Vanne double série CC4 Catégorie de sécurité 4 PL e, surveillance externe

Présentation du produit

La série CC4 de ROSS Controls est une vanne directionnelle de sécurité 4/3 à centre fermé, conçue pour contrôler le sens du flux d'air entrant et sortant d'un vérin double effet ou autre actionneur pneumatique. Cette vanne actionne le vérin en marche avant ou arrière pour répondre aux exigences de fonctionnement de la machine, puis s'arrête automatiquement afin de piéger l'énergie pneumatique dans le vérin et d'immobiliser ce dernier pour le maintien de la charge. Cette conception réduit les risques liés à un mouvement intempestif du vérin lors des interventions des opérateurs pour des tâches de production ou de maintenance courante.

Lorsque tous les solénoïdes de la vanne 4/3 série CC4 sont désactivés, la vanne revient en position centrale pour immobiliser le vérin et permettre son déplacement manuel. La série CC4 assure cette fonction avec le niveau de contrôle requis par un système de sécurité de catégorie 4, PL e, conformément à la norme ISO 13849-1:2015. Le système de sécurité doit pouvoir bloquer toute défaillance de la vanne.

Conçue selon la technologie à clapet ROSS, la vanne CC4 utilise une construction à double clapet redondant dans un corps en aluminium moulé. La redondance des clapets empêche l'admission et l'évacuation simultanées d'air par chaque orifice de sortie. La détection de position médiane utilise des capteurs de proximité magnétiques (type PNP) pour détecter la position centrale fermée et transmettre l'information au système de sécurité pour la surveillance externe. La vanne est équipée de voyants LED sur chaque électrovanne et d'une fonction de décharge de pression manuelle permettant d'évacuer l'énergie accumulée en cas de besoin.

La série CC4 est conçue pour un montage sur embase dans toutes les orientations ; le montage horizontal avec les solénoïdes en position haute est recommandé. Les diamètres des ports varient de 6,35 mm (1/4 pouce) à 19 mm (3/4 pouce) avec des options de filetage NPT ou G (BSPP). Le raccordement électrique utilise deux connecteurs M12 à 5 broches (IEC 61076-2-101, codage A) pour les solénoïdes et un connecteur M12 à 5 broches pour les sorties des capteurs. La bibliothèque SISTEMA est disponible en téléchargement pour la réalisation des calculs de circuits de sécurité.

Principales caractéristiques techniques

• Construction à double clapet redondant - Les clapets redondants empêchent l'air d'être simultanément fourni et évacué de chaque orifice de sortie, permettant une intégrité de sécurité de catégorie 4 avec détection des défauts grâce à la surveillance de la position centrale fermée.
• Réalisation de la catégorie 4 PL e - Lorsqu'il est utilisé avec un système de contrôle de sécurité correctement conçu et fourni par le client, le CC4 atteint la catégorie de sécurité 4, niveau de performance e selon la norme ISO 13849-1:2015, la catégorie la plus élevée en matière de distributeurs pneumatiques de sécurité.
• Détection de position médiane (proximité magnétique, PNP) - Deux capteurs de proximité magnétique (type PNP) détectent la position centrale fermée des deux éléments de la vanne, fournissant des signaux de retour de position indépendants au contrôleur de sécurité externe pour une surveillance externe dynamique et cyclique.
• Surveillance externe cyclique dynamique : cette surveillance contrôle l’état des deux capteurs de position médiane de la vanne à chaque modification du signal de commande. En cas de défaut, le système de sécurité doit bloquer toute manœuvre de la vanne et empêcher sa réinitialisation tant que la position centrale n’est pas confirmée.
• Technologie de clapet ROSS - Rapide, fiable, tolérante à la saleté, à étanchéité frontale et à faible friction, la conception du clapet offre une capacité de débit élevée avec des fuites quasi nulles et une réponse constante sur des millions de cycles.
• Fonction 4/3 à centre fermé - La conception à double solénoïde 4/3 avec centre fermé permet un contrôle sûr du cylindre dans les deux sens d'extension et de rétraction, ainsi que le maintien de la charge dans la position centrale hors tension et prend en charge le jogging.
• Soupapes de décharge de pression manuelles - Les soupapes de décharge de pression manuelles à 2 voies sur la sous-base (une par orifice de sortie) permettent l'élimination en toute sécurité de l'énergie stockée lorsque l'accès pour la maintenance est nécessaire, indépendamment de l'alimentation de commande.
• Voyants LED sur les solénoïdes - Des voyants LED visuels sur chaque solénoïde confirment l'état d'alimentation, simplifiant le dépannage et la mise en service sans équipement de test supplémentaire.
• Connecteurs électriques M12 à 5 broches - Deux connecteurs M12 (codés A, IEC 61076-2-101) pour les solénoïdes et un connecteur M12 pour les sorties de capteurs permettent un câblage à déconnexion rapide, réduisant le temps d'installation et facilitant la maintenance sur le terrain.
• Bibliothèque SISTEMA disponible - Les fichiers de bibliothèque SISTEMA téléchargeables prennent en charge les calculs de fonctions de sécurité ISO 13849-1, simplifiant la documentation des circuits de sécurité pour les concepteurs de machines et le marquage CE.

