za regulaciju protoka ili 3/3-smjerni ventil za regulaciju tlaka s odvojenim upravljanjem za ventilaciju i odzračivanje.

Sučelje je uvijek isto, dva analogna ulaza i fleksibilno napajanje od 12 do 24 volta. Ne postoji lakši način za zamjenu proporcionalnog elektromagnetnog ventila.

Kako se protok i tlak potpuno reguliraju

Osim toga, tu su i rješenja koja već sadržavaju sve elemente potrebne za potpunu regulaciju protoka ili tlaka. Kompaktni regulator protoka VEMD poduzeća Festo kombinira piezo ventil, senzor protoka i upravljačku elektroniku. To znači da se može postići apsolutno linearni odnos ulaznog napona i izlaznog protoka.

Pandan u području regulacije tlaka je proporcionalni ventil za regulaciju tlaka VEMD s dva piezo ventila, od kojih svaki ima piezo savijač za ventilaciju i piezo savijač za odzračivanje. Osim toga, tu su elektronika i senzor tlaka. To omogućuje potpunu regulaciju tlaka zatvorene petlje u najmanjem prostoru za ugradnju.