Il Convertitore I/P

Il convertitore I/P (corrente-pressione) è un componente fondamentale nell’automazione industriale. Serve a fare da “ponte” tra il mondo dell’elettronica (PLC o sistemi di controllo) e quello della pneumatica (valvole di controllo, attuatori).

Ecco una guida tecnica su come funziona e perché è così importante.

1. Il Segnale di Ingresso: Lo Standard 4-20 mA

In un impianto industriale, il cervello (il PLC) invia un segnale elettrico analogico:

4 mA: Rappresenta lo 0% (valvola chiusa o pressione minima).
20 mA: Rappresenta il 100% (valvola aperta o pressione massima).

Si usa la corrente anziché la tensione perché è meno soggetta a cadute di potenziale lungo i cavi e permette di rilevare interruzioni di linea (se la corrente è 0 mA, c’è un guasto).

2. Il Principio di Funzionamento Interno

Il cuore del convertitore è un sistema di equilibrio delle forze. Sebbene esistano diverse tecnologie, la più comune è quella a bobina mobile o a motore a coppia.

Il Meccanismo Ugello-Otturatore

Conversione Elettromagnetica: Il segnale 4-20 mA attraversa una bobina immersa in un campo magnetico. Questo genera una forza elettromagnetica proporzionale all’intensità della corrente.
Spostamento dell’Otturatore: Questa forza muove un piccolo braccio metallico (otturatore o flapper) verso un ugello da cui esce aria compressa.
Contropressione: Più l’otturatore si avvicina all’ugello, più l’aria fa fatica a uscire, aumentando la pressione interna alla camera del convertitore.
Amplificazione (Relè Pneumatico): Poiché la pressione generata dall’ugello è molto debole, un relè pneumatico interno preleva aria dall’alimentazione principale e la modula per ottenere il segnale di uscita standard (solitamente 0.2 – 1 bar o 3 – 15 psi).

3. Applicazioni Tipiche

Il convertitore I/P è solitamente montato su:

Valvole di controllo pneumatico: Dove il segnale d’aria muove un diaframma che apre o chiude la valvola.
Posizionatori: Per garantire che la valvola raggiunga esattamente la posizione richiesta.
Cilindri pneumatici: Per regolare la forza di spinta o di presa.

4. Vantaggi e Manutenzione

Precisione: Permette un controllo fine dei processi chimici e idraulici.
Sicurezza: In aree a rischio esplosione (ATEX), l’uso di componenti pneumatici è spesso preferibile ai motori elettrici.
Manutenzione: Il punto debole è la qualità dell’aria. Se l’aria non è perfettamente pulita, secca e priva di olio, l’ugello (che è microscopicamente piccolo) può intasarsi, causando derive nel segnale o il blocco totale del dispositivo.

Tabella di Conversione (Esempio Standard)

Segnale Elettrico (mA)	Segnale Pneumatico (bar)	Posizione Valvola (%)
4 mA	0.2 bar	0% (Chiusa)
12 mA	0.6 bar	50%
20 mA	1.0 bar	100% (Aperta)

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