วาล์วควบคุมทํางานอย่างไร
ในการผลิตอุตสาหกรรมที่ทันสมัย การควบคุมการไหลของของเหลวอย่างแม่นยํา (เช่นก๊าซ, คัน, น้ํา, หรือผสมเคมี), ความดัน, อุณหภูมิ, และระดับของของเหลว เป็นสิ่งสําคัญในการรับประกันประสิทธิภาพการผลิต,คุณภาพของผลิตภัณฑ์ ความปลอดภัยในการใช้งาน และการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมวาล์วควบคุมมีบทบาทสําคัญในโซ่ควบคุมที่ซับซ้อนและแม่นยํานี้พวกมันไม่ใช่แค่อุปกรณ์เปิด/ปิดง่าย แต่ตอบสนองสัญญาณจากตัวควบคุมโดยการเปลี่ยนแปลงขนาดของเส้นทางการไหลผ่านผลประกอบของวาล์วควบคุม มีผลต่อประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจโดยตรง, ความปลอดภัยและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของกระบวนการอุตสาหกรรม ทําให้พวกเขาเป็นการลงทุนทางกลยุทธ์มากกว่าการซื้ออุปกรณ์ธรรมดา
ซีแซงจิง, ในฐานะหนึ่งในผู้จําหน่ายวาล์วควบคุมและเครื่องตั้งวาล์วที่ใหญ่ที่สุดของจีน มุ่งมั่นในการให้บริการและการควบคุมของเหลวที่ฉลาดสําหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดไปที่เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของเรา:www.shgongboshi.com.
ส่วนประกอบพื้นฐานของแวลล์ควบคุม
วาล์วควบคุมไม่ได้เป็นส่วนประกอบเดียว แต่เป็นระบบบูรณาการที่ประกอบด้วยส่วนประกอบความละเอียดหลายส่วนที่ทํางานร่วมกัน ส่วนประกอบหลักของมันประกอบด้วยร่างของวาล์ว, ภายในวาล์ว,และเครื่องวางตําแหน่งวาล์ว, พร้อมกับอุปกรณ์เสริมต่างๆ เช่น เครื่องแปลง, เครื่องปรับความดันอากาศ, เครื่องทํางานด้วยมือ, เครื่องปรับอากาศ, หรือสวิตช์ขีดจํากัด
หน่วยของวาล์ว: เส้นทางของของเหลวและส่วนประกอบที่บรรทุกแรงดัน
ร่างของวาล์วเป็นองค์ประกอบโครงสร้างหลักของวาล์วควบคุม และการออกแบบของมันกําหนดเส้นทางการไหลของของเหลวภายในวาล์ว,ที่ผ่านน้ําเหลวไหลผ่านประตูและช่องเปิดหรือช่องในร่างของวาล์วฟังก์ชันหลักของร่างกายของวาล์วคือการทนความดันของเหลวและให้การสนับสนุนและสภาพแวดล้อมที่ปิดสําหรับด้านในของวาล์ว. นอกจากนี้โครงสร้างร่างของวาล์วมีอิทธิพลโดยตรงลักษณะการควบคุมการไหลเนื่องจากความต้านทานการไหลของของเหลวและคุณสมบัติการลดความดันเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการออกแบบช่องทางภายในภายในร่างของวาล์ว.
ส่วนภายในของวาล์ว: ส่วนประกอบที่สัมผัสกับของเหลวโดยตรง ส่วนประกอบหลักสําหรับการควบคุมการไหล
ส่วนภายในของวาล์วคือส่วนของวาล์วควบคุมที่เข้าสัมผัสโดยตรงกับของเหลวที่ควบคุม และเป็นองค์ประกอบหลักในการบรรลุการควบคุมการไหลพวกเขาโดยทั่วไปประกอบด้วยที่นั่งวาล์ว, วาล์วดิสก์ (หรือปั๊มวาล์ว) และต้นวาล์ว. ภายในวาล์วควบคุมจํานวนของของเหลวที่ผ่านโดยการเปลี่ยนแปลงตําแหน่งสัมพันธ์และความสะอาดของพวกเขากับที่นั่งของวาล์ว. ตัวอย่างเช่นเมื่อแผ่นวาล์วหรือพล็อกถูกยกขึ้นหรือหมุน, พื้นที่ช่องทางการไหลเปลี่ยนตามที่ควร โดยการควบคุมการไหลของของเหลว รูปทรงเรขาคณิตและการเลือกวัสดุของส่วนภายในของวาล์วมีผลกระทบที่สําคัญต่อคุณสมบัติการไหลของมันความทนทานต่อการสวม, ความทนทานต่อการกัดกร่อน และผลการปิด
อุปกรณ์ดําเนินการ: ให้แรงขับเคลื่อนสําหรับการทํางานของวาล์ว
เครื่องผลักดันเป็น "กล้ามเนื้อ" ของวาล์วควบคุม ซึ่งรับผิดชอบในการแปลงสัญญาณที่เป็น抽象จากระบบควบคุมเป็นแรงกล เพื่อขับเคลื่อนด้านในของวาล์วเพื่อการเคลื่อนไหวทางกายภาพเมื่อได้รับสัญญาณควบคุม, มันขับเคลื่อนซอง accordingly เพื่อบรรลุการเปิดเต็ม, ปิดเต็ม, หรือตําแหน่งระหว่างใด ๆ, โดยทําความสามารถควบคุมการดันแม่นยําของการไหลของของเหลว.
