Válvula Dupla Série CC4 Segurança CAT. 4 PL e, Monitoramento Externo

Visão geral do produto

A série CC4 da ROSS Controls é uma válvula direcional de segurança 4/3 com centro fechado, projetada para controlar a direção do fluxo de ar para dentro e para fora de um cilindro de dupla ação ou outro atuador pneumático. A válvula movimenta o cilindro para frente ou para trás para atender aos requisitos de operação da máquina e, em seguida, sinaliza o desligamento para reter a energia pneumática no cilindro e interromper o movimento, mantendo a carga. Esse projeto reduz o risco potencial de movimento inesperado do cilindro durante o acesso de funcionários para tarefas relacionadas à produção e manutenção de rotina.

Quando todas as solenoides da válvula da série CC4 4/3 são desligadas, a válvula retorna à posição central para interromper o movimento do cilindro e permitir sua rotação. A série CC4 oferece essa função com o nível de controle exigido para um sistema de segurança de até Categoria 4, PL e, conforme a norma ISO 13849-1:2015. O sistema de segurança deve ser capaz de inibir o funcionamento da válvula em caso de falha.

Construída com a tecnologia ROSS de válvulas de assento, a válvula CC4 utiliza uma construção redundante de duplo assento em um corpo de alumínio fundido. Os assentos redundantes impedem a entrada e saída simultânea de ar por cada porta de saída. A detecção de posição intermediária utiliza sensores de proximidade magnéticos (tipo PNP) para detectar a posição central fechada e fornecer feedback ao sistema de controle de segurança para monitoramento externo. A válvula inclui indicadores LED em cada solenoide e uma função manual de alívio de pressão para liberar a energia armazenada quando necessário.

A Série CC4 foi projetada para montagem em sub-base em qualquer orientação; a montagem horizontal com solenoides na parte superior é a preferida. Os tamanhos das portas variam de 1/4 de polegada a 3/4 de polegada com opções de rosca NPT ou G (BSPP). A conexão elétrica utiliza dois conectores M12 de 5 pinos (IEC 61076-2-101, código A) para os solenoides e um conector M12 de 5 pinos para as saídas dos sensores. A biblioteca SISTEMA está disponível para download para auxiliar nos cálculos do circuito de segurança.

Principais características de engenharia

• Construção redundante com válvulas duplas - As válvulas redundantes impedem o fornecimento e a exaustão simultâneos de ar em cada porta de saída, permitindo a integridade de segurança da Categoria 4 com detecção de falhas por meio do monitoramento da posição do centro fechado.
• Conquista da Categoria 4 PL e - Quando utilizada com um sistema de controle de segurança fornecido pelo cliente e devidamente projetado, a CC4 atinge a Categoria de Segurança 4, Nível de Desempenho e, de acordo com a norma ISO 13849-1:2015, a categoria mais alta em válvulas direcionais de segurança pneumáticas.
• Detecção de posição intermediária (proximidade magnética, PNP) - Dois sensores de proximidade magnética (tipo PNP) detectam a posição central fechada de ambos os elementos da válvula, fornecendo sinais de feedback de posição independentes para o controlador de segurança externo para monitoramento externo dinâmico e cíclico.
• Monitoramento externo cíclico dinâmico - O monitoramento verifica o estado de ambos os sensores de posição intermediária da válvula a cada alteração no sinal de controle da válvula. O sistema de segurança deve inibir a operação da válvula após a detecção de uma falha e impedir a reinicialização até que a posição central seja confirmada.
• Tecnologia ROSS Poppet - Rápida, confiável, resistente à sujeira, com vedação frontal e baixo atrito, a tecnologia Poppet oferece alta capacidade de fluxo com vazamento praticamente nulo e resposta consistente em milhões de ciclos.
• Função de centro fechado 4/3 - O design de solenóide duplo 4/3 com centro fechado permite o controle seguro do cilindro nas direções de extensão e retração, além de manter a carga na posição central desenergizada e suportar o movimento de deslocamento lateral.
• Alívio de pressão manual - Válvulas de alívio de pressão manuais de 2 vias na sub-base (uma por porta de saída) permitem a remoção segura da energia armazenada quando o acesso para manutenção é necessário, independentemente da alimentação de controle.
• Indicadores LED nos solenoides - Os indicadores LED visuais em cada solenoide confirmam o estado de energização, simplificando a resolução de problemas e o comissionamento sem a necessidade de equipamentos de teste adicionais.
• Conectores elétricos M12 de 5 pinos - Dois conectores M12 (código A, IEC 61076-2-101) para solenoides e um conector M12 para saídas de sensores proporcionam fiação de desconexão rápida, reduzindo o tempo de instalação e facilitando a manutenção em campo.
• Biblioteca SISTEMA disponível - Os arquivos da biblioteca SISTEMA para download oferecem suporte aos cálculos de funções de segurança da norma ISO 13849-1, simplificando a documentação de circuitos de segurança para projetistas de máquinas e a marcação CE.

