การเข้าใจตัววางตําแหน่งวาล์วในบทความนี้

เครื่องตั้งตําแหน่งวาล์ว (Valve Controller) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมและควบคุมตําแหน่งของวาล์วควบคุมด้วยความแม่นยํา โดยการรับสัญญาณเข้าจากเครื่องควบคุมมันปรับการเปิดของวาล์วที่ต้องการ, ทําให้แน่ใจว่าปริมาตรกระบวนการ (เช่น ความดัน, อุณหภูมิ, อัตราการไหลเวียน, ฯลฯ) อยู่ภายในช่วงที่กําหนดล่วงหน้าและถูกใช้อย่างแพร่หลายในงานน้ํามันและก๊าซสาขาอุตสาหกรรมเคมี, ยา, การบํารุงน้ําและอุตสาหกรรมอื่น ๆ

ตําแหน่งกระดูกของแวลล์ควบคุมแบบปนูเมติก มีความสัมพันธ์เชิงเส้นกับความดันของอากาศที่นําไปใช้กับตัวขับเคลื่อน เพราะสปริงกลไกมักจะปฏิบัติตามกฎของฮุคซึ่งระบุว่าปริมาณการเคลื่อนไหวของสปริง (x) มีสัดส่วนตรงกับแรงที่ใช้ (F=kx).แรงที่ใช้โดยเครื่องขับเคลื่อนปนูเมติกเป็นฟังก์ชันของความดันอากาศและพื้นที่พิสตัน / แผ่นผ่า (F = PA) และสปริงในทางกลับกันบดหรือยืดผลิตแรงปฏิกิริยาที่เท่ากันและตรงข้ามกันผลลัพธ์คือความดันของตัวขับเคลื่อนถูกแปลเป็นเส้นทางในการเคลื่อนไหวของต้นไม้ (x = PA / k)

1. ระบบตั้งตําแหน่งวาล์วควบคุม

ความสัมพันธ์เชิงเส้นและซ้ํากันนี้ระหว่างแรงดันสัญญาณปนูเมทิกและตําแหน่งกระดูกมีจริงเพียงแค่ถ้าและเพียงแค่ถ้าแผ่นกั้น/พิสตันและสปริงเป็นแรงเดียวที่ทํางานบนกระดูกถ้าแรงอื่น ๆ ก่อผลต่อกลไก ความสัมพันธ์ระหว่างความดันสัญญาณและตําแหน่งกระดูกจะไม่ดีต่อการ

โชคไม่ดี มีแรงอื่นๆ อีกมากมายที่ทํางานบนต้นนอกจากแรงขับเคลื่อน และแรงปฏิกิริยาของสปริงและแรงปฏิกิริยาบน spool เกิดจากความดันความแตกต่างในพื้นที่ spool เป็นอีกแรงเหล่านี้รวมกันเพื่อตั้งฐานใหม่ของต้นไม้เพื่อให้การเดินทางของต้นไม้ไม่ได้เกี่ยวข้องอย่างแม่นยํากับความดันของเหลวที่ทํางาน

การแก้ปัญหานี้โดยทั่วไปคือการเพิ่มเครื่องวางตําแหน่งวาล์วไปยังระบบวาล์วควบคุม A valve positioner is a motion control device designed to actively compare the stem position to a control signal and adjust the actuator diaphragm or piston pressure until the correct stem position is achieved:

เครื่องตั้งตําแหน่งซัฟล์เองเป็นระบบควบคุมโดยพื้นฐาน: ตําแหน่งก้นของซัฟล์คือตัวแปรกระบวนการ (PV) สัญญาณการสั่งการที่วางตําแหน่งคือจุดตั้ง (SP)และสัญญาณของเครื่องตั้งตําแหน่งให้กับตัวดําเนินวาล์วคือตัวแปรที่ควบคุม (MV) หรือผลิตดังนั้นเมื่อผู้ควบคุมกระบวนการส่งสัญญาณคําสั่งไปยังวาล์วที่ติดตั้งเครื่องวางตําแหน่งเครื่องตั้งตําแหน่งได้รับสัญญาณคําสั่งนั้น และใช้แรงกดอากาศมากหรือน้อยต่อเครื่องขับเคลื่อนตามที่จําเป็นเพื่อบรรลุตําแหน่งกระดูกที่ต้องการดังนั้น เครื่องวางตําแหน่งจะ "ต่อสู้" กับแรงอื่น ๆ ที่มีผลต่อกระดูกวาล์ว เพื่อให้ได้รับตําแหน่งกระดูกที่ชัดเจนและแม่นยําตามสัญญาณคําสั่งเครื่องตั้งตําแหน่งที่ทํางานได้อย่างเหมาะสม ให้แน่ใจว่า วาล์วควบคุม.

