Válvula doble serie CC4 Categoría de seguridad 4 PL e, Monitoreo externo

Descripción general del producto

La serie CC4 de ROSS Controls es una válvula direccional de seguridad 4/3 con centro cerrado, diseñada para controlar el flujo de aire hacia y desde un cilindro de doble efecto u otro actuador neumático. La válvula impulsa el cilindro hacia adelante o hacia atrás para cumplir con los requisitos de funcionamiento de la máquina y, posteriormente, activa la parada para retener la energía neumática en el cilindro y detener su movimiento, permitiendo así la sujeción de la carga. Este diseño reduce el riesgo potencial de movimientos inesperados del cilindro durante el acceso de los operarios para tareas de producción y mantenimiento menor.

Cuando se desactivan todos los solenoides de la válvula de la serie CC4 4/3, esta regresa a la posición central para detener el movimiento del cilindro y permite su avance lento. La serie CC4 ofrece esta función con el nivel de control requerido para un sistema de seguridad de hasta categoría 4, PL e según la norma ISO 13849-1:2015. El sistema de seguridad debe ser capaz de impedir el funcionamiento de la válvula en caso de fallo.

Fabricada con tecnología de válvulas de asiento ROSS, la válvula CC4 utiliza una construcción de doble asiento redundante en un cuerpo de aluminio fundido. Los asientos redundantes impiden que el aire se suministre y se extraiga simultáneamente de cada puerto de salida. La detección de posición intermedia utiliza sensores de proximidad magnéticos (tipo PNP) para detectar la posición central cerrada y proporcionar información al sistema de control de seguridad para la monitorización externa. La válvula incluye indicadores LED en cada solenoide y una función de alivio de presión manual para liberar la energía almacenada cuando sea necesario.

La serie CC4 está diseñada para montaje en subbase en cualquier orientación; se prefiere el montaje horizontal con los solenoides en la parte superior. Los tamaños de los puertos varían de 1/4 de pulgada a 3/4 de pulgada con opciones de rosca NPT o G (BSPP). La conexión eléctrica utiliza dos conectores M12 de 5 pines (IEC 61076-2-101, con código A) para los solenoides y un conector M12 de 5 pines para las salidas del sensor. La biblioteca SISTEMA está disponible para su descarga y facilita los cálculos del circuito de seguridad.

Características de ingeniería clave

• Construcción con doble válvula de asiento redundante : las válvulas de asiento redundantes impiden que el aire se suministre y se extraiga simultáneamente de cada puerto de salida, lo que permite una integridad de seguridad de categoría 4 con detección de fallas a través del monitoreo de la posición del centro cerrado.
• Logro de la categoría 4 PL e : cuando se utiliza con un sistema de control de seguridad suministrado por el cliente y diseñado adecuadamente, el CC4 alcanza la categoría de seguridad 4, nivel de rendimiento e según la norma ISO 13849-1:2015, la categoría más alta en válvulas direccionales de seguridad neumáticas.
• Detección de posición intermedia (proximidad magnética, PNP) : dos sensores de proximidad magnéticos (tipo PNP) detectan la posición central cerrada de ambos elementos de la válvula, proporcionando señales de retroalimentación de posición independientes al controlador de seguridad externo para una monitorización externa dinámica y cíclica.
• Monitoreo externo cíclico dinámico : El monitoreo verifica el estado de ambos sensores de posición intermedia de la válvula ante cualquier cambio en la señal de control de la válvula. El sistema de seguridad debe inhibir el funcionamiento de la válvula al detectar una falla y evitar el reinicio hasta que se confirme la posición central.
• Tecnología de válvulas de asiento ROSS : su diseño de válvula de asiento de baja fricción, rápido, fiable, resistente a la suciedad y con sellado frontal, ofrece una alta capacidad de flujo con fugas prácticamente nulas y una respuesta constante durante millones de ciclos.
• Función de centro cerrado 4/3 : el diseño de doble solenoide 4/3 con centro cerrado permite un control seguro del cilindro tanto en la dirección de extensión como de retracción, además de la retención de carga en la posición central desenergizada, y admite el movimiento lento.
• Válvulas manuales de alivio de presión con trampa : las válvulas manuales de alivio de presión de 2 vías en la subbase (una por cada puerto de salida) permiten la eliminación segura de la energía almacenada cuando se requiere acceso para mantenimiento, independientemente de la alimentación de control.
• Indicadores LED en los solenoides : los indicadores LED visuales en cada solenoide confirman el estado de energización, lo que simplifica la resolución de problemas y la puesta en marcha sin necesidad de equipos de prueba adicionales.
• Conectores eléctricos M12 de 5 pines : Dos conectores M12 (codificados como A, IEC 61076-2-101) para solenoides y un conector M12 para salidas de sensores proporcionan un cableado de desconexión rápida, lo que reduce el tiempo de instalación y facilita el mantenimiento en campo.
• Biblioteca SISTEMA disponible : los archivos de la biblioteca SISTEMA, disponibles para su descarga, admiten los cálculos de la función de seguridad ISO 13849-1, lo que simplifica la documentación de los circuitos de seguridad para los diseñadores de máquinas y el marcado CE.