อุปกรณ์ขับเคลื่อนสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภทตามแหล่งพลังงานและรูปแบบการเคลื่อนไหวของพวกเขา:
การจัดหมวดตามรูปแบบการเคลื่อนไหว:
- เครื่องขับเคลื่อนเส้นตรง:สร้างการเคลื่อนไหวกระชับ-ดึงแบบเส้นตรง เหมาะสําหรับซับที่ต้องการกระแทกซับให้เคลื่อนขึ้นและลง เช่น ซับโลก, ซับประตู, และซับแผง
- เครื่องขับเคลื่อนหมุน:สร้างการเคลื่อนไหวหมุน เหมาะสําหรับวาล์วที่ต้องการแผ่นวาล์วหรือลูกบอลให้หมุน เช่น วาล์วลูกบอล, วาล์วกระพริก, และวาล์วพับ
วาล์วควบคุมปนูเมติก Fisher
ประเภทตามแหล่งพลังงาน:
- อุปกรณ์ขับเคลื่อนอากาศ:
- หลักการทํางาน:ใช้อากาศบดหรือก๊าซเป็นแหล่งพลังงาน โดยใช้แรงกดอากาศต่อแผ่นกระจกหรือพิสตัน เพื่อสร้างการเคลื่อนไหวแบบเส้นตรงหรือหมุนความดันอากาศสามารถทํางานต่อกันในทั้งสองด้านของพิสตันเพื่อบรรลุการเคลื่อนไหวสองทิศทาง (การกระทําสอง)การเคลื่อนไหวแบบหมุนมุมมักจะบรรลุผ่านกลไก rack-and-pinion
- ข้อดี:
- ความเร็วการตอบสนองอย่างรวดเร็ว: ปกติจะบรรลุ 50-500 mm/s เร็วกว่าระบบไฮดรอลิกหรือไฟฟ้า
- ปลอดภัยจากภายใน: ไม่พึ่งพาไฟฟ้าและไม่ผลิตจุดประกาย ทําให้มันเหมาะสําหรับสภาพแวดล้อมอันตรายที่สามารถเผาไหม้และระเบิด
- โครงสร้างเรียบง่าย น้ําหนักเบา ติดตั้งและบํารุงรักษาง่าย: ค่าใช้จ่ายโดยทั่วไปต่ํากว่า
- การปรับแรงผลิตและความเร็วการทํางานง่าย
- ความน่าเชื่อถือสูงและอายุการใช้งานยาว
- สามารถเก็บพลังงาน ทําให้การจัดสรรอากาศเป็นกลาง และปล่อยพลังงานได้อย่างรวดเร็ว เพื่อให้เกิดการตอบสนองความเร็วสูง
- ความสามารถในการปรับปรุงความแข็งแรงกับภาระชนิดและภาระเกิน
- สามารถใช้ได้ในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูง
ข้อเสีย:
- พลังผลิตที่จํากัด: เมื่อเทียบกับเครื่องขับเคลื่อนไฮดรอลิก พลังผลิตของพวกมันมักจะเล็กกว่า
- ความละเอียดที่ค่อนข้างต่ํา: เนื่องจากความสามารถในการบดของอากาศ ความเร็วในการทํางานของกระบอกถูกส่งผลกระทบโดยความเปลี่ยนแปลงของภาระง่าย และความมั่นคงในความเร็วต่ําของกระบอกไฮดรอลิกต่ํากว่า
- จําเป็นต้องมีระบบการส่งอากาศดัน: นี้รวมถึงค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสําหรับเครื่องบดและท่อ
- ความล้มเหลวของคอมเพรสเซอร์อาจทําให้เครื่องขับเคลื่อนอากาศทั้งหมดทํางานผิดปกติ: อย่างไรก็ตาม, ความเสี่ยงนี้สามารถลดลงโดยระบบคอมเพรสเซอร์สํารอง.
- จักรยานเร็ว อาจทําให้เกิดผลกระทบจากน้ํา
- ผลงานมีความสามารถต่อน้ําและอุณหภูมิสูง
การประยุกต์ใช้ทั่วไป: ใช้อย่างแพร่หลายในการควบคุมกระบวนการ, สารเคมี, อาหารและเครื่องดื่ม, การบําบัดน้ําเสีย, พลังงาน, การทําเหมืองแร่และอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ที่ต้องการการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วและการทํางานที่ป้องกันการระเบิด.
เครื่องขับเคลื่อนไฟฟ้า:
- หลักการทํางาน:ขับเคลื่อนโดยมอเตอร์ไฟฟ้า การเคลื่อนไหวหมุนของมอเตอร์ถูกแปลงเป็นการเคลื่อนไหวเชิงเส้นหรือหมุนผ่านกลไกการส่ง เช่น หมัด, เกียร์, หรือเข็มขัดในการขับเคลื่อนวาล์วมอเตอร์สเตปเปอร์หรือมอเตอร์เซอร์โวมอเตอร์ถูกใช้ทั่วไปเพื่อบรรลุการควบคุมความแม่นยําสูง.