2ตัวอย่างของเครื่องวางปั๊มปนูเมติก

ภาพต่อไปนี้แสดงเครื่องตั้งค่าอากาศ Fisher Model 3582 ที่ติดตั้งบนวาล์วควบคุม เครื่องตั้งค่าอากาศเป็นกล่องสีเทาที่มีเครื่องวัดความดันสามตัวอยู่ด้านขวา

ส่วนหนึ่งของกลไกการตอบสนองสามารถมองเห็นได้ในด้านซ้ายของเครื่องวางตําแหน่งนี้: หมุนโลหะที่ติดกับเครื่องเชื่อมต้นไม้ที่ติดกับแขนที่ยืดจากด้านของเครื่องวางตําแหน่งทุกเครื่องตั้งตําแหน่งของวาล์วควบคุมต้องมีอุปกรณ์บางอย่างในการตรวจจับตําแหน่งของต้น, ไม่งั้นเครื่องตั้งตําแหน่งจะไม่สามารถเปรียบเทียบตําแหน่งของต้นไม้กับสัญญาณคําสั่ง

เครื่องตั้งตําแหน่งที่ทันสมัยกว่า ฟิเชอร์ DVC6200 (อีกครั้งในกล่องสีเทาที่มีเครื่องวัดความดันอยู่ด้านขวา) ปรากฏอยู่ในภาพต่อไปนี้:

เช่นเดียวกับเครื่องตั้งตําแหน่งรุ่น 3582 ก่อนหน้านี้ DVC6000 นี้ใช้การเชื่อมโยงการตอบสนองทางด้านซ้าย เพื่อรับรู้ตําแหน่งของกระดูกวาล์วDVC6200 ใหม่ ๆ ใช้เซ็นเซอร์อาการฮอลล์แม่เหล็กเพื่อรับรู้ตําแหน่งของแม่เหล็ก bolted ไปยังต้นการออกแบบการตอบสนองตําแหน่งที่ไม่เป็นกลไกนี้กําจัดการตอบสนองกลับ, การสวม, การขัดขวางและปัญหาอื่น ๆ ที่อาจเกี่ยวข้องกับสายการเชื่อมกลไกการตอบสนองที่ดีขึ้นเป็นสิ่งสําคัญสําหรับการตั้งตําแหน่งของวาล์วที่ดีกว่า.

เครื่องวางตําแหน่งซองควบคุมมักถูกสร้างขึ้นเพื่อผลิตและปล่อยระบายอากาศที่สูง ดังนั้นเครื่องวางตําแหน่งยังมีหน้าที่เป็นเครื่องเพิ่มปริมาณเสียงเครื่องวางตําแหน่งไม่เพียงแต่รับประกันตําแหน่งต้นที่แม่นยํากว่า, แต่ยังมีความเร็วสเตมที่เร็วกว่า (ความช้าเวลาที่สั้นกว่า) กว่าตัวขับเคลื่อนวาล์วที่ใช้พลังงานโดยตรงจากเซนเซอร์ I / P

3วาล์วในตําแหน่ง

ข้อดีอีกอย่างของการเพิ่มตัววางวาล์วให้กับวาล์วควบคุมแบบปนูเมติก คือวาล์วปิด (ปิดแน่น) ได้ดีกว่าข้อดีนี้ไม่เห็นได้ชัดในภาพแรก และจึงต้องมีการอธิบาย.

ก่อนอื่นต้องเข้าใจว่าในแวลล์ควบคุม การสัมผัสระหว่างสปิลและที่นั่งเพียงลําพังไม่เพียงพอที่จะทําให้ปิดแน่นสปิลต้องกดแรงต่อกับที่นั่งเพื่อปิดการไหลผ่านซับทั้งหมดโดยสิ้นเชิงใครก็ตามที่เคยยืดมือของตู้น้ําที่รั่ว (ตู้น้ําสวน) เข้าใจหลักการนี้โดยอินทรีย์จําเป็นต้องใช้แรงสัมผัสจํานวนหนึ่งระหว่างพับและที่นั่ง เพื่อทําให้สองส่วนบิดเบือนเล็กน้อย, ส่งผลให้มีความเหมาะสมอย่างสมบูรณ์แบบกับสารไหล

ลองจินตนาการว่า วาล์วควบคุมการเปิดแบบปนูเมติกแบบตรงข้าม ที่ทํางานด้วยแผ่นกระเป๋าสะพายแผ่นฉากสร้างแรงเพียงพอที่จะเอาชนะแรงฝนของสปริง actuatorแต่ไม่เพียงพอที่จะขยับสปิลออกจากเก้าอี้

