หลักการ ของ เครื่อง ติด จุด วาล์ว การ ควบคุม คือ อะไร?
ในฐานะคนที่ใช้เวลามากกว่าสองสิบปี ในการออกแบบ แก้ปัญหา และปรับปรุงระบบวาล์วควบคุม ในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่น้ํามันและก๊าซ ถึงการแปรรูปเคมีผมได้เรียนรู้แล้วว่าเครื่องวางวาล์วมักจะเป็นวีรบุรุษที่ไม่ถูกร่องรอยของการควบคุมกระบวนการขณะที่วาล์วควบคุมเองได้รับความสนใจมากที่สุด, จุดตั้งเป็นองค์ประกอบที่สําคัญที่รับประกันความแม่นยํา, ความตอบสนอง, และความมั่นคงผมจะแยกหลักการทํางานของเครื่องวางตําแหน่งวาล์ว, อธิบายว่าทําไมมันจึงจําเป็น และแบ่งปันความคิดเห็นจากการใช้งานในโลกจริง
1หลักการ: วาล์วควบคุมที่ตั้งคืออะไร?
เครื่องตั้งตําแหน่งวาล์วควบคุม เป็นอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนหรือใกล้วาล์วควบคุมที่ปรับตําแหน่งตัวขับของวาล์วให้ตรงกับจุดตั้งที่ต้องการจากเครื่องควบคุม (เช่น DCS หรือ PLC)งานหลักของมันคือการกําจัดช่องว่างระหว่างคําสั่งของผู้ควบคุมและตําแหน่งจริงของวาล์ว, รับรองการควบคุมการไหลหรือความดันที่แม่นยํา
โดยไม่มีเครื่องตั้งตําแหน่ง วาล์วควบคุมอาจมี:
- ไฮสเตเรซิส (ความช้าระหว่างการเข้าและการเคลื่อนไหว)
- สายพัดลม (ไม่รู้สึกต่อการเปลี่ยนแปลงสัญญาณเล็ก ๆ น้อย ๆ)
- การตอบสนองที่ไม่สอดคล้องเนื่องจากการขัดหรือความดันเปลี่ยนแปลง
เครื่องวางตําแหน่งซัฟล์ชั่นชําระค่าตอบแทนปัญหาเหล่านี้ โดยการติดตามตําแหน่งซัฟล์ชั่นอย่างต่อเนื่องและทําการแก้ไขในเวลาจริง
2หลักการพื้นฐาน
ในใจกลางของมัน, ระบบวางตําแหน่งของวาล์วทํางานบนกลไกวงจรการตอบสนอง
- การรับสัญญาณเข้า: เครื่องตั้งตําแหน่งได้รับสัญญาณทางอากาศหรือไฟฟ้า (โดยทั่วไป 4-20 mA หรือ 3-15 PSI) จากตัวควบคุมแสดงตําแหน่งของวาล์วที่ต้องการ
- การตรวจจับตําแหน่ง: เครื่องตรวจจับที่ติดตั้ง (ตัวอย่างเช่นเลเวอร์ที่มีปอนติโอเมตรหรือเซ็นเซอร์แม่เหล็กที่ไม่ติดต่อ) วัดตําแหน่งจริงของกระดูกวาล์วหรือตัวขับเคลื่อน
- การเปรียบเทียบและคํานวณความผิดพลาด: เครื่องตั้งตําแหน่งเปรียบเทียบตําแหน่งที่ต้องการ (สัญญาณเข้า) กับตําแหน่งจริง (ผลตอบสนอง) หากมีความแตกต่าง (ความผิดพลาด) มันจะผลิตผลิตการแก้ไข
- การปรับตัวประกอบการ: เครื่องตั้งตําแหน่งส่งสัญญาณอากาศที่สัดส่วน (สําหรับตัวประกอบการแบบลม) หรือกระแสไฟฟ้า (สําหรับตัวประกอบการแบบไฟฟ้า) เพื่อเคลื่อนตัวประกอบการจนกระทั่งความผิดพลาดถูกลดให้น้อยที่สุด
ระบบวงจรปิดนี้รับประกันว่า วาล์วควบคุมจะอยู่บนเป้าหมาย แม้จะอยู่ในสภาพกระบวนการแบบไดนามิก
3ประเภทของเครื่องวางตําแหน่งวาล์วและหลักการของพวกเขา
ไม่ใช่ผู้วางตําแหน่งทุกคนถูกสร้างให้เท่าเทียมกัน ในช่วงอาชีพของฉัน ฉันทํางานกับสามชนิดหลัก แต่ละชนิดมีข้อดีที่แตกต่างกัน
A. เครื่องตั้งตําแหน่งแบบปนูเมติก
- หลักการ: ใช้อากาศดัน (โดยทั่วไป 20-150 PSI) เพื่อขับเคลื่อนตัวขับเคลื่อน
- วิธี การ: เครื่อง ปั่น ปลา เปลี่ยน สัญญาณ ที่ เข้า ไป เป็น สัญญาณ ที่ ออก ไป โดย พลม. เมื่อ วาล์ว ขยับ, ความ กลับมามี จะ เปลี่ยน ความ กด ของ อากาศ ให้ เป็น สภาพ ที่ ถูก ต้อง.