- ข้อดี:
- ความแม่นยําสูงและการตั้งตําแหน่งที่ซ้ําได้: ให้การตั้งตําแหน่งของวาล์วที่แม่นยําและซ้ําได้อย่างมาก ทําให้มันเหมาะสมสําหรับงานอัตโนมัติ
- โปรแกรมและบูรณาการง่าย: ติดต่อกับระบบควบคุมดิจิทัลได้อย่างต่อเนื่อง และสามารถโปรแกรมได้เพื่อบรรลุรูปแบบการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อน
- ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูง: โดยทั่วไปใช้พลังงานน้อยกว่าเครื่องขับเคลื่อนไฮดรอลิกหรือปนูเมติกในการใช้งานภาระสตติก
- ความต้องการในการบํารุงรักษาที่ต่ํา: เนื่องจากมีชิ้นส่วนน้อยกว่าและไม่มีระบบของเหลวที่เกี่ยวข้อง ความต้องการในการบํารุงรักษาที่ต่ํามาก
- การดําเนินงานเงียบๆ
- ไม่ได้รับผลกระทบจากความสับสนในความแรงกดไฟและความถี่
- ความเร็วหมุนที่ปรับได้
ข้อเสีย:
- ค่าใช้จ่ายสูงกว่า: ปกติแพงกว่าเครื่องขับเคลื่อนปนูเมติก
- ความเร็วที่ค่อนข้างช้า: โดยเฉพาะในการใช้งานที่ต้องการแรงผลักดันสูง
- ขึ้นอยู่กับการจําหน่ายพลังงาน: ต้องการแหล่งพลังงานสํารองหรือกลไกการกลับสปริงในระหว่างการขาดพลังงานเพื่อรับประกันความปลอดภัย
- ไม่เหมาะสําหรับสภาพแวดล้อมที่มีความน่าระเบิด: เว้นแต่ถูกออกแบบพิเศษเพื่อป้องกันการระเบิด
- การออกแบบที่ซับซ้อน ต้องการความรู้เฉพาะสําหรับการติดตั้งและบํารุงรักษา
การใช้งานทั่วไป:ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการผลิตพลังงาน การบําบัดน้ํา การผลิตยา แขนหุ่นยนต์ เข็มขัดขนส่ง สายการประกอบอัตโนมัติ เครื่องจักรการเกษตร ระบบอากาศและระบบแสงและอุปกรณ์จัดการและทําความสะอาดวัสดุที่ต้องการการควบคุมที่แม่นยําและการบูรณาการอัตโนมัติระดับสูง.
เครื่องขับเคลื่อนไฮดรอลิก:
- หลักการทํางาน:ใช้ของเหลวที่มีความดัน (มักจะเป็นน้ํามันไฮดรอลิก) เป็นแหล่งพลังงานในการแปลงความดันของของเหลวให้เป็นการเคลื่อนไหวทางกลความไม่สามารถกดของน้ํามันไฮดรอลิกรับประกันการตั้งตําแหน่งวาล์วที่มั่นคงและน่าเชื่อถือ, โดยมีพิสตอง แทนที่ใช้เปลือกเปลือกโดยทั่วไปเพื่อสร้างแรงผลักแรงแรง
- ข้อดี:
- พลังผลิต / ทอร์คสูง: สามารถผลิตแรงกลไกที่สําคัญ เหมาะสําหรับการทํางานของวาล์วขนาดใหญ่, งานหนัก, หรือแรงดันสูงมีแรงผลิตมากกว่าแรงผลิตของเครื่องปนูเมติก.
- การตั้งตําแหน่งความแม่นยําสูง: เนื่องจากการไม่สามารถกดน้ํามันไฮดรอลิก ทําให้สามารถตั้งตําแหน่งวาล์วได้อย่างแม่นยําและมั่นคง
- ความเร็วการตอบสนองอย่างรวดเร็ว: เหมาะสําหรับการปิดฉุกเฉิน (ESD) และการใช้งานของวาล์วที่ต้องการการกระทําอย่างรวดเร็ว
- ทนทานและแข็งแรง มีความต้องการในการบํารุงรักษาที่ค่อนข้างต่ํา และอายุการใช้งานยาวนาน
- สามารถใช้กลไกป้องกันความผิดพลาดได้
ข้อเสีย:
- ระบบที่ซับซ้อนและมีต้นทุนสูงกว่า: จําเป็นต้องมีระบบปั๊มไฮดรอลิกพิเศษ ทําให้การติดตั้งและการออกแบบระบบซับซ้อนมากขึ้น
- ความเสี่ยงของการรั่วไหลของของเหลว: การบํารุงรักษาเป็นประจําจําเป็นเพื่อป้องกันการรั่วไหลของน้ํามันไฮดรอลิก
- ไม่เหมาะสําหรับทุกสิ่งแวดล้อม: การออกแบบบางอย่างอาจมีข้อจํากัด
การใช้งานทั่วไป:ใช้เป็นหลักในลําเลียงน้ํามันและก๊าซ โรงไฟฟ้า อุตสาหกรรมน้ํามันและก๊าซธรรมชาติ เขื่อนและโรงไฟฟ้าไฟฟ้าน้ําและการตอบสนองอย่างรวดเร็ว.