ด้วยคําอื่นๆ ณ ความดันของแผ่นฉาก 3 Psi สปิลจะสัมผัสกับที่นั่ง แต่จะมีแรงน้อยที่จะให้การปิดที่แน่นถ้าซัฟล์ควบคุมนี้ได้รับพลังงานโดยตรงจากเซ็นเซอร์ I / P ปรับขนาดจาก 3 ถึง 15 Psi, นี้หมายความว่าวาล์วจะแทบจะปิดที่ 0% ของค่าสัญญาณ (3 Psi), แทนที่จะปิดแน่น.ความดันอากาศทั้งหมดต้องถูกถอนออกจากแผ่นฉาก เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีแรงของแผ่นฉากต่อต้านสปริงนี้ไม่เป็นไปได้สําหรับ I / P กับช่วงการปรับขนาด 3-15 Psi

ทีนี้ลองจินตนาการว่า วาล์วเดียวกันนี้มีเครื่องตั้งตําแหน่ง ที่รับสัญญาณ 3 ถึง 15 Psi จาก I/P และใช้มันเป็นคําสั่ง (จุดตั้ง) สําหรับตําแหน่งต้นการใช้แรงกดที่มากหรือน้อยต่อแผ่นกระโปรงตามที่จําเป็น เพื่อให้บรรลุตําแหน่งต้นไม้ที่ต้องการวิธีการที่ถูกต้องในการปรับระดับของตัวตั้งตําแหน่งคือสําหรับต้นไม้ที่จะเริ่มยกขึ้นเมื่อสัญญาณได้เพิ่มขึ้นไปยังเล็กน้อยเหนือ 0%,ซึ่งหมายความว่าที่ 0% (4mA) เครื่องวางตําแหน่งจะพยายามที่จะบังคับvalve ไปยังตําแหน่งกิ่งลบเล็กน้อยในความพยายามที่จะบรรลุความต้องการที่เป็นไปไม่ได้นี้ การออกของเครื่องตั้งตําแหน่งจะบรรลุความอิ่มอิ่มต่ํา โดยไม่กดดันบน diaphragm การทํางานส่งผลให้กระดูกวาล์วใช้แรงสปริงเต็มที่บนที่นั่งของวาล์วการเปรียบเทียบของสองกรณีแสดงในแผนภูมิด้านล่าง:

ขณะที่เครื่องวางตําแหน่งมีประโยชน์สําหรับเครื่องขับเคลื่อนวาล์วที่มีสปริง แต่มันจําเป็นสําหรับชนิดอื่น ๆ ของเครื่องขับเคลื่อนบางชนิดพิจารณาการดําเนินการปนูเมติกปิสตองการกระทําสองครั้งต่อไปนี้โดยไม่มีสปริง:

โดยไม่มีสปริงที่จะให้แรงกักยั้งเพื่อนําวาล์วกลับสู่ตําแหน่ง "ปลอดภัยจากความล้มเหลว" จะไม่มีความสัมพันธ์ตามกฎของฮุ๊กระหว่างความดันอากาศที่ใช้และตําแหน่งกระดูกเครื่องวางตําแหน่งต้องใช้แรงกดอากาศเป็นสลับกับทั้งพื้นผิวของพิสตองเพื่อยกและลดต้น.

Motorized control valve actuators are another actuator design that absolutely requires some form of positioner system because the motorized unit cannot “sense” the position of its own shaft to move the control valve accuratelyดังนั้น a positioner circuit using a potentiometer or LVDT/RVDT transducer to detect the position of the valve stem and a set of transistor outputs to drive the motor is required to enable the electric actuator to respond to analog control signals.

4เครื่องตั้งตําแหน่งปนูเมติก

การออกแบบของเครื่องวางตําแหน่งวาล์วปนูเมติกที่มีแรงสมดุลที่ง่ายถูกแสดงด้านล่าง:

สัญญาณควบคุมสําหรับวาล์วนี้คือสัญญาณปนูเมติก 3 ถึง 15 Psi จากเซ็นเซอร์ I/P หรือเครื่องควบคุมปนูเมติก (ไม่แสดงในแผนภูมิ)ความดันสัญญาณควบคุมนี้มีแรงขึ้นบนแกร่งแรงการเพิ่มความดันกลับในกระบอก ทําให้เรลเลอการขยายอากาศแบบปนูเมติกส่งแรงกดอากาศเพิ่มขึ้นไปยังตัวผลักดันวาล์วซึ่งในทางกลับกันยกกระแสของซาก (เปิดซาก)เมื่อกระดูกวาล์วยกขึ้น สปริงที่เชื่อมต่อตัวขับเคลื่อนกับกระดูกวาล์วยืดยาวมากขึ้น โดยใช้แรงเพิ่มเติมต่อด้านขวาของตัวขับเคลื่อนเมื่อแรงเพิ่มเติมนี้ถูกสมดุลกับแรงของกล่อง, ระบบคงที่ที่จุดสมดุลใหม่