Spécifications techniques

Spécifications générales

Classes de température

Les valeurs de température indiquées s'appliquent à toutes les configurations de la série CC4. Le fluide doit être exempt de vapeur d'eau lorsque la température du système approche la limite inférieure de fonctionnement.

Données électriques (électrovannes pilotes)

Tous les solénoïdes sont en 24 V CC et conçus pour un fonctionnement continu. L'ensemble de la vanne comprend quatre solénoïdes (deux pour l'extension, deux pour la rétraction). Le câblage utilise des connecteurs M12 à codage A.

Données de performance du débit

Données de performance de débit pour des tailles d'orifices représentatives de la série CC4. Les orifices 1-2 et 1-4 sont des chemins d'alimentation vers le cylindre ; les orifices 2-3 et 4-3 sont des chemins d'échappement du cylindre.

Certifications et conformité

Applications et industries typiques

Applications pour cylindres verticaux et charges gravitaires

• Les cylindres verticaux qui maintiennent une charge contre la gravité, tels que les jeux de matrices, les pinces, les positionneurs de pièces et les plateaux de presse, où le CC4 piège l'énergie pneumatique pour empêcher une descente incontrôlée lors de l'accès des employés.
• Équipements de manutention, notamment plateformes de travail aériennes, nacelles élévatrices et nacelles à flèche, où la vanne à centre fermé maintient la position de l'actionneur lorsque le signal de commande est supprimé.
• Applications de pressage et de formage dans l'emboutissage, le forgeage et le formage des métaux où le cylindre doit maintenir une position définie pendant l'inspection ou le changement d'outillage.

Opérations de fabrication, d'assemblage et de test

• Opérations de serrage et de fixation d'assemblage où un vérin à double effet maintient une pièce en position pendant l'assemblage, la fixation ou l'inspection, avec maintien de la charge requis pendant un bref accès de l'opérateur.
• Les équipements de test et les testeurs fonctionnels qui utilisent des actionneurs pneumatiques pour appliquer des forces connues nécessitent un état d'arrêt sûr qui ne provoque pas de perte de pression pendant une pause de test.
• Dispositifs de soudage et gabarits d'assemblage pour ateliers de carrosserie automobile, nécessitant une position constante du cylindre et un arrêt sécurisé tout au long du cycle de production.