Especificações técnicas

Especificações gerais

Classificações de temperatura

As classificações de temperatura aplicam-se a todas as configurações da Série CC4. O meio filtrante deve estar livre de vapor de água quando as temperaturas do sistema se aproximarem do limite operacional inferior.

Dados Elétricos (Válvulas Piloto Solenoides)

Todos os solenoides são de 24 VCC, projetados para operação contínua. O conjunto da válvula utiliza quatro solenoides (dois para extensão e dois para retração). A fiação utiliza conectores M12 com código A.

Dados de desempenho de fluxo

Dados de desempenho de fluxo para tamanhos de portas representativos da Série CC4. As portas 1-2 e 1-4 são caminhos de alimentação para o cilindro; as portas 2-3 e 4-3 são caminhos do cilindro para o escapamento.

Certificações e Conformidade

Aplicações e setores típicos

Aplicações com cilindro vertical e carga por gravidade

• Cilindros verticais que sustentam uma carga contra a gravidade, como conjuntos de matrizes, grampos, posicionadores de peças e placas de prensa, onde o CC4 retém a energia pneumática para evitar a descida descontrolada durante o acesso do funcionário.
• Equipamentos de movimentação de materiais, incluindo plataformas elevatórias aéreas, plataformas articuladas e plataformas elevatórias articuladas, onde a válvula de centro fechado mantém a posição do atuador quando o sinal de controle é removido.
• Aplicações de prensagem e conformação em estampagem, forjamento e conformação de metais, onde o cilindro deve manter uma posição definida enquanto as ferramentas são inspecionadas ou trocadas.

Operações de fabricação, montagem e teste

• Operações de fixação e montagem onde um cilindro de dupla ação mantém uma peça de trabalho em posição durante a união, aperto ou inspeção, sendo necessária a sustentação da carga durante breves períodos de acesso do operador.
• Equipamentos de teste e testadores funcionais que utilizam atuadores pneumáticos para aplicar forças conhecidas, exigindo um estado de parada seguro que não cause perda de pressão durante uma pausa no teste.
• Dispositivos de soldagem e gabaritos de montagem para oficinas de carroceria automotiva, onde são necessários posicionamento consistente do cilindro e parada segura durante todo o ciclo de produção.

Metais, Papel e Indústria Pesada

• Linhas de processamento de aço e alumínio, incluindo laminadores, manuseio de bobinas e controle de tensão da tira, onde cilindros hidráulicos ou pneumáticos devem manter a posição durante rupturas da tira ou paradas de emergência.
• Máquinas de enrolamento, recolhimento, manuseio de bobinas, corte e impressão em relevo na indústria de papel, onde o controle da posição do cilindro e a retenção da carga são necessários durante rupturas da bobina ou manutenção.
• Equipamentos de fundição de alumínio e atuadores de fundição que exigem controle seguro de cilindros em ambientes industriais contaminados e de alta temperatura.

Equipamentos móveis

• Equipamentos industriais móveis, incluindo plataformas de trabalho aéreo, plataformas elevatórias articuladas e veículos de movimentação de materiais que utilizam cilindros pneumáticos e exigem sistema de retenção de carga de Categoria 4 para segurança em plataformas elevadas.
• Equipamentos fora de estrada e de construção com acessórios acionados pneumaticamente ou cilindros estabilizadores que devem manter as posições carregadas durante o acesso do operador ou em caso de desarme de segurança.

Configuração de pedidos e números de modelo

O número do modelo da Série CC4 codifica o tamanho da porta, o tipo de rosca, a configuração de monitoramento e a revisão. Exemplos de números de modelo são fornecidos abaixo. Entre em contato com a ROSS Controls pelo telefone (800) 438-7677 ou visite rosscontrols.com para obter um configurador completo e os preços atuais.

Códigos de tamanho de porta/corpo: 22 = portas de 1/4", 23 = portas de 3/8", 44 = portas de 1/2", 45 = portas de 3/4".