เช่นเดียวกับระบบที่มีแรงสมดุลทั้งหมด การเคลื่อนไหวของไม้ผลักถูกจํากัดโดยแรงสมดุล ดังนั้นการเคลื่อนไหวของมันจึงไม่สําคัญในจริงความสมดุลเกิดขึ้นโดยแรงหนึ่งจะสมดุลแรงอื่นเหมือนสองทีมคนดึงเชือก ตราบใดที่กําลังของสองทีมมีความใหญ่เท่ากัน และตรงข้ามทิศทาง เชือกจะไม่หันออกจากตําแหน่งเดิม

ภาพด้านล่างแสดงเครื่องตั้งตําแหน่ง PMV 1500 Force Balance สําหรับตั้งตําแหน่งเครื่องขับเคลื่อนวาล์วหมุนที่มีฝาปิด (ด้านบน) และด้านล่าง (ด้านล่าง)

สัญญาณควบคุมแบบปนูเมติก 3 ถึง 15 Psi เข้าไปในกล่องและผลักดันลงบนรังแรงแนวราบ (สีดํา)การประกอบปั๊มพนูเมติกปิโลต วาล์วบนด้านซ้ายของรังแรงตรวจจับการเคลื่อนไหวใด ๆ และเพิ่มความดันอากาศที่ปั๊มปั๊มปั๊มปั๊มที่ทํางานถ้ามีการตรวจจับการเคลื่อนไหวลง, และปล่อยแรงกดอากาศให้กับตัวขับเคลื่อนถ้ามีการตรวจพบการเคลื่อนไหวขึ้น:

เมื่ออากาศกดเข้าไปในตัวขับเคลื่อนวาล์วผ่านการประกอบของวาล์วผู้ขับเคลื่อน, วาล์วหมุนจะเริ่มหมุนในทิศทางเปิดการเคลื่อนไหวหมุนของ shaft เปลี่ยนแปลงเป็นการเคลื่อนไหวเชิงเส้นภายในเครื่องตั้งทางด้วยวิธีการ cam: คามคือแผ่นที่มีรัศมีไม่ปกติที่ออกแบบเพื่อผลิตการย้ายเส้นจากการย้ายมุม:

เครื่องติดตามม้วนที่ตั้งอยู่ปลายของรังสีทองเคลื่อนไหวตามวงกลมของแคมการเคลื่อนไหว cam เปลี่ยนแปลงเป็นแรงการกระแทกตรงโดยการบดสปริงสปริงโดยตรงกับแรงของลมพัดลมบนรังแรงเมื่อการเคลื่อนไหวของแคมเพียงพอที่จะบดสับสับสปริงเพียงพอที่จะสมดุลแรงเพิ่มเติมที่ผลิตโดยลมพัดลมราศีแรงกลับไปที่ตําแหน่งสมดุล (ใกล้กับตําแหน่งเริ่มต้นมาก) และวาล์วหยุดการเคลื่อนไหว.

ถ้าคุณดูภาพสุดท้ายอย่างใกล้ชิด คุณจะเห็นสกรูที่ทําให้เครื่องวางตําแหน่งเป็นจุดศูนย์: ไม้ที่มีเส้นขัดสกรูนี้ปรับการบดของสปริง bias เพื่อที่หน่วย Positioner ¢ คิดว่า ¢ คามในตําแหน่งที่แตกต่างกันตัวอย่างเช่น, การหมุนแท่ง threaded นี้ตามทิศทางนาฬิกา (ตามที่มองจากปลาย slotted ของการหมุนสกรูวิเวอร์) สับสนสปริงเพิ่มเติม, ดันแท่งมืดขึ้นกับแรงมากขึ้น,การบรรลุผลที่เหมือนกันกับการหมุนเบา ๆ ในทิศทางตรงข้ามนาฬิกาของแคมซึ่งทําให้เครื่องวางตําแหน่งใช้การเคลื่อนไหวและหมุนแคมไปตามทิศทางนาฬิกาเพื่อชําระค่าตอบแทน