เครื่องขับเคลื่อนไฟฟ้าไฮดรอลิก:เครื่องขับเคลื่อนเหล่านี้รวมข้อดีของมอเตอร์ไฟฟ้าและหน่วยพลังงานไฮดรอลิก โดยให้แรงผลิตสูงของระบบไฮดรอลิกในขณะที่บรรลุความแม่นยําของการควบคุมไฟฟ้าพวกเขาเป็นที่เหมาะสมโดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับสถานที่ห่างไกลที่ต้องการการควบคุมตําแหน่งวาล์วแม่นยํา.
ตารางต่อไปนี้เปรียบเทียบประเภทของตัวขับเคลื่อนที่แตกต่างกัน
| ประเภท |
แหล่งพลังงาน |
ประเภทการเคลื่อนไหว |
ข้อดี |
ข้อเสีย |
การใช้งานทั่วไป |
| เครื่องปนูเมติก |
อากาศ/ก๊าซกด |
สาย / หมุน |
ความเร็วในการทํางานที่รวดเร็ว ประหยัด ปลอดภัยโดยพื้นฐาน (ไม่มีไฟฟ้า ลดจุดประกายให้น้อยที่สุด) สามารถทํางานในช่วงการขาดไฟฟ้า การออกแบบที่ง่าย |
พลังงาน / พลังงานจํากัด (ไม่สําหรับภาระหนัก) อายุการใช้งานสั้นกว่าไฮดรอลิก อ่อนโยนต่อน้ํา / อุณหภูมิที่สูงเกินไป ต้องการการจัดหาและบํารุงรักษาอากาศกด |
การควบคุมกระบวนการ, อุตสาหกรรมเคมี, อาหารและเครื่องดื่ม, สภาพแวดล้อมอันตราย |
| ไฮดรอลิก |
น้ํายาดัน (น้ํามัน/น้ํา) |
สาย / หมุน |
ความแข็งแรง / ทอร์คแรงสูง, การควบคุมความแม่นยําสูง, ประสิทธิภาพพลังงานสูง, เหมาะสําหรับหุ้นหนัก / วาล์วขนาดใหญ่, เวลาวงจรเร็ว |
ค่าเริ่มต้นที่สูงขึ้น การติดตั้งและการออกแบบระบบที่ซับซ้อนมากขึ้น ต้องการระบบปั๊มไฮดรอลิก มีแนวโน้มที่จะรั่วไหลของของเหลว ความต้องการในการบํารุงรักษาสูง |
ท่อท่อก๊าซธรรมชาติ โรงไฟฟ้า อุตสาหกรรมน้ํามันและก๊าซ โรงไฟฟ้าน้ําแข็ง เครื่องจักรอุตสาหกรรม |
| เครื่องไฟฟ้า |
ไฟฟ้า (มอเตอร์) |
สาย / หมุน |
การควบคุมที่แม่นยํา, สามารถเขียนโปรแกรมได้, สะอาด (ไม่มีการปล่อย/รั่ว), การทํางานเงียบ, การบูรณาการง่ายกับระบบอัตโนมัติ, ทอร์คสูง, ความเร็วคงที่, ความสามารถในการควบคุมทางไกล |
ง่ายต่อการขาดไฟฟ้า โดยทั่วไปหนักกว่า ค่าใช้จ่ายสูงกว่า (โดยเฉพาะสําหรับรุ่นขนาดใหญ่) อาจซับซ้อน ไม่เหมาะสําหรับสภาพแวดล้อมอันตราย / ระเบิด เว้นแต่ได้รับการออกแบบพิเศษ |
การผลิตพลังงาน การบําบัดน้ํา อุตสาหกรรมยา การใช้งานที่ต้องการการควบคุมและอัตโนมัติที่แม่นยํา การบูรณาการของไอโอที |
| อิเล็กทรอร์ไฮดรอลิก |
ไฟฟ้า + น้ําเหลว |
สาย / หมุน |
รวมพลังงานสูงของไฮดรอลิกกับการควบคุมแม่นยําของไฟฟ้า |
ค่าใช้จ่ายสูง ความซับซ้อน |
สถานที่ห่างไกลที่ต้องการการควบคุมภาระหนักอย่างแม่นยํา |
เครื่องตั้งตําแหน่งวาล์ว: รับประกันตําแหน่งวาล์วที่แม่นยํา
เครื่องวางตําแหน่งวาล์วทําหน้าที่เป็น "สมอง" ที่สําคัญในการทําให้วาล์วควบคุมสามารถบรรลุความละเอียดสูง, ความตอบสนองและความมั่นคงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่ วาล์วต้องการการควบคุมการดึง.