Especificaciones técnicas

Especificaciones generales

Clasificación de temperatura

Las clasificaciones de temperatura se aplican a todas las configuraciones de la serie CC4. El fluido debe estar libre de vapor de agua cuando la temperatura del sistema se aproxime al límite inferior de funcionamiento.

Datos eléctricos (válvulas piloto solenoides)

Todos los solenoides son de 24 V CC y están diseñados para funcionamiento continuo. El conjunto de la válvula utiliza cuatro solenoides (dos para extensión y dos para retracción). El cableado utiliza conectores M12 con código A.

Datos de rendimiento del flujo

Datos de rendimiento de flujo para tamaños de puerto representativos de la serie CC4. Los puertos 1-2 y 1-4 son vías de suministro al cilindro; los puertos 2-3 y 4-3 son vías de escape al cilindro.

Certificaciones y cumplimiento

Aplicaciones e industrias típicas

Aplicaciones con cilindros verticales y cargas por gravedad

• Cilindros verticales que soportan una carga contra la gravedad, como juegos de matrices, abrazaderas, posicionadores de trabajo y placas de prensa, donde el CC4 atrapa la energía neumática para evitar un descenso incontrolado durante el acceso de los empleados.
• Equipos de manipulación de materiales, incluidas plataformas elevadoras, grúas telescópicas y plataformas elevadoras de brazo, donde la válvula de centro cerrado mantiene la posición del actuador cuando se retira la señal de control.
• Aplicaciones de prensado y conformado en estampación, forja y conformado de metales, donde el cilindro debe mantener una posición definida mientras se inspecciona o se cambia la herramienta.

Operaciones de fabricación, montaje y pruebas

• Operaciones de sujeción y fijación en las que un cilindro de doble efecto mantiene una pieza de trabajo en posición durante la unión, la fijación o la inspección, y se requiere mantener la carga durante un breve acceso del operario.
• Equipos de prueba y analizadores funcionales que utilizan actuadores neumáticos para aplicar fuerzas conocidas, lo que requiere un estado de parada seguro que no provoque una disminución de la presión durante una pausa en la prueba.
• Dispositivos de soldadura y plantillas de montaje para talleres de carrocería de automóviles, donde se requiere una posición constante del cilindro y una parada segura durante todo el ciclo de producción.

Metales, papel e industria pesada

• Líneas de procesamiento de acero y aluminio, incluyendo laminadoras, manipulación de bobinas y control de tensión de flejes, donde los cilindros hidráulicos o neumáticos deben mantener la posición durante roturas de flejes o paradas de emergencia.
• En la industria papelera, se utilizan bobinadoras, recogedoras, manipuladoras de rollos, cortadoras y gofradoras donde se requiere control de la posición del cilindro y sujeción de la carga durante roturas de banda o tareas de mantenimiento.
• Equipos para fundiciones de aluminio y actuadores para plantas de fundición que requieren un control seguro de los cilindros en entornos industriales contaminados y de alta temperatura.

Equipos móviles

• Equipos industriales móviles, incluyendo plataformas elevadoras, elevadores de brazo y vehículos de manipulación de materiales que utilizan cilindros neumáticos y requieren un sistema de sujeción de carga de Categoría 4 para garantizar la seguridad de la plataforma elevada.
• Equipos todoterreno y de construcción con implementos de accionamiento neumático o cilindros estabilizadores que deben mantener posiciones de carga durante el acceso del operador o en caso de parada de emergencia.