ถึงแม้ว่าแคมและ follower ในกลไกการตั้งตําแหน่งนี้ จะเคลื่อนไหวตามการเคลื่อนไหวของต้นไม้มันยังคงสามารถคิดว่าเป็นกลไกปรับกําลัง เนื่องจากสมาชิกข้ามที่ติดกับวาล์วเครื่องบินไม่ได้เคลื่อนไหวอย่างน่ารู้ด้วยการสมดุลแรงบนรัง, วาล์วหมุนอยู่เสมอในตําแหน่งสมดุล

5เครื่องตั้งตําแหน่งปนูเมติกปานูเมติก

มีการออกแบบเครื่องวางตําแหน่งวาล์วปนูเมติกที่สมดุลการเคลื่อนไหวเช่นกัน โดยการเคลื่อนไหวของต้นวาล์วจะตอบสนองการเคลื่อนไหว (ไม่ใช่แรง) จากองค์ประกอบอื่นรูปแผนที่ cuttaway ต่อไปแสดงให้เห็นว่าการทํางานของการเคลื่อนไหวที่สมดุล positioner ง่าย:

ในกลไกนี้ การเพิ่มความดันของสัญญาณ ทําให้รังขั้วขยายไปสู่กระบอก ส่งผลให้กระบอกมีความดันกลับสูงขึ้นซึ่งในทางกลับกันทําให้เรเล่การขยายอากาศแบบปนูเมติกให้แรงกดอากาศเพิ่มขึ้นต่อตัวขับรถวาล์วเมื่อกระดูกวาล์วยกขึ้น การเคลื่อนไหวขึ้นของปลายขวาของรั้วชะลอการก้าวหน้าที่ผ่านมาของรั้วไปยังจมน้ํา เมื่อสมดุลได้บรรลุราศีจะอยู่ในตําแหน่งทิศที่การเคลื่อนไหวของกล่องกล่องจะสมดุลด้วยการเคลื่อนไหวของต้น.

ภาพต่อไปนี้แสดงภาพใกล้ชิดของกลไก FISHER Model 3582 Pneumatic Balance Positioner:

ที่หัวใจของกลไกคือวงแหวนโลหะทรง D ที่แปลการเคลื่อนไหวของกล่องและการเคลื่อนไหวของกระดูกเป็นการเคลื่อนไหวกล่อง (ตั้งอยู่ใต้มุมขวาบนของวงแหวน D) ขยายเมื่อเครื่องตั้งตําแหน่งถูกตั้งให้ทํางานโดยตรง การเคลื่อนไหวที่สั่นนี้ผลักดันกระดูกบีฟล์ให้ใกล้กับกระบอกซึ่งเพิ่มความดันกลับและส่งอากาศดันมากขึ้นไปยังตัวดําเนินของวาล์ว:

ในขณะที่กระดูกเคลื่อนไหว เลเวอร์การตอบสนองหมุนแคมที่ด้านล่างของวงแหวน Dโรลเลอร์ที่ติดตามบนแคมนี้แปลการเคลื่อนไหวของ stem วาล์วในการเคลื่อนไหว rocking อีกบนรังขึ้นอยู่กับวิธีการที่แคมถูกติดตั้งกับแกนการตอบสนอง, การเคลื่อนไหวนี้อาจทําให้คลุมซับระบายระบายห่างจากจมูกหรือใกล้เคียงมันทิศทาง cam ต้องถูกเลือกให้ตรงกับการกระทําของ actuator: ตรง (อากาศขยายกระดูกวาล์ว) หรือกลับ (อากาศถอนกระดูกวาล์ว)

อุปกรณ์แหวน D มีความเจริญมาก เพราะมันทําให้สามารถปรับระยะยาวได้ง่าย โดยปรับมุมของการประกอบ (ปิด) ที่จุดต่าง ๆ ตลอดวงกลมของแหวนหากชุดเบฟล์ตั้งอยู่ใกล้แนวราบ, มันจะมีความรู้สึกต่อการเคลื่อนไหวของกระบอกและมีความรู้สึกน้อยต่อการเคลื่อนไหวของต้นไม้, ยกบังคับตัวกรองให้เคลื่อนไหวไปไกลกว่าเพื่อทําให้การเคลื่อนไหวเล็ก ๆ ของกระบอก (ความยาวการเดินยาว).ถ้าระบบซากระบายน้ําตั้งอยู่ใกล้แนวตั้ง, มันจะมีความรู้สึกสูงสุดต่อการเคลื่อนไหวของต้นไม้และมีความรู้สึกน้อยต่อการเคลื่อนไหวของกล่องลม, ส่งผลให้กระแทกของวาล์วเล็กมาก (เช่น,กล่องจะจําเป็นต้องขยายตัวอย่างมากเพื่อสมดุลการเคลื่อนไหวของต้นไม้จํานวนน้อย).