Emerson Fisher วัลล์ฟตําแหน่ง
บทบาทและความสําคัญของเครื่องวางตําแหน่งวาล์ว
หน้าที่หลักของเครื่องตั้งตําแหน่งซัฟล์คือการให้แน่ใจว่าตําแหน่งจริงของรางซัฟล์หรือแกนซัฟล์ตรงกับสัญญาณคําสั่งที่ออกมาจากระบบควบคุมโดย ติดตาม ตําแหน่ง ของ วาล์ว และ ปรับปรุง, มันสามารถเอาชนะข้อจํากัดทางกลที่เนื้อหาอยู่ในแวลฟ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การขัดแย้งจากการบรรจุกระแสแวลฟ์, ความช้าของตัวขับเคลื่อน, และแรงที่ไม่สมดุลที่ใช้โดยของเหลวบนปุ่มแวลฟ์.
เครื่องตั้งตําแหน่งใช้กลไกควบคุมการตอบสนองแบบปิดวงจรภายในในการปรับความดันที่นําไปใช้กับตัวขับเคลื่อนอย่างต่อเนื่อง โดยการนี้"ให้แน่ใจว่า วาล์ว อยู่ในสภาพที่เหมาะสม" และ "ปฏิบัติตามสัญญาณควบคุม." ความสามารถในการควบคุมที่แม่นยํานี้ปรับปรุงผลงานโดยทั่วไปของระบบควบคุมได้อย่างสําคัญ โดยรวมถึง:
ความแม่นยําในการควบคุมที่ดีขึ้น การให้แน่ใจว่าอัตราการไหลของจริงตรงกับสัญญาณการควบคุมนั้นเป็นสิ่งสําคัญสําหรับกระบวนการที่มีความรู้สึกต่อการเบี่ยงเบนเล็ก ๆ น้อย ๆ
- เวลาตอบสนองเร็วขึ้นโดยการบรรทุกและปล่อยอากาศอย่างรวดเร็ว, เวลาที่จําเป็นสําหรับกระบวนการตอบสนองของวาล์วที่จะเปลี่ยนถูกลดลง.
- การเพิ่มความมั่นคงของกระบวนการ:การชําระค่าตอบแทนสําหรับการเปลี่ยนแปลงในสภาพกระบวนการ (เช่นการเปลี่ยนแปลงความดันและการเปลี่ยนแปลงอัตราการไหล) จะรักษาการควบคุมที่สม่ําเสมอ ซึ่งเป็นสิ่งสําคัญสําหรับคุณภาพของผลิตภัณฑ์และความปลอดภัยของระบบ
- ลดขยะและเพิ่มความปลอดภัยปรับปรุงการใช้ทรัพยากรและลดความเสี่ยงจากอุบัติเหตุ
- อายุการใช้งานของวาล์วที่ยืดหยุ่น และลดต้นทุนการบํารุงรักษาลดการสวมใส่ให้น้อยที่สุด โดยการชําระค่าตอบแทนการเปลี่ยนแปลงในผลงานของวาล์วตามเวลา ทําให้การบํารุงรักษาแบบคาดการณ์ได้
- การขยายสัญญาณ:เครื่องตั้งตําแหน่งสามารถรับมืออัตราการไหลของอากาศที่สูงขึ้น โดยทําหน้าที่เป็นเครื่องเพิ่มปริมาณด้วย การให้ความเร็วของกระดูกวาล์วที่เร็วขึ้นและความช้าเวลาที่สั้นขึ้น
- ประสบความสําเร็จการปิดที่แน่น:ด้วยการปรับอัตราการออกกําลังให้ต่ําสุดในสัญญาณ 0% ปุ่มซับซับจะถูกกดแน่นต่อกับที่นั่ง เพื่อให้การปิดที่น่าเชื่อถือได้
- สําคัญสําหรับเครื่องขับเคลื่อนพิสตันที่มีการกระทําสองครั้งที่ไม่มีสปริง และเครื่องขับเคลื่อนไฟฟ้าที่ไม่มีความสามารถในการตรวจจับตําแหน่งที่เนื้อหา
หลักการทํางานของเครื่องตั้งตําแหน่งวาล์ว: การควบคุมการตอบสนองในวงจรปิด
หลักของการทํางานของเครื่องวางตําแหน่งวาล์วคือระบบควบคุมการตอบสนองในวงจรปิดมันรับสัญญาณเข้า (จุดตั้งค่า) จากระบบควบคุมในขณะที่วัดตําแหน่งจริงของลําคลุมซับหรือแกนซับ (สัญญาณการตอบสนอง) ผ่านวิธีการกลหรืออิเล็กทรอนิกส์เครื่องควบคุมภายในเครื่องตั้งตําแหน่งเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างจุดตั้งค่าและตําแหน่งจริง คํานวณสัญญาณความผิดพลาดและปรับสัญญาณออก (โดยทั่วไปแรงกดลม) ส่งไปยังตัวขับเคลื่อนโดยใช้ความผิดพลาดนี้, โดยขับเคลื่อนวาล์วไปยังตําแหน่งที่ต้องการจนกระทั่งความผิดพลาดถูกกําจัด
- หลักการการทํางานรายละเอียดของเครื่องวางตําแหน่งแบบปนูเมติก:
เครื่องตั้งตําแหน่งแบบปนิวเมติกทํางานตามหลักการของความสมดุลแรง เมื่อสัญญาณอากาศของเครื่องแสดงผลเพิ่มขึ้น มันทํางานบนแผ่นฉากสัญญาณการขับเคลื่อน stem วาล์วเชื่อมต่อกับ diaphragm สัญญาณและแผ่นเชื่อมต่อที่จะย้ายไปทางขวามันเปิดแผ่นอากาศที่ให้อากาศเข้า ให้อากาศที่ให้อากาศเข้า สามารถเข้าสู่ปลายที่เชื่อมต่อกับแผ่นกระตุ้นการเพิ่มความดันภายในภายในตัวขับเคลื่อนผลักดัน stem วาล์วลง, ทําให้เลเวอร์ตําแหน่งหมุนไปตามทิศทางนาฬิกาและบดสปริงระยะทางผ่านแคม. รางวาล์วยังคงเคลื่อนไหวจนกว่ามันจะบรรลุตําแหน่งที่กําหนดโดยเครื่องควบคุมที่จุดที่แรงกดของช่วงสปริงสมดุลแรงที่ผลิตโดย diaphragm สัญญาณ, และทั้งอุปกรณ์ปรับระบายน้ําและอุปกรณ์ปรับระบายน้ําปิด, หยุดการเคลื่อนไหวของวาล์ว.และแรงของสปริงระยะยาวผลักดัน stem วาล์วเชื่อมต่อกับ damper ไปทางซ้าย, เปิดอัดอากาศ, ลดความดันของตัวขับเคลื่อน, และทําให้กระดูกวาล์วเคลื่อนย้ายขึ้นจนกระทั่งสมดุลแรงใหม่ถูกกําหนด
- หลักการทํางานของเครื่องตั้งตําแหน่งดิจิตอล:
เครื่องตั้งตําแหน่งดิจิตอลใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ในการดําเนินอัลการิทึมควบคุมตําแหน่ง แทนที่จะใช้แกะสมดุลกลไก, กัม, และการประกอบอัดความหนาวจัดการมันผ่านอัลกอริทึมดิจิตอล, และแปลงมันให้เป็นสัญญาณกระแสไฟฟ้าที่ส่งไปยังเครื่องแปลง I/P เครื่องแปลง I/P เปลี่ยนสัญญาณกระแสไฟฟ้าให้เป็นสัญญาณแรงกดลมซึ่งต่อจากนั้นจะส่งไปยังตัวขับเคลื่อนผ่านรีเล่ยเครื่องขยายเสียงแบบปนูเมติกความตอบสนองเกี่ยวกับตําแหน่งของวาล์ว (โดยทั่วไปผ่านเซ็นเซอร์ที่ไม่ติดต่อ เช่นเซ็นเซอร์อาการฮอลล์) จะถูกส่งกลับไปยังไมโครโพเซสเซอร์รากของวาล์วยังคงเคลื่อนไหวจนกระทั่งตําแหน่งที่ถูกต้องถูกบรรลุจุดที่ไมโครโปรเซสเซอร์ทําให้สัญญาณการขับเคลื่อนมั่นคงต่อเครื่องแปลง I / P เพื่อบรรลุความสมดุลที่แม่นยํา
การจัดหมวดหมู่และลักษณะของเครื่องวางตําแหน่งวาล์ว
โดยใช้หลักการการทํางานและประเภทสัญญาณที่ได้รับ กล่องวางตําแหน่งซองสามารถจัดเป็นหมวดหมู่ต่อไปนี้:
- เครื่องตั้งตําแหน่งแบบปนูเมติก:
- หลักการทํางาน:Receives pneumatic signals (typically 3-15 psi or 6-30 psi) and provides corresponding air pressure to the pneumatic actuator to ensure that the valve stem or valve shaft position is proportional to the pneumatic input signal.
- ข้อดี:
- การออกแบบและโครงสร้างที่เรียบง่ายสร้างและดูแลง่าย
- ค่าใช้จ่ายต่ํากว่าปกติจะประหยัดกว่าชนิดอื่น
- การทํางานที่น่าเชื่อถือ:รู้จักผลงานที่น่าเชื่อถือ
- ปลอดภัยในตัวไม่ต้องใช้ไฟฟ้า ไม่ต้องสร้างจุดประกาย เหมาะกับสภาพแวดล้อมที่เกิดระเบิด
- สามารถให้แรงผลักดันสูงในการปิดวาล์ว
ข้อเสีย:
- ความแม่นยําและความละเอียดจํากัด: ความแม่นยําต่ํากว่าเมื่อเทียบกับชนิดที่ก้าวหน้ากว่า
การใช้งานทั่วไป:เหมาะสําหรับการใช้งานที่ง่ายและแข็งแกร่งที่ทั้งสัญญาณควบคุมและตัวดําเนินซุปกรองเป็นปนูเมติก เช่นเดียวกับสภาพแวดล้อมที่ไฟฟ้าไม่สามารถใช้ได้หรือมีความเสี่ยงจากการระเบิดเช่น โรงงานเคมีหรือโรงงานชําระน้ํา.