Métaux, papier et industrie lourde

• Lignes de traitement de l'acier et de l'aluminium, y compris les laminoirs, la manutention des bobines et le contrôle de la tension de la bande, où les vérins hydrauliques ou pneumatiques doivent maintenir la position lors des ruptures de bande ou des arrêts d'urgence.
• Bobineuses, enrouleurs, manipulateurs de rouleaux, refendeuses et gaufreuses de l'industrie papetière nécessitant un contrôle de la position du cylindre et un maintien de la charge lors des ruptures de bande ou de la maintenance.
• Actionneurs d'équipements de fonderie d'aluminium et de fonderie nécessitant un contrôle sûr des vérins dans des environnements industriels contaminés à haute température.

Équipement mobile

• Les équipements industriels mobiles, notamment les plateformes de travail aériennes, les nacelles élévatrices et les véhicules de manutention, utilisent des vérins pneumatiques et nécessitent un système de retenue de charge de catégorie 4 pour la sécurité des plateformes surélevées.
• Équipements tout-terrain et de construction avec accessoires à commande pneumatique ou vérins stabilisateurs qui doivent maintenir les positions chargées pendant l'accès de l'opérateur ou en cas de déclenchement de sécurité.

Configuration de la commande et du numéro de modèle

La référence du modèle de la série CC4 indique la taille du port, le type de filetage, la configuration de surveillance et la révision. Des exemples de références sont fournis ci-dessous. Pour obtenir un configurateur complet et les tarifs actuels, contactez ROSS Controls au (800) 438-7677 ou consultez le site rosscontrols.com.

Codes de taille des ports/corps : 22 = ports de 1/4", 23 = ports de 3/8", 44 = ports de 1/2", 45 = ports de 3/4".

Codes de type de filetage : N = NPT (standard), G = filetage G (BSPP).

Toutes les variantes CC4 incluent une surveillance externe (EX) et deux connecteurs électriques M12 à 5 broches.

Toutes les variantes CC4 fonctionnent en 24 VDC à 3,5 watts par solénoïde (quatre solénoïdes par ensemble de vanne).

Contactez ROSS Controls pour connaître les configurations des modèles d'alimentation pilote externe et les exigences spécifiques des applications.

Exemples de numéros de modèle de la série CC4

Accessoires

Silencieux d'échappement

Des silencieux d'échappement en aluminium sont disponibles pour toutes les tailles d'orifice CC4 (de 1/4" à 3/4") avec filetage mâle NPT ou R/Rp. Pression nominale maximale : 0 à 290 psig (0 à 20 bar).

Avertissement : Les silencieux d’échappement doivent avoir un débit au moins égal à celui des soupapes. Des silencieux encrassés peuvent entraîner une augmentation de la contre-pression et affecter le fonctionnement des soupapes. Inspectez et remplacez régulièrement les silencieux.

Connecteurs électriques précâblés

Des câbles précâblés de 5 mètres avec connecteurs M12 et fils volants sont disponibles pour les connexions des solénoïdes et des capteurs, simplifiant le câblage du panneau et réduisant le temps d'installation.

Produits et accessoires associés

• Clapets anti-retour à commande pilote série 27 (1305) - Clapets anti-retour à soupape en ligne pour le maintien de charge et de position des vérins, catégorie 1 PL c, avec ou sans soupape de décharge. https://www.rosscontrols.com/en/series/1305-27-series-pilot-operated-check-valves
• Clapets anti-retour série SV27 PO pour surveillance externe (1306) - Clapets anti-retour à commande pilote avec interrupteur de sécurité DPST intégré pour maintien de charge de catégorie 2 PL c avec retour d'information de position. https://www.rosscontrols.com/en/series/1306-sv27-series-pilot-operated-check-valves-for-external-monitoring
• Clapets anti-retour redondants série SV27 PO (1307) - Ensemble clapet anti-retour redondant à commande pilote avec interrupteur DPST pour maintien de charge de catégorie 3 PL e. https://www.rosscontrols.com/en/series/1307-sv27-series-pilot-operated-redundant-check-valves
• Vannes de consignation LOX (isolation énergétique) - Vannes de consignation pour une isolation énergétique sécurisée lors des opérations de maintenance, conformément aux exigences de consignation/étiquetage de l'OSHA. https://www.rosscontrols.com/en/series/1287-lockout-valves-15-series
• Soupapes d'échappement de sécurité - Gamme de soupapes d'échappement de sécurité ROSS pour la décompression contrôlée et l'isolation énergétique dans les circuits de sécurité. https://www.rosscontrols.com/en/series/1288-safe-exhaust-valves

Foire aux questions (FAQ)

Q : Qu'est-ce que la série CC4 et en quoi diffère-t-elle d'une vanne de commande directionnelle standard ?