6เครื่องตั้งตําแหน่งวาล์วดิจิตอล

จําได้ว่าวัตถุประสงค์ของ valve positioner คือการรับรองว่าตําแหน่งของวาล์วเครื่องจักรกลเสมอสอดคล้องกับสัญญาณที่สั่งเครื่องวางตําแหน่งวาล์วเองเป็นระบบควบคุมวงจรปิด: การใช้แรงกดมากที่สุดหรือน้อยที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ต่อตัวขับเคลื่อนเพื่อให้ได้ถึงตําแหน่งที่กําหนดไว้เสมอและองค์ประกอบฟิสิกส์อื่น ๆ เพื่อบรรลุการควบคุมวงจรปิดนี้.

เครื่องตั้งตําแหน่งวาล์วดิจิตอล (เช่น Fisher DVC6000) ใช้เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ในการตรวจจับตําแหน่งต้นไมโครโพเซสเซอร์เพื่อเปรียบเทียบตําแหน่งต้นไม้ที่ตรวจจับกับสัญญาณควบคุมโดยการลบทางคณิตศาสตร์ (ความผิดพลาด =ตําแหน่ง - สัญญาณ), และจากนั้นเครื่องแปลงสัญญาณปนูเมติกและรีเล่ เพื่อส่งแรงกดอากาศไปยังตัวขับเคลื่อนวาล์ว.ด้านล่างเป็นแผนที่เรียบง่ายของเครื่องวางตําแหน่งวาล์วดิจิตอลทั่วไป:

อย่างที่คุณเห็นจากแผนภูมิ โครงสร้างภายในของเครื่องวางตําแหน่งวาล์วดิจิตอลแต่สองอัลการิทึมการควบคุมทํางานร่วมกัน เพื่อรักษาตําแหน่งของวาล์วที่ถูกต้อง: ติดตามและควบคุมความดันที่นําไปใช้กับตัวขับเคลื่อน (ชําระค่าตอบแทนสําหรับความแตกต่างของความดันในอุปทานที่อาจส่งผลต่อตําแหน่งของวาล์ว)และอื่น ๆ ติดตามและควบคุมตําแหน่ง stem วาล์วเอง, ส่งสัญญาณควบคุมแบบแคสเคดไปยังชุดควบคุมความดัน

สัญญาณคําสั่ง (จากตัวควบคุมวงจรกระบวนการ, PLC, หรือระบบควบคุมอื่น ๆ) บอกตัวตั้งตําแหน่งของต้นวาล์วเครื่องควบคุมแรก (PI) ภายในตัววางตําแหน่งคํานวณความดันอากาศที่ตัวขับเคลื่อนต้องการที่จะถึงตําแหน่งที่ต้องการ. เครื่องควบคุม (PID) ต่อไปขับเคลื่อน I / P (ปัจจุบัน-ความดัน) เครื่องแปลงตามความต้องการเพื่อบรรลุความดันที่ว่า หากเพราะเหตุผลใด ๆ กระดานไม่ได้อยู่ในตําแหน่งที่สั่งการควบคุมสองภายในตัววางตําแหน่งจะทํางานร่วมกันเพื่อบังคับซับในตําแหน่งที่ถูกต้อง.

ไม่เพียงแต่เครื่องวางตําแหน่งวาล์วดิจิตอล ให้การควบคุมตําแหน่งที่ดีกว่า เมื่อเทียบกับเครื่องวางตําแหน่งวาล์วกล but its array of sensors and digital communication capabilities provide a higher level of diagnostic data for maintenance personnel and supervisory control systems (if programmed to monitor and act on that data).

ข้อมูลการวินิจฉัยที่นํามาโดยเครื่องตั้งตําแหน่งวาล์วดิจิตอล ประกอบด้วย:

--ความดันการให้อากาศ

-- ความดันอากาศของเครื่องขับเคลื่อน

--อุณหภูมิบริเวณ

--ตําแหน่งและความดันผิดพลาด

-ยอดการเดินทางของต้นไม้ (คล้ายกับเครื่องวัดระยะทางรถยนต์)

นอกจากนี้ ไมโครโปรเซสเซอร์ที่ติดตั้งในเครื่องตั้งตําแหน่งวาล์วดิจิตอล สามารถทําการทดสอบตัวเองและขั้นตอนประจําการอื่น ๆ ที่ทําโดยประเพณีโดยช่างอุปกรณ์บนเครื่องวางตําแหน่งวาล์วกลไก. The digital valve positioner also captures measurements such as total stem travel to predict when the packing will wear out and automatically sends out maintenance alerts to notify the operator and/or instrument technician when the stem packing needs to be replaced!