เครื่องตั้งตําแหน่งไฟฟ้าปนิวเมติก:
- หลักการทํางาน:ปรับเปลี่ยนสัญญาณควบคุมไฟฟ้า (โดยทั่วไป 4-20 mA หรือ 0-10 VDC) เป็นสัญญาณออกแบบปนูเมติก ซึ่งจะควบคุมตัวดําเนินวาล์วเนื่องจากหน่วยควบคุมกระบวนการหลายใช้สัญญาณ 4-20 mA DC เพื่อควบคุมวาล์วควบคุม, เครื่องตั้งตําแหน่งไฟฟ้า-ลม (ที่รู้จักกันในชื่อ I / P จุดตั้งตําแหน่งหรือเซ็นเซอร์) เป็นผู้รับผิดชอบในการแปลงสัญญาณกระแสไฟฟ้าเป็นสัญญาณแรงกดลม
- ข้อดี:
- ความแม่นยําและความละเอียดสูงกว่า: ให้ความแม่นยําสูงกว่าเครื่องตั้งตําแหน่งแบบปนูเมติก
- สามารถจัดการสัญญาณควบคุมไฟฟ้า: เหมาะสําหรับระบบที่ใช้สัญญาณควบคุมไฟฟ้า
- ความหลากหลาย: ผสมผสานความแม่นยําของการควบคุมอิเล็กทรอนิกส์กับความแข็งแรงและความปลอดภัยของการทํางานแบบลม
- ปรับปรุงความแม่นยําการควบคุมและเวลาตอบสนอง
ข้อเสีย:
- การออกแบบและโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่ายุ่งยากกว่าเครื่องวางตําแหน่งแบบปนูเมติก
- ค่าใช้จ่ายสูงขึ้น:ราคาแพงกว่าเครื่องวางตําแหน่งแบบปนูเมติก
การใช้งานทั่วไป:ใช้อย่างแพร่หลายในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่มีทั้งโครงสร้างไฟฟ้าและปนูเมติก รวมถึงกระบวนการที่ต้องการความละเอียดสูงและกลยุทธ์การควบคุมที่ซับซ้อน
เครื่องตั้งตําแหน่งดิจิตอล:
- หลักการทํางาน:โดยใช้เทคโนโลยีดิจิตอลที่ทันสมัย อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ในการตั้งตําแหน่งตัวขับเคลื่อนวาล์ว และติดตามและบันทึกข้อมูลหรือโปรโตคอลสื่อสารดิจิตอล เช่น HART, Foundation Fieldbus, Profibus เป็นต้น)
- ข้อดี:
- ความแม่นยําและความละเอียดสูงให้ความแม่นยําและความสามารถในการควบคุมที่พิเศษ
- ฟังก์ชันการวินิจฉัยที่พัฒนาการตรวจพบความผิดปกติของวาล์วและสัญญาณของการเสื่อมสลาย การทําการวินิจฉัยเอง และสนับสนุนการบํารุงรักษาแบบคาดการณ์เพื่อลดต้นทุนการบํารุงรักษา
- ความสามารถในการปรับขนาดตัวเองและการติดตามทางไกล:ทําให้การตั้งค่าและการทํางานง่ายขึ้น โดยให้ผู้ใช้สามารถปรับและตั้งค่าการตั้งค่าได้ตลอดเวลา และทุกที่
- การบริโภคอากาศที่ต่ํา:ประหยัดพลังงานมากกว่าเครื่องตั้งตําแหน่งแบบแอนลาจ
- ไม่มีการขัดขวางทางกลและความสับสนอย่างน้อยโดยเฉพาะเมื่อใช้เทคโนโลยีการตอบสนองที่ไม่ติดต่อกัน มันกําจัดปัญหา เช่น การสกัดเครื่องจักรกล การปลดตัว การเกรด และความเสียหายจากการสั่นสะเทือน โดยปรับปรุงความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานได้อย่างสําคัญ
- โครงสร้างที่ง่ายและน่าเชื่อถือ มีอายุการใช้งานยาวนาน
- ประหยัด:แม้ค่าใช้จ่ายเริ่มต้นจะสูงกว่า แต่ในระยะยาว มันสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายอย่างสําคัญ ผ่านการดําเนินงานที่ปรับปรุงและการลดเวลาหยุดทํางาน
ข้อเสีย:
- ค่าใช้จ่ายสูงขึ้น:ปกติจะแพงกว่า เครื่องขับเคลื่อนอากาศและไฟฟ้า
- ปัญหาการสกัดเครื่องยนต์อาจยังคงมีอยู่ หากไม่ใช้เทคโนโลยีการตอบสนองแบบไม่ต้องสัมผัส
การใช้งานทั่วไป:เหมาะสําหรับการใช้งานที่มีความแม่นยําสูง, อัตโนมัติสูง, ซับซ้อนและสําคัญที่ต้องการการเก็บข้อมูลและการบูรณาการ IoT เช่น น้ํามันและก๊าซ, การชําระน้ํามัน, พลังงาน, เคมี, ผงและกระดาษวิทยาศาสตร์ชีวิต, อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม และอุตสาหกรรมเหมืองแร่