A : La CC4 est une vanne directionnelle de sécurité 4/3 à centre fermé, dotée de deux clapets redondants et d'une détection de position médiane intégrée. Contrairement à une vanne directionnelle standard, la CC4 fournit un retour d'information de position via deux capteurs de proximité magnétiques PNP, permettant ainsi à un contrôleur de sécurité de surveiller les deux éléments de la vanne et d'empêcher son fonctionnement en cas de détection d'un défaut. Cette conception est conforme à la catégorie 4, niveau de protection e, selon la norme ISO 13849-1:2015, lorsqu'elle est intégrée à un système de contrôle de sécurité externe correctement conçu.

Q : Quelles sont les notes de sécurité obtenues par la série CC4 ?

A : La vanne CC4 atteint la catégorie 4, PL e selon la norme ISO 13849-1:2015 et le niveau de sécurité SIL 3 selon la norme IEC 62061:2021 lorsqu'elle est utilisée avec un système de contrôle de sécurité fourni par le client assurant une surveillance externe dynamique et cyclique. La vanne présente une durée de vie B10D de 10 000 000 cycles, un PFHD de 1,62 x 10⁻⁸ et un MTTD de 151 ans.

Q : Que signifie la surveillance externe pour le CC4, et que doit faire le système de contrôle de sécurité ?

A : La surveillance externe nécessite un contrôleur de sécurité fourni par le client pour vérifier l'état des deux capteurs de position médiane de la vanne à chaque modification du signal de commande. Ce contrôleur doit bloquer toute manœuvre de la vanne en cas de défaut et empêcher toute réinitialisation tant que la position centrale n'est pas confirmée. La surveillance doit être dynamique et cyclique, et non pas un contrôle ponctuel au démarrage.

Q : Quel est le temps de discordance maximal autorisé ?

A : Le délai de discordance maximal recommandé entre les mouvements des éléments de vanne est de 150 millisecondes. Si les deux éléments de vanne redondants n'atteignent pas simultanément la position centrale dans ce délai après une commande de mise hors tension, le contrôleur de sécurité doit enregistrer un défaut.

Q : Quelle est la fréquence de fonctionnement minimale du CC4 ?

A : Le CC4 doit être testé au moins une fois par mois pour garantir la validité des données de fiabilité et confirmer le bon fonctionnement de la vanne. Les applications à très faible fréquence de cycles doivent être comparées aux valeurs B10D et MTTFD publiées afin de garantir le maintien d'une intégrité de sécurité adéquate.

Q : Quelles sont les tailles de ports et les types de filetage disponibles ?

A : Le CC4 est disponible avec des diamètres d'orifice de 1/4", 3/8", 1/2" et 3/4" et un filetage NPT ou G (BSPP). Le filetage NPT est standard pour les applications nord-américaines ; le filetage G est utilisé pour les installations européennes et internationales.

Q : Quelle est la plage de pression de fonctionnement du CC4 ?

A : Avec une commande de flamme interne, la pression de service est de 60 à 120 psig (4 à 8 bar). Avec une commande de flamme externe, la pression d'entrée peut être de 0 à 120 psig (0 à 8 bar), la pression d'alimentation de la commande de flamme externe étant de 60 à 120 psig (4 à 8 bar) et toujours supérieure ou égale à la pression d'entrée. La limite de pression statique est de 150 psig (10,3 bar).