Configuración de pedidos y número de modelo

El número de modelo de la serie CC4 indica el tamaño del puerto, el tipo de rosca, la configuración de monitorización y la revisión. A continuación, se muestran ejemplos de números de modelo. Para acceder a un configurador completo y consultar los precios actuales, póngase en contacto con ROSS Controls llamando al (800) 438-7677 o visite rosscontrols.com.

Códigos de tamaño de puerto/cuerpo: 22 = puertos de 1/4", 23 = puertos de 3/8", 44 = puertos de 1/2", 45 = puertos de 3/4".

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

Todas las variantes CC4 incluyen monitorización externa (EX) y dos conectores eléctricos M12 de 5 pines.

Todas las variantes CC4 funcionan con 24 V CC a 3,5 vatios por solenoide (cuatro solenoides por conjunto de válvula).

Póngase en contacto con ROSS Controls para obtener información sobre las configuraciones de los modelos de suministro piloto externo y los requisitos de aplicaciones especiales.

Ejemplos de números de modelo de la serie CC4

Accesorios

Silenciadores de escape

Los silenciadores de escape de aluminio están disponibles para todos los tamaños de puerto CC4 (de 1/4" a 3/4") con roscas macho NPT o R/Rp. La presión nominal máxima es de 0 a 290 psig (de 0 a 20 bar).

Advertencia: Los silenciadores de escape deben tener una capacidad de flujo al menos igual a la capacidad de escape de las válvulas. Los silenciadores contaminados pueden aumentar la contrapresión y afectar el funcionamiento de las válvulas. Inspeccione y reemplace los silenciadores periódicamente.

Conectores eléctricos precableados

Para las conexiones de solenoides y sensores, se encuentran disponibles conjuntos de cables precableados de 5 metros con conectores M12 y cables sueltos, lo que simplifica el cableado del panel y reduce el tiempo de instalación.

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Preguntas frecuentes (FAQ)

P: ¿Qué es la serie CC4 y en qué se diferencia de una válvula de control direccional estándar?

A: La CC4 es una válvula direccional de seguridad de centro cerrado 4/3 con elementos de asiento dobles redundantes y detección de posición intermedia integrada. A diferencia de una válvula direccional estándar, la CC4 proporciona información de posición mediante dos sensores de proximidad magnéticos PNP, lo que permite a un controlador de seguridad supervisar ambos elementos de la válvula e inhibir su funcionamiento al detectar una falla. Este diseño admite hasta la Categoría 4, PL e según ISO 13849-1:2015 cuando se integra con un sistema de control de seguridad externo diseñado adecuadamente.

P: ¿Qué índices de seguridad alcanza la serie CC4?

A: La válvula CC4 alcanza la categoría 4, PL e según ISO 13849-1:2015 y SIL 3 según IEC 62061:2021 cuando se utiliza con un sistema de control de seguridad suministrado por el cliente que proporciona monitorización externa dinámica y cíclica. La válvula tiene un B10D de 10 000 000 de ciclos, un PFHD de 1,62 x 10⁻⁸ y un MTTFD de 151 años.

P: ¿Qué implica la monitorización externa para el CC4 y qué debe hacer el sistema de control de seguridad?

A: El monitoreo externo requiere un controlador de seguridad suministrado por el cliente para verificar el estado de ambos sensores de posición central de la válvula con cada cambio en la señal de control de la válvula. El controlador debe inhibir el funcionamiento de la válvula si se detecta una falla y debe impedir el reinicio hasta que se confirme la posición central. El monitoreo debe ser dinámico y cíclico, no una verificación única al inicio.

P: ¿Cuál es el tiempo máximo de discordancia permitido?

A: El tiempo máximo de discordancia permitido entre los movimientos de los elementos de la válvula es de 150 milisegundos. Si los dos elementos de válvula redundantes no alcanzan la posición central dentro de este intervalo tras una orden de desenergización, el controlador de seguridad debe registrar una falla.

P: ¿Cuál es la frecuencia mínima de funcionamiento del CC4?