Códigos de tipo de rosca: N = rosca NPT (padrão), G = rosca G (BSPP).

Todas as variantes do CC4 incluem monitoramento externo (EX) e dois conectores elétricos M12 de 5 pinos.

Todas as variantes do CC4 operam com 24 VCC a 3,5 watts por solenoide (quatro solenoides por conjunto de válvula).

Entre em contato com a ROSS Controls para obter informações sobre configurações de modelos de alimentação piloto externa e requisitos especiais de aplicação.

Números de modelo de exemplo da série CC4

Acessórios

Silenciadores de escape

Os silenciadores de escape em alumínio estão disponíveis para todos os tamanhos de porta CC4 (de 1/4" a 3/4") com roscas macho NPT ou R/Rp. A pressão máxima suportada é de 0 a 290 psig (0 a 20 bar).

Atenção: Os silenciadores de escape devem ter capacidade de vazão pelo menos igual à capacidade de escape das válvulas. Silenciadores contaminados podem causar aumento da contrapressão e afetar o funcionamento das válvulas. Inspecione e substitua os silenciadores regularmente.

Conectores elétricos pré-cabeados

Cabos pré-cabeados de 5 metros com conectores M12 e fios soltos estão disponíveis para conexões de solenoides e sensores, simplificando a fiação do painel e reduzindo o tempo de instalação.

Produtos e acessórios relacionados

• Válvulas de retenção operadas por piloto da Série 27 (1305) - Válvulas de retenção tipo poppet em linha para retenção de carga e posicionamento do cilindro, Categoria 1 PL c, com ou sem alívio de pressão. https://www.rosscontrols.com/en/series/1305-27-series-pilot-operated-check-valves
• Válvulas de retenção piloto da série SV27 para monitoramento externo (1306) - Válvulas de retenção pilotadas com interruptor de segurança DPST integrado para retenção de carga de categoria 2 PL c com feedback de posição. https://www.rosscontrols.com/en/series/1306-sv27-series-pilot-operated-check-valves-for-external-monitoring
• Válvulas de retenção redundantes da série SV27 (1307) - Conjunto de válvula de retenção redundante operada por piloto com interruptor DPST para retenção de carga de categoria 3 PL e. https://www.rosscontrols.com/en/series/1307-sv27-series-pilot-operated-redundant-check-valves
• Válvulas de bloqueio LOX (isolamento de energia) - Válvulas de bloqueio para isolamento seguro de energia durante a manutenção, em conformidade com os requisitos de bloqueio/etiquetagem da OSHA. https://www.rosscontrols.com/en/series/1287-lockout-valves-15-series
• Válvulas de Escape Seguras - Série de válvulas de escape seguras ROSS para alívio de pressão controlado e isolamento de energia em circuitos de segurança. https://www.rosscontrols.com/en/series/1288-safe-exhaust-valves

Perguntas frequentes (FAQ)

P: O que é a série CC4 e como ela difere de uma válvula de controle direcional padrão?

A: A CC4 é uma válvula direcional de segurança 4/3 com centro fechado, elementos de obturador duplo redundantes e sensor de posição intermediária integrado. Ao contrário de uma válvula direcional padrão, a CC4 fornece feedback de posição por meio de dois sensores de proximidade magnéticos PNP, permitindo que um controlador de segurança monitore ambos os elementos da válvula e iniba a operação em caso de detecção de falha. Este projeto suporta até a Categoria 4, PL e, conforme ISO 13849-1:2015, quando integrado a um sistema de controle de segurança externo adequadamente projetado.

P: Quais são os níveis de segurança alcançados pela Série CC4?

A: A válvula CC4 atinge a Categoria 4, PL e de acordo com a norma ISO 13849-1:2015 e SIL 3 de acordo com a norma IEC 62061:2021 quando utilizada com um sistema de controle de segurança fornecido pelo cliente que oferece monitoramento externo dinâmico e cíclico. A válvula possui um B10D de 10.000.000 ciclos, um PFHD de 1,62 x 10^-8 e um MTTFD de 151 anos.

P: O que significa monitoramento externo para o CC4 e o que o sistema de controle de segurança deve fazer?

A: O monitoramento externo requer um controlador de segurança fornecido pelo cliente para verificar o estado de ambos os sensores de posição intermediária da válvula a cada alteração no sinal de controle da válvula. O controlador deve inibir a operação da válvula caso uma falha seja detectada e deve impedir a reinicialização até que a posição central seja confirmada. O monitoramento deve ser dinâmico e cíclico, não uma verificação única na inicialização.