7การทํางานผิดปกติของเซ็นเซอร์ตําแหน่งวาล์ว

บางเครื่องวางตําแหน่งวาล์ว ฯลฯ ฯลฯ ฯลฯและดังนั้นมีลักษณะที่เป็นประโยชน์ในการรักษาระดับการควบคุมวาล์วบางในกรณีของเซ็นเซอร์ตําแหน่ง stem ความล้มเหลว. หากไมโครโพเซสเซอร์ตรวจพบความผิดพลาดของสัญญาณการตอบสนองตําแหน่ง (นอกระยะ) มันสามารถโปรแกรมให้ดําเนินการของวาล์วโดยใช้แรงกดเฉพาะ:

นั่นก็คือ ความดันอากาศที่ตัวขับเคลื่อนวาล์วถูกปรับขึ้นตามฟังก์ชันความดัน / ตําแหน่งที่บันทึกไว้ในอดีต เนื่องจากมันไม่สามารถตรวจจับตําแหน่งกระดูกมันไม่ได้ทํางานเป็นเครื่องตั้งตําแหน่งอีกต่อไป, แต่ยังสามารถทํางานเป็นการขยาย (เทียบกับอัตราการไหลของ I / P แบบปกติ) และให้บริการการควบคุมที่เข้าใจของวาล์ว,ในขณะที่เครื่องวางตําแหน่งซัฟล์อื่น ๆ (ไม่ฉลาด) จะทําให้สถานการณ์แย่ลงเมื่อมันสูญเสียการตอบสนองตําแหน่งก้น.

กับเครื่องตั้งตําแหน่งกลธรรมดาใด ๆ หากการเชื่อมโยงการตอบสนองตําแหน่งต้นไม้ถูกถอนออก ปริมาตรการควบคุมมักจะ " หนึบ " และเปิดเต็มหรือปิดเต็มนี่ไม่ใช่กรณีของเครื่องวางตําแหน่งที่ฉลาดที่สุด!

8. ความดันของตัวขับเคลื่อนและตําแหน่งกิ่ง

อาจเป็นข้อมูลการวินิจฉัยที่สําคัญที่สุดที่นํามาโดยเครื่องวางตําแหน่งวาล์วดิจิตอล คือการเปรียบเทียบความดันของเครื่องขับเคลื่อนกับตําแหน่งของกระดูก โดยปกติจะแสดงเป็นภาพความดัน actuator เป็นการสะท้อนตรงของแรงที่นําไปใช้กับ stem โดย actuator, เนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างแรงพิสตันหรือแผ่นผ่าและแรงกดคือ F = PA โดยที่พื้นที่ (A) เป็นคงที่การเปรียบเทียบของแรงกดอากาศ actuator ไปยังตําแหน่ง stem จริงๆคือการแสดงออกของแรงและตําแหน่งของวาล์วการประกอบลักษณะของวาล์วดังกล่าวมีประโยชน์มากในการระบุและแก้ไขปัญหา เช่น การขัดขัดที่มากเกินไปในการบรรจุ, การขัดขวางกับส่วนภายในของวาล์ว, และปัญหาที่เหมาะสมกับสปูล / ที่นั่ง.

ที่แสดงอยู่ตรงนี้คือฉากที่แสดงถึงการประกอบลักษณะของวาล์ว (นํามาจากสินค้าซอฟต์แวร์ ValveLink ของเอเมอร์สันส่วนหนึ่งของชุด AMS ของมัน) ของพฤติกรรมของระบายไฟ Fisher E-body ตรงผ่าน:

กราฟนี้แสดงแผนภูมิสองแผนภูมิของความดันของตัวขับเคลื่อน เทียบกับตําแหน่งของต้นไม้ หนึ่งเป็นสีแดง และหนึ่งเป็นสีฟ้า

กราฟสีแดงแสดงผลตอบสนองของซับในทิศทางเปิด เมื่อซับเปิด (ขึ้น) ความดันเพิ่มเติมจําเป็นเพื่อเอาชนะการขัดขัดการบรรจุ

กราฟสีน้ําเงินแสดงคลองปิด โดยมีแรงกดน้อยลงที่นําไปใช้กับหลอดฉนวน เพื่อให้การกดสับสนของสปริงสามารถเอาชนะการขัดแย้งในการบรรจุเมื่อคลองปิด (ลง) เพื่อพักผ่อน

การหมุนที่คมชัดในปลายของแผนภูมินี้แสดงตําแหน่งที่ต้นซากวาล์วถึงตําแหน่งปลายของมันและไม่สามารถเคลื่อนย้ายต่อไป แม้จะเปลี่ยนแปลงความดันในตัวขับเคลื่อนต่อไป