A: El CC4 debe someterse a ciclos al menos una vez al mes para mantener la validez de los datos de fiabilidad y confirmar el correcto funcionamiento de la válvula. Las aplicaciones con frecuencias de ciclo muy bajas deben revisarse comparándolas con el valor B10D y el MTTFD publicados para garantizar que se mantenga una integridad de seguridad adecuada.

P: ¿Cuáles son los tamaños de puerto y los tipos de rosca disponibles?

A: El CC4 está disponible en tamaños de puerto de 1/4", 3/8", 1/2" y 3/4", con roscas NPT o G (BSPP). La rosca NPT es la estándar para aplicaciones en Norteamérica; las roscas G se utilizan en instalaciones europeas e internacionales.

P: ¿Cuál es el rango de presión de funcionamiento del CC4?

A: Con piloto interno, la presión de operación es de 60 a 120 psig (4 a 8 bar). Con piloto externo, la presión de entrada puede ser de 0 a 120 psig (0 a 8 bar), con el suministro del piloto externo a 60 a 120 psig (4 a 8 bar) y siempre igual o superior a la presión de entrada. El límite de presión estática es de 150 psig (10,3 bar).

P: ¿Cómo funciona el sistema manual de alivio de presión?

A: La subbase CC4 incluye dos válvulas manuales de alivio de presión de dos vías, una para cada puerto de salida. Estas permiten a los operarios liberar la presión acumulada en el cilindro sin activar los solenoides de las válvulas. Esto es fundamental para los procedimientos LOTO (bloqueo/etiquetado) y facilita el acceso seguro al actuador neumático.

P: ¿Se puede utilizar el CC4 para mover el cilindro?

R: Sí. Cuando un par de solenoides se energiza momentáneamente y luego se desenergiza, la válvula regresa a su posición central y detiene el movimiento del cilindro. Esto permite el avance gradual del cilindro en incrementos controlados sin necesidad de una válvula de avance adicional.

P: ¿Existe un archivo de biblioteca SISTEMA disponible para CC4?

R: Sí. ROSS Controls proporciona un archivo de biblioteca SISTEMA descargable para la serie CC4, lo que permite a los ingenieros de seguridad importar directamente los datos de seguridad de la válvula a SISTEMA para los cálculos del nivel de rendimiento ISO 13849-1 sin necesidad de introducir datos manualmente.

P: ¿Está el CC4 certificado para su uso en instalaciones alemanas (DGUV)?

R: Sí. El CC4 cuenta con la certificación DGUV (HSM 21015, Sicherheit gepruft / seguridad comprobada) y el marcado CE (Directiva de Máquinas 2006/42/CE), así como una declaración EAC para los mercados de la Unión Económica Euroasiática.

P: ¿Para qué no es adecuado el CC4?

A: El CC4 no está diseñado para usarse como mecanismo de embrague/freno en prensas mecánicas. Para el control de embrague/freno de prensas, ROSS ofrece válvulas de seguridad específicas con certificaciones para el control de prensas. Comuníquese con ROSS Controls al (800) 438-7677 para analizar la selección de la válvula adecuada para aplicaciones de seguridad en prensas.

P: ¿Qué tipo de conexión eléctrica utiliza el CC4?

A: El CC4 utiliza tres conectores M12 de 5 pines (IEC 61076-2-101, con código A): dos para los pares de solenoides y uno para las dos salidas de sensor PNP. Todas las conexiones son de 24 VCC. El pin 1 (marrón) es de +24 VCC, el pin 3 (azul) es de 0 VCC común para los conectores de solenoides. El pin 1 del conector del sensor es la salida del sensor A, el pin 2 es la salida del sensor B y el pin 3 es la tierra.