P: Qual é o tempo máximo de discordância permitido?

A: O tempo máximo de discordância permitido entre os movimentos dos elementos da válvula é de 150 milissegundos. Se os dois elementos redundantes da válvula não atingirem a posição central dentro desse intervalo após um comando de desenergização, o controlador de segurança deverá registrar uma falha.

P: Qual é a frequência mínima de operação do CC4?

A: O CC4 deve ser acionado pelo menos uma vez por mês para manter a validade dos dados de confiabilidade e confirmar o funcionamento adequado da válvula. Aplicações com taxas de acionamento muito baixas devem ser analisadas em relação ao valor B10D e ao MTTFD publicados para garantir a manutenção da integridade de segurança adequada.

P: Quais são os tamanhos de porta e tipos de rosca disponíveis?

A: O CC4 está disponível nos tamanhos de porta de 1/4", 3/8", 1/2" e 3/4", com roscas NPT ou G (BSPP). A rosca NPT é padrão para aplicações na América do Norte; as roscas G são utilizadas em instalações europeias e internacionais.

P: Qual é a faixa de pressão operacional do CC4?

A: Com piloto interno, a pressão de operação é de 60 a 120 psig (4 a 8 bar). Com piloto externo, a pressão de entrada pode ser de 0 a 120 psig (0 a 8 bar), com o fornecimento do piloto externo a 60 a 120 psig (4 a 8 bar) e sempre igual ou superior à pressão de entrada. O limite de pressão estática é de 150 psig (10,3 bar).

P: Como funciona a válvula de alívio de pressão manual?

A: A sub-base CC4 inclui duas válvulas manuais de alívio de pressão de 2 vias, uma para cada porta de saída. Isso permite que os operadores aliviem a pressão retida no cilindro sem energizar as válvulas solenoides. Isso é fundamental para os procedimentos de bloqueio e etiquetagem (LOTO) e possibilita o acesso seguro ao atuador pneumático.

P: O CC4 pode ser usado para movimentar o cilindro?

R: Sim. Quando um par de solenoides é energizado momentaneamente e depois desenergizado, a válvula retorna ao centro e interrompe o movimento do cilindro. Isso permite o acionamento do cilindro em incrementos controlados sem a necessidade de uma válvula de acionamento separada.

P: Existe um arquivo de biblioteca SISTEMA disponível para o CC4?

R: Sim. A ROSS Controls fornece um arquivo de biblioteca SISTEMA para download para a Série CC4, permitindo que os engenheiros de segurança importem diretamente os dados de segurança da válvula para o SISTEMA para cálculos de nível de desempenho ISO 13849-1 sem entrada manual de dados.

P: O CC4 possui certificação para uso em instalações alemãs (DGUV)?

R: Sim. A CC4 possui certificação DGUV (HSM 21015, Sicherheit gepruft / segurança testada) e marcação CE (Diretiva de Máquinas 2006/42/CE), bem como uma declaração EAC para os mercados da União Econômica Eurasiática.

P: Para que o CC4 não é adequado?

A: O CC4 não foi projetado para uso como mecanismo de embreagem/freio em prensas mecânicas. Para controle de embreagem/freio em prensas, a ROSS oferece válvulas de segurança dedicadas com certificações específicas para controle de prensas. Entre em contato com a ROSS Controls pelo telefone (800) 438-7677 para discutir a seleção correta da válvula para aplicações de segurança em prensas.

P: Qual é a conexão elétrica utilizada pelo CC4?

A: O CC4 utiliza três conectores M12 de 5 pinos (IEC 61076-2-101, codificados como A): dois para os pares de solenoides e um para as duas saídas dos sensores PNP. Todas as conexões são de 24 VCC. O pino 1 (marrom) é +24 VCC, o pino 3 (azul) é o comum (0 VCC) para os conectores dos solenoides. O pino 1 do conector do sensor é a saída do Sensor A, o pino 2 é a saída do Sensor B e o pino 3 é o terra.