Q : Comment fonctionne le dispositif de décompression manuelle ?

A : Le socle CC4 comprend deux soupapes de décharge de pression manuelles à deux voies, une pour chaque orifice de sortie. Elles permettent aux opérateurs de purger la pression résiduelle dans le vérin sans alimenter les électrovannes. Ceci est essentiel pour les procédures de consignation/déconsignation (LOTO) et permet un accès sécurisé à l'actionneur pneumatique.

Q : Le CC4 peut-il être utilisé pour actionner le cylindre par à-coups ?

R : Oui. Lorsqu'une paire de solénoïdes est brièvement alimentée puis mise hors tension, la vanne revient au centre et arrête le mouvement du vérin. Ceci permet un déplacement pulsé du vérin par incréments contrôlés sans nécessiter de vanne de déplacement pulsé supplémentaire.

Q : Un fichier de bibliothèque SISTEMA est-il disponible pour le CC4 ?

R : Oui. ROSS Controls fournit un fichier de bibliothèque SISTEMA téléchargeable pour la série CC4, permettant aux ingénieurs de sécurité d'importer directement les données de sécurité des vannes dans SISTEMA pour les calculs de niveau de performance ISO 13849-1 sans saisie manuelle de données.

Q : Le CC4 est-il certifié pour une utilisation dans les installations allemandes (DGUV) ?

R : Oui. La CC4 possède la certification DGUV (HSM 21015, Sicherheit gepruft / sécurité testée) et le marquage CE (Directive Machines 2006/42/CE), ainsi qu'une déclaration EAC pour les marchés de l'Union économique eurasienne.

Q : À quoi le CC4 n'est-il pas adapté ?

R : Le CC4 n'est pas conçu pour être utilisé comme mécanisme d'embrayage/frein sur les presses mécaniques. Pour la commande d'embrayage/frein de presse, ROSS propose des soupapes de sécurité dédiées, certifiées pour les applications de contrôle de presse spécifiques. Contactez ROSS Controls au (800) 438-7677 pour choisir la soupape la plus adaptée à vos besoins en matière de sécurité sur presse.

Q : Quel type de connexion électrique utilise le CC4 ?

A : Le CC4 utilise trois connecteurs M12 à 5 broches (IEC 61076-2-101, codage A) : deux pour les paires de solénoïdes et un pour les deux sorties des capteurs PNP. Toutes les connexions sont en 24 V CC. La broche 1 (marron) est à +24 V CC, la broche 3 (bleue) est la masse (0 V CC) pour les connecteurs de solénoïdes. Sur le connecteur de capteur, la broche 1 est la sortie du capteur A, la broche 2 est la sortie du capteur B et la broche 3 est la masse.