Guía de instalación y mantenimiento

• Monte el CC4 sobre su base en cualquier orientación. Se recomienda el montaje horizontal con los solenoides hacia arriba para un drenaje óptimo del condensado y una fácil accesibilidad a los solenoides.
• Suministre aire comprimido filtrado según la norma ISO 8573-1 Clase 7:4:4 o superior. Se recomienda un filtro de al menos 5 micras antes de la válvula para proteger los asientos de los pistones y las juntas tóricas de la contaminación por partículas.
• Verifique que la presión de suministro se encuentre dentro del rango de operación del piloto interno, de 60 a 120 psig (4 a 8 bar). No opere con una presión inferior a 60 psig con el piloto interno activado, ya que una presión piloto insuficiente impedirá el cambio completo de la válvula.
• Cuando utilice un sistema de alimentación piloto externo, mantenga la presión piloto externa entre 60 y 120 psig (4 a 8 bar) y asegúrese de que siempre sea igual o superior a la presión de entrada. Conecte el puerto piloto externo y verifique la conexión antes de la puesta en marcha.
• Conecte los conectores de solenoide M12 de 5 pines y el conector del sensor M12 de 5 pines antes de aplicar la alimentación. Verifique la asignación de pines con el diagrama de cableado: Pin 1 marrón (+24 VCC), Pin 3 azul (0 VCC común) para los solenoides; Pin 1 salida del sensor A, Pin 2 salida del sensor B, Pin 3 tierra para el conector del sensor.
• Configure el controlador de seguridad suministrado por el cliente para que supervise las salidas de ambos sensores PNP con cada cambio en la señal de control de la válvula. La supervisión debe ser dinámica y cíclica. Si alguno de los sensores no confirma la posición central dentro del intervalo de tiempo de discrepancia de 150 milisegundos, se debe inhibir el funcionamiento de la válvula.
• Confirme que el controlador de seguridad impedirá que se ejecute una orden de reinicio hasta que ambos sensores de posición intermedia confirmen la posición central, evitando así que se borre una falla bloqueada antes de que la válvula haya regresado realmente al centro.
• Instale silenciadores de escape con capacidades de flujo iguales o superiores a la capacidad de escape del tamaño del puerto de válvula utilizado. Los silenciadores de tamaño insuficiente o contaminados generan contrapresión que dificulta el cambio de válvulas y pueden provocar fallos de validación de Categoría 4.
• Antes de la puesta en marcha inicial, verifique que las válvulas de alivio de presión manuales con trampa en la subbase funcionen correctamente. Active cada válvula de alivio para confirmar la liberación de presión en ambos puertos del cilindro. Etiquete las válvulas de alivio para su identificación por parte del operador.
• Accione la válvula al menos una vez al mes, incluso en aplicaciones de baja carga, para cumplir con el requisito de frecuencia mínima de operación y mantener una fiabilidad estadística acorde con el valor B10D publicado.
• Para aplicaciones con cilindros verticales, confirme que la carga del cilindro no exceda la capacidad de carga calculable a partir de la presión de suministro y el área del orificio del cilindro. El CC4 mantiene la presión del cilindro al nivel de la presión de suministro de entrada.
• Inspeccione y reemplace los silenciadores de escape si observa un aumento en la contrapresión de los gases de escape. Los silenciadores saturados u obstruidos reducen el flujo de escape y pueden afectar la velocidad de cambio de válvulas y la sincronización del diagnóstico.
• Tras cualquier tarea de mantenimiento en la subbase o el cuerpo de la válvula, realice una prueba de funcionamiento completa: haga girar la válvula en ambas direcciones, verifique que ambas salidas del sensor funcionen correctamente y confirme que el controlador de seguridad acepta la información de posición antes de volver a poner la máquina en servicio.
• No utilice el CC4 como mecanismo de embrague/freno para prensas mecánicas. Consulte con ROSS Controls al (800) 438-7677 para la selección de la válvula de seguridad de la prensa.

Garantía y soporte global

ROSS Controls ofrece una garantía de un año en todos sus productos, que cubre defectos de material y mano de obra a partir de la fecha de compra.

El soporte técnico global está disponible a través de las oficinas de ROSS en EE. UU. (sede central en Ferndale, Michigan), Canadá, Brasil, Alemania, Francia, Reino Unido, India, China y Japón.

Comuníquese con ROSS Controls USA al +1-248-764-1800 o al número gratuito (800) 438-7677, o visite rosscontrols.com para obtener configuración de productos, soporte técnico y servicios de localización de distribuidores.

Para obtener datos técnicos completos, planos dimensionales, archivos de la biblioteca SISTEMA, documentos de certificación DGUV y CE, y acceso al configurador de válvulas, visite la página del producto de la serie CC4 de ROSS Controls en rosscontrols.com.

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