La banda morta
La banda morta è un elemento fondamentale nell’ambito di controllo automatico dei processi, ossia quando c’è la necessità di regolare il valore di una quantità fisica, come ad esempio la pressione di un fluido in un sistema, rispetto a un livello di riferimento prefissato, e questa regolazione viene effettuata tramite un dispositivo automatico.
Al fine di effettuare questa regolazione, devono esserci tre elementi:
- Uno o più sensori, che acquisiscono i valori delle quantità da controllare;
- Un elemento di controllo, che confronta i valori riportati dai sensori con valori predefiniti e imposta una variazione nel sistema per ripristinare una condizione precedente;
- Un attuatore, che applica sul sistema la variazione prevista dall’elemento di controllo.
Un esempio tipico di dispositivo automatico per il controllo di un processo è il pressostato, che rileva la variazione di pressione di un fluido all’interno di un sistema e interviene al superamento di una determinata soglia per ripristinare la pressione prevista.
LA BANDA MORTA NEI PRESSOSTATI
La banda morta è un intervallo di valori all’interno del quale il dispositivo di cambiamento di pressione non si attiva, nonostante la variazione della pressione tra questo valore minimo e massimo. Questo intervallo di pressione è stabilito tra il set point, il valore al quale scatta l’interruttore che apre o chiude il circuito per ripristinare la pressione, e il reset point, il valore oltre il quale l’interruttore si disattiva; all’interno di questo range, quindi, la grandezza misurata dal sensore non fa scattare alcuna variazione. Non è da confondere con l’isteresi, che è un intervallo entro il quale l’attuatore agisce o meno a seconda dei valori precedentemente assunti dal fluido (ad esempio, se la pressione sta salendo oppure è in discesa). All’interno del range della banda morta, invece, non viene applicata nessuna variazione, indipendentemente dalla precedente condizione del fluido.
FUNZIONE DELLA BANDA MORTA
La principale funzione della banda morta all’interno di un pressostato è quella di evitare la continua attivazione o disattivazione dell’interruttore e la conseguente apertura o chiusura del circuito elettrico, fornendo in pratica un range di tolleranza all’interno del quale il dispositivo di controllo non fa scattare alcuna variazione. È un elemento indispensabile per mantenere una stabilità di controllo all’interno di un sistema continuo, e contemporaneamente per evitare l’usura del dispositivo e dell’impianto.
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO
Per fare un semplice esempio, immaginiamo un impianto idraulico nel quale l’apertura di un rubinetto fa fuoriuscire il fluido; senza la banda morta, l’interruttore scatterebbe di continuo, azionando o disattivando la pompa appena la pressione del fluido nell’impianto supera o scende al di sotto del set point. La banda morta permette invece una tolleranza di variazione di pressione all’interno di un determinato range; se la pressione varia rimanendo però al di sotto del set point, il pressostato non attiva l’interruttore. Quest’ultimo scatta soltanto quando la pressione del fluido raggiunge e supera il set point; il circuito rimane quindi aperto finché la pressione scende al di sotto del punto di reset.
DIFFERENZE NEI DISPOSITIVI MECCANICI O ELETTRONICI
Nei pressostati meccanici, l’interruttore viene attivato dal movimento dell’elemento del dispositivo sensibile alla pressione, come ad esempio una membrana oppure un pistone. In questi dispositivi, in pratica la banda morta è determinata dalla resistenza fisica dell’elemento sensibile alla variazione di pressione, oppure da un elemento impostato per contrastare il movimento della membrana o del pistone. In questo caso, la banda morta è solitamente preimpostata ma regolabile entro un certo range (espresso in percentuale) tramite apposite viti direttamente sul dispositivo.
Nei pressostati digitali, invece, è presente un microcircuito che rileva la tensione elettrica del sistema; il segnale analogico viene quindi elaborato da un microprocessore che lo trasforma in digitale. In questo caso la banda morta è settabile dal display e copre potenzialmente l’intero range di pressione del dispositivo.
Se la banda morta è regolabile, è importante fare alcune valutazioni per settarla in modo efficace e funzionale al proprio lavoro, valutando ad esempio se il set point e reset point sono interdipendenti, qual è la variazione di pressione prevista nell’impianto e quale range di variazione può essere tollerato per mantenere stabile il sistema.