ตามกฎของฮุ๊ค ซึ่งอธิบายถึงพฤติกรรมของสปริงแวลล์ ทุกกราฟเป็นเส้นตรงโดยแรงที่ใช้บนสปริงมีสัดส่วนกับการย้าย (การบด) ของสปริงนั้น: F=kx ความเบี่ยงเบนใด ๆ จากกราฟเส้นตรงแต่ละตัวชี้ให้เห็นว่ามีแรงอื่น ๆ นอกจากการกดสับสนของสปริงและแรงกดของอากาศที่กระทําต่อต้นไม้นี่คือเหตุผลที่เราเห็นการเคลื่อนย้ายแนวตั้งในสองแผนที่: การขัดขัดในการบรรจุเป็นแรงอื่นที่กระทําบนต้นนอกจากการบดสับสนของสปริงและแรงที่ใช้โดยแรงกดอากาศบนแผ่นกระตุ้นความใหญ่ของความสับสนนี้ค่อนข้างเล็ก, และความสม่ําเสมอของมันชี้ให้เห็นว่าการขัดแย้งการบรรจุเป็น "สุขภาพดี" ในวาล์วนี้ ยิ่งการขัดแย้งการบรรจุที่ประสบด้วยวาล์วยิ่งใหญ่ ความสับสนด้านล่างของแผนภูมิทั้งสองจะยิ่งใหญ่

การลดลงอย่างคมชัดที่ปลายซ้ายของกราฟที่พัสดุพัสดุของวาล์วสัมผัสกับที่นั่งของวาล์วเรียกว่า โปรไฟล์ที่นั่งโปรไฟล์ที่นั่งตั้งอยู่ที่ปลายของแผนภูมิที่วาล์วถูกปิดและมีข้อมูลที่มีประโยชน์มากเกี่ยวกับสภาพทางกายภาพของปั๊มวาล์วและที่นั่งเมื่อส่วนภายในของวาล์วเหล่านี้สวมใส่ในวาล์วควบคุม รูปทรงของโปรไฟล์ที่นั่งจะเปลี่ยนแปลง โปรไฟล์ที่นั่งที่ไม่เรียบร้อยอาจวินิจฉัยการเสียสลายของที่นั่ง การสวมใส่หรือหลายภาวะอื่น ๆ

รูปร่างของที่นั่งสามารถตรวจสอบในรายละเอียดโดยการขยายขนาดบนปลายด้านล่างซ้ายของภาพวาดลักษณะของวาล์วรูปภาพต่อไปนี้แสดงรูปร่างของที่นั่งของวาล์วควบคุมตรงผ่าน Fisher E-body ในสภาพที่ไม่เสียหาย:

หากพนักงานบํารุงรักษาของอุปกรณ์มีความเพียรพอที่จะบันทึกลักษณะของวาล์วของวาล์วควบคุมหลังจากที่มันถูกประกอบหรือสร้างใหม่คุณลักษณะเดิมของวาล์วควบคุมใด ๆ สามารถเปรียบเทียบได้กับคุณลักษณะของวาล์วควบคุมเดียวกันในวันหลังใด ๆ, ทําให้สามารถกําหนดการสวมใส่ได้ โดยไม่ต้องแยกซองออกเพื่อตรวจสอบ

ที่น่าสนใจคือ ความสัมพันธ์ระหว่างแรงกด (แรง) ของตัวขับเคลื่อนและตําแหน่งของกระดูกยังใช้กับเครื่องวางตําแหน่งวาล์วดิจิตอลที่ใช้ในวาล์วที่ใช้เครื่องยนต์ที่ทันสมัยบางเครื่องพลังที่นําไปใช้กับกระดูกวาล์วเกี่ยวข้องตรงกับกระแสของมอเตอร์, ซึ่งสามารถวัดและตีความได้อย่างง่ายดายด้วยเครื่องตั้งตําแหน่งวาล์วดิจิตอล

ผลลัพธ์คือประเภทข้อมูลการวินิจฉัยเดียวกันสามารถนําเสนอเป็นภาพกราฟิก แม้จะใช้เทคโนโลยีเครื่องขับเคลื่อนที่แตกต่างกัน เพื่อทําให้การวินิจฉัยปัญหาของวาล์วง่ายขึ้นการวินิจฉัยเหล่านี้ใช้แม้แต่สําหรับเปิด / ปิดวาล์วมอเตอร์ที่ไม่ได้ใช้ในการบริการ throttling และเป็นที่เกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับประตู, พล็อกและสายควบคุมตรงผ่าน, ที่การติดต่อที่นั่งเป็นสิ่งสําคัญสําหรับการปิดอย่างแน่น