ตารางต่อไปนี้เปรียบเทียบประเภทต่าง ๆ ของเครื่องตั้งตําแหน่งวาล์ว:
| ประเภท |
สัญญาณเข้า |
หลักการปฏิบัติงาน |
ความแม่นยํา/ความละเอียด |
ความซับซ้อน |
ค่าใช้จ่าย |
ลักษณะสําคัญ/ข้อดี |
ข้อเสีย |
| เครื่องปนูเมติก |
ปนูเมติก (ตัวอย่างเช่น 3-15 psi, 0.2-1.0 bar) |
ความสมดุลของแรง (ฟลาเปอร์-จมูก) |
จํากัด |
ง่ายๆ |
ต่ํา |
น่าเชื่อถือ แข็งแรง ปลอดภัยจากภายใน (ไม่มีไฟฟ้า ลดกระจกให้น้อยที่สุด) เหมาะสําหรับสภาพแวดล้อมอันตราย |
ความแม่นยํา / ความละเอียดจํากัด ไม่ค่อยมีความหลากหลาย ต้องให้อากาศสะอาด |
| อุปกรณ์ไฟฟ้าปนูเมติก |
อุปกรณ์ไฟฟ้า (ตัวอย่างเช่น 4-20 mA, 0-10 VDC) |
เปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าเป็นปนูเมติก (I / P converter) แล้วสมดุลแรง |
สูงกว่าปนูเมติก |
ยากกว่า |
สูงกว่าปนูเมติก |
ผสมผสานความแม่นยําของการควบคุมอิเล็กทรอนิกส์กับความแข็งแรงของปนูเมติก, การจัดการสัญญาณไฟฟ้า, เวลาตอบสนองที่เร็วขึ้น, สามารถปฏิบัติหน้าที่เป็นเสียงเพิ่ม |
การออกแบบที่ซับซ้อนกว่า ค่าใช้จ่ายสูงกว่า ต้องการโครงสร้างไฟฟ้าและอากาศ |
| ดิจิตอล/สมาร์ท |
เครื่องไฟฟ้า (ตัวอย่างเช่น 4-20 mA, HART, Fieldbus, Profibus) |
การควบคุมโดยใช้ไมโครโพเซสเซอร์ อัลกอริทึมดิจิตอล การแปลง I/P |
สูง |
ความซับซ้อนมากที่สุด |
สูงสุด |
การวินิจฉัยที่ก้าวหน้า (เช่น การสมดุลแรง, การสลิดสติ๊ก, วงจรอากาศ), การปรับขนาดตัวเอง, การติดตามทางไกล, ความสามารถในการสื่อสารดิจิตอล, การบํารุงรักษาแบบคาดการณ์, การบริโภคอากาศที่น้อยลงไม่มีการสกัดเครื่องจักรกล (มีผลตอบกลับที่ไม่สัมผัส) |
ค่าเริ่มต้นสูงสุด ต้องการความรู้เชี่ยวชาญในการใช้งานอย่างเต็มที่ ความสามารถในการใช้งานเครื่องจักรกลถ้าไม่ใช้การตอบสนองที่ไม่ติดต่อ |
ข้อพิจารณาในการเลือกและจุดรักษา
การเลือกเครื่องวางตําแหน่งวาล์วที่เหมาะสมต้องพิจารณาเชิงครบวงจรของปัจจัยหลายอย่างเพื่อให้แน่ใจว่าผลงานที่ดีที่สุดในการใช้งานเฉพาะเจาะจง:
- การสนับสนุนการควบคุมระยะที่แยกแยกเครื่องตั้งตําแหน่งบางเครื่องสามารถตอบสนองสัญญาณการเข้าในระยะเฉพาะอย่างยิ่ง โดยอนุญาตให้เครื่องควบคุมตัวเดียวควบคุมวาล์วสองตัวหรือมากกว่า เพื่อควบคุมให้แม่นยําขึ้น
- ความสะดวกในการปรับศูนย์และ span:เครื่องตั้งตําแหน่งบางเครื่องให้การปรับศูนย์และความกว้างโดยไม่เปิดฝาปิด แต่เพื่อความปลอดภัย การปรับดังกล่าวควรใช้อย่างระมัดระวังหรือห้าม
- ความมั่นคงของศูนย์และ span:ถ้าศูนย์และ span drift ง่ายภายใต้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ, ความสั่นสะเทือน, เวลา, หรือความดันเข้า, calibration บ่อย ๆ ต้องการเพื่อให้แน่ใจว่าความแม่นยําของการเดินทางของวาล์ว.
- ความแม่นยําของเครื่องตั้งตําแหน่ง:ในทางอุดมสมบูรณ์ สําหรับสัญญาณเข้าแต่ละครั้ง องค์ประกอบภายในของวาล์ว (พล็อกวาล์ว, รากวาล์ว, ที่นั่งวาล์ว เป็นต้น) ควรไปถึงตําแหน่งที่ต้องการอย่างแม่นยําทุกครั้งไม่ว่าจะเป็นทิศทางการเดินทางหรือขนาดของภาระ.
- ความต้องการคุณภาพอากาศ:เนื่องจากการให้อากาศในสถานที่บ่อยครั้งไม่สามารถตอบสนองมาตรฐาน ISA, เครื่องวางตําแหน่งวาล์วปนูเมติกต้องสามารถทนต่อปริมาณปุ๋ย