Instructions d'installation et d'entretien

• Installez le CC4 sur son socle dans n'importe quelle orientation. Le montage horizontal, avec les électrovannes orientées vers le haut, est préférable pour une évacuation optimale des condensats et un accès facilité aux électrovannes.
• Utiliser de l'air comprimé filtré selon la norme ISO 8573-1 classe 7:4:4 ou plus fin. Un filtre d'au moins 5 microns en amont de la vanne est recommandé afin de protéger les sièges de clapet et les joints toriques contre la contamination particulaire.
• Vérifiez que la pression d'alimentation se situe dans la plage de fonctionnement du pilote interne, soit de 60 à 120 psig (4 à 8 bar). Ne pas utiliser une pression inférieure à 60 psig avec le pilote interne, car une pression insuffisante empêcherait le fonctionnement complet de la vanne.
• Lors de l'utilisation d'une alimentation pilote externe, maintenez la pression de cette dernière entre 60 et 120 psig (4 à 8 bar) et assurez-vous qu'elle soit toujours égale ou supérieure à la pression d'entrée. Raccordez l'orifice de pilotage externe et vérifiez-le avant la mise en service.
• Avant la mise sous tension, connectez les deux connecteurs M12 à 5 broches des solénoïdes et le connecteur M12 à 5 broches du capteur. Vérifiez la correspondance des broches avec le schéma de câblage : broche 1 marron (+24 V CC), broche 3 bleue (0 V CC, masse) pour les solénoïdes ; broche 1 sortie du capteur A, broche 2 sortie du capteur B, broche 3 masse pour le connecteur du capteur.
• Configurez le contrôleur de sécurité fourni par le client pour surveiller les deux sorties des capteurs PNP à chaque modification du signal de commande de la vanne. La surveillance doit être dynamique et cyclique. Interrompez le fonctionnement de la vanne si l'un des capteurs ne confirme pas la position centrale dans le délai de 150 millisecondes imparti.
• Vérifiez que le contrôleur de sécurité empêchera toute commande de réinitialisation tant que les deux capteurs de position intermédiaire n'auront pas confirmé la position centrale, empêchant ainsi l'effacement d'un défaut verrouillé avant que la vanne ne soit effectivement revenue au centre.
• Installez des silencieux d'échappement dont le débit est égal ou supérieur à celui de l'orifice de soupape utilisé. Des silencieux sous-dimensionnés ou contaminés créent une contre-pression qui perturbe le passage des soupapes et peut entraîner des échecs de validation de catégorie 4.
• Avant la mise en service initiale, vérifiez le bon fonctionnement des soupapes de décharge de pression manuelles situées sur le socle. Actionnez chaque soupape pour confirmer la décompression des deux orifices du vérin. Étiquetez les soupapes pour faciliter leur identification par l'opérateur.
• Actionnez la vanne au moins une fois par mois, même dans les applications à faible charge, afin de respecter l'exigence de fréquence de fonctionnement minimale et de maintenir une fiabilité statistique conforme à la valeur B10D publiée.
• Pour les applications avec vérins verticaux, assurez-vous que la charge du vérin ne dépasse pas sa capacité de charge calculable à partir de la pression d'alimentation et de la section d'alésage. Le CC4 maintient la pression du vérin au niveau de la pression d'alimentation d'entrée.
• Inspectez et remplacez les silencieux d'échappement si une augmentation de la contre-pression est constatée. Des silencieux saturés ou obstrués réduisent le débit d'échappement et peuvent affecter la vitesse de changement de soupape et le moment du diagnostic.
• Après toute intervention sur le socle ou le corps de la vanne, effectuez un test fonctionnel complet : actionnez la vanne dans les deux sens, vérifiez que les deux sorties des capteurs effectuent une transition correcte et confirmez que le contrôleur de sécurité accepte le retour d’information de position avant de remettre la machine en service.
• N’utilisez pas le CC4 comme mécanisme d’embrayage/frein pour les presses mécaniques. Consultez ROSS Controls au (800) 438-7677 pour le choix de la soupape de sécurité de la presse.

Garantie et assistance mondiale

ROSS Controls offre une garantie d'un an sur tous ses produits, couvrant les défauts de matériaux et de fabrication à compter de la date d'achat.

Une assistance technique mondiale est disponible via les bureaux de ROSS aux États-Unis (siège social à Ferndale, Michigan), au Canada, au Brésil, en Allemagne, en France, au Royaume-Uni, en Inde, en Chine et au Japon.

Contactez ROSS Controls USA au +1-248-764-1800 ou au numéro gratuit (800) 438-7677, ou visitez rosscontrols.com pour la configuration des produits, le support technique et les services de localisation des distributeurs.

Pour obtenir les données techniques complètes, les dessins dimensionnels, les fichiers de bibliothèque SISTEMA, les documents de certification DGUV et CE, ainsi que l'accès au configurateur de vannes, veuillez consulter la page produit de la série ROSS Controls CC4 sur rosscontrols.com.

Télécharger le catalogue : https://www.rosscontrols.com/en/documents/374/cc4-series-double-valves