Diretrizes de Instalação e Manutenção

• Monte o CC4 em sua base em qualquer orientação. A montagem horizontal com as solenoides voltadas para cima é preferível para otimizar a drenagem do condensado e o acesso às solenoides.
• Forneça ar comprimido filtrado conforme a norma ISO 8573-1 Classe 7:4:4 ou superior. Recomenda-se um filtro de no mínimo 5 mícrons a montante da válvula para proteger as sedes dos obturadores e os anéis de vedação contra contaminação por partículas.
• Verifique se a pressão de alimentação está dentro da faixa de operação do piloto interno, de 60 a 120 psig (4 a 8 bar). Não opere abaixo de 60 psig com o piloto interno, pois pressão insuficiente no piloto impedirá a mudança completa da válvula.
• Ao utilizar alimentação piloto externa, mantenha a pressão piloto externa entre 60 e 120 psig (4 a 8 bar) e assegure-se de que ela seja sempre igual ou superior à pressão de entrada. Conecte a porta piloto externa e verifique antes de colocar o equipamento em funcionamento.
• Antes de ligar a alimentação, conecte os dois conectores M12 de 5 pinos para os solenoides e o conector M12 de 5 pinos para os sensores. Verifique a atribuição dos pinos no diagrama de fiação: Pino 1 marrom (+24 VCC), Pino 3 azul (0 VCC Comum) para os solenoides; Pino 1 Saída do Sensor A, Pino 2 Saída do Sensor B, Pino 3 Terra para o conector do sensor.
• Configure o controlador de segurança fornecido pelo cliente para monitorar as saídas de ambos os sensores PNP a cada alteração no sinal de controle da válvula. O monitoramento deve ser dinâmico e cíclico. Iniba a operação da válvula caso algum dos sensores não confirme a posição central dentro do intervalo de discordância de 150 milissegundos.
• Confirme se o controlador de segurança impedirá um comando de reinicialização até que ambos os sensores de posição intermediária confirmem a posição central, evitando que uma falha de travamento seja eliminada antes que a válvula tenha de fato retornado ao centro.
• Instale silenciadores de escape com capacidade de vazão igual ou superior à capacidade de escape do diâmetro da porta da válvula utilizada. Silenciadores subdimensionados ou contaminados criam contrapressão que prejudica a mudança de válvulas e pode causar reprovações na validação de Categoria 4.
• Verifique se as válvulas manuais de alívio de pressão na sub-base estão funcionando corretamente antes do comissionamento inicial. Acione cada válvula de alívio para confirmar a liberação de pressão em ambas as portas do cilindro. Identifique as válvulas de alívio com etiquetas para facilitar a identificação pelo operador.
• Acione a válvula pelo menos uma vez por mês, mesmo em aplicações de baixa demanda, para atender ao requisito mínimo de frequência de operação e manter a confiabilidade estatística consistente com o valor B10D publicado.
• Para aplicações com cilindros verticais, confirme se a carga no cilindro não excede a capacidade de carga calculável a partir da pressão de alimentação e da área do diâmetro interno do cilindro. O CC4 mantém a pressão do cilindro no nível da pressão de alimentação de entrada.
• Inspecione e substitua os silenciadores de escape caso observe qualquer aumento na contrapressão do escape. Silenciadores saturados ou obstruídos reduzem o fluxo de escape e podem afetar a velocidade de troca de válvulas e o sincronismo do sistema de diagnóstico.
• Após qualquer manutenção na sub-base ou no corpo da válvula, realize um teste funcional completo: acione a válvula em ambas as direções, verifique se as saídas dos dois sensores fazem a transição corretamente e confirme se o controlador de segurança aceita o feedback de posição antes de retornar a máquina ao serviço.
• Não utilize o CC4 como mecanismo de embreagem/freio para prensas mecânicas. Consulte a ROSS Controls pelo telefone (800) 438-7677 para seleção da válvula de segurança da prensa.

Garantia e suporte global

A ROSS Controls oferece garantia de um ano para todos os seus produtos, cobrindo defeitos de material e fabricação a partir da data da compra.

O suporte técnico global está disponível através dos escritórios da ROSS nos EUA (sede em Ferndale, Michigan), Canadá, Brasil, Alemanha, França, Reino Unido, Índia, China e Japão.

Entre em contato com a ROSS Controls USA pelo telefone +1-248-764-1800 ou pelo número gratuito (800) 438-7677, ou visite rosscontrols.com para configuração de produtos, suporte técnico e serviços de localização de distribuidores.

Para obter dados técnicos completos, desenhos dimensionais, arquivos da biblioteca SISTEMA, documentos de certificação DGUV e CE e acesso ao configurador de válvulas, visite a página do produto ROSS Controls CC4 Series em rosscontrols.com.

Baixe o catálogo: https://www.rosscontrols.com/en/documents/374/cc4-series-double-valves