- ที่ดีที่สุดสําหรับ: พื้นที่อันตราย (ปลอดภัยจากภายใน) และการใช้งานที่อุปกรณ์อากาศมีให้บริการง่าย
B. เครื่องตั้งตําแหน่งไฟฟ้าปนิวเมติก
- หลักการ: การรวมไฟฟ้าเข้า (4-20 mA) กับไฟฟ้าออกแบบลม
- วิธี การ: เครื่อง แปลง I/P (กระแส-แรงดัน) เปลี่ยน สัญญาณ ไฟฟ้า ให้ เป็น ความดัน ปนูเมติก ซึ่ง จากนั้น ทํา ให้ เครื่อง ปฏิกิริยา หมุน ไป
- ที่ดีที่สุดสําหรับ: โรงงานที่ทันสมัยที่มีระบบควบคุมดิจิตอล ที่เชื่อมโยงได้อย่างต่อเนื่องกับสัญญาณไฟฟ้า
C. เครื่องตั้งตําแหน่งแบบดิจิตอล
- หลักการ: ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์และการสื่อสารดิจิตอล (เช่น HART, Foundation Fieldbus, PROFIBUS)
- วิธีการทํางาน: พวกมันดิจิตอลสัญญาณเข้า, เปรียบเทียบมันกับผลตอบสนองจากตําแหน่ง, และใช้อัลการิทึมที่ก้าวหน้า (เช่น การควบคุม PID) เพื่อปรับปรุงการตอบสนอง.บางคนก็แคลิบราเตอร์ตัวเอง หรือวินิจฉัยปัญหา เช่น การรั่วไหลของเครื่องขับเคลื่อน.
- ดีที่สุดสําหรับ: การใช้งานความแม่นยําสูง การบํารุงรักษาแบบคาดการณ์ และการบูรณาการอุตสาหกรรม 4.0
4เหตุ ผล ที่ วาล์วควบคุม ทุก ช่อง ต้องการ เครื่องตั้งตําแหน่ง
จากประสบการณ์ของฉัน การข้ามเครื่องวางวาล์วเป็นสูตรสําหรับความไม่มีประสิทธิภาพ
A. ความแม่นยําและความมั่นคงที่ดีขึ้น
วาล์วควบคุมที่ไม่มีเครื่องตั้งตําแหน่งอาจเกินหรือต่ํากว่าจุดตั้งตั้ง เนื่องจากการขัดหรือความดันอัตราแปรปรวนลดความแตกต่างของกระบวนการ.
B. เวลาตอบสนองที่เร็วขึ้น
ในกระบวนการที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว (ตัวอย่างเช่น การควบคุมการต่อต้านการกระชับอากาศ) เครื่องตั้งตําแหน่งสามารถปรับแวลล์ได้ 3-5 เท่าเร็วกว่าเครื่องดําเนินตัวโดดเดี่ยว โดยป้องกันการปิดที่แพง
C. ลด การ ทุบ ทลาย
โดยการลดการเดินทางและการล่า (การสั่นสะเทือนรอบจุดตั้งค่า) เป็นอย่างน้อย เครื่องวางตําแหน่งจะขยายอายุการใช้งานของวาล์วและตัวขับเคลื่อน ช่วยประหยัดค่ารักษา
D. การแบ่งระดับและการควบคุมตามสั่ง
เครื่องตั้งตําแหน่งที่ทันสมัยทําให้สามารถแยกระยะ (ควบคุมซัฟล์หลายซองด้วยสัญญาณเดียว) หรือควบคุมแบบไม่เป็นเส้น (เช่น คุณสมบัติเปอร์เซ็นต์เท่ากันสําหรับการใช้งาน throttling)
5. ปัญหาทั่วไปและคําแนะนําในการแก้ไขปัญหา
แม้แต่ผู้วางวาล์วที่ดีที่สุด ก็อาจทําผิด
- ปัญหา: เครื่องตั้งตําแหน่งไม่ตอบสนองกับการเปลี่ยนแปลงข้อมูล
สาเหตุ: การปรับปรุงอากาศ (ปนูเมติก) หรือการเชื่อมต่อไฟฟ้า (ดิจิตอล) ที่ไม่ดี
แก้ไข: ตรวจสอบการรั่วไหลของอากาศ หรือตรวจสอบความสมบูรณ์ของสัญญาณด้วยเครื่องวัดเสียง
- ประเด็น: วาล์วหมุนหมุน (ล่า) ใกล้จุดตั้ง
สาเหตุ: การตั้งค่า PID ที่ถูกปรับเกิน (เครื่องตั้งตําแหน่งที่ฉลาด) หรือการตอบโต้กลับอย่างมากในการเชื่อมโยง
แก้ไข: ปรับการตั้งค่าความอ่อนแอ หรือปรับระดับการตั้งตําแหน่งใหม่
- ปัญหา: เครื่องตั้งตําแหน่งเคลื่อนไหวตามเวลา
สาเหตุ: ระบบการตอบสนองที่เสียหาย หรือการเคลื่อนไหวของเซ็นเซอร์ที่เกิดจากอุณหภูมิ
แก้ไข: เปลี่ยนอะไหล่ที่สับสน หรือเปลี่ยนไปใช้เครื่องตั้งตําแหน่งที่สมาธิ
6อนาคตของเครื่องวางตําแหน่งวาล์ว: AI และการบํารุงรักษาแบบคาดการณ์
หลังจากที่ใช้งานในอุตสาหกรรมมาสองทศวรรษ ผมตื่นเต้นมากที่สุดกับการเปลี่ยนแปลงไปสู่เครื่องตั้งตําแหน่งที่ฉลาดที่มีความสามารถของ AI
- พยากรณ์การล้มเหลวของเครื่องขับเคลื่อน ก่อนที่มันจะเกิดขึ้น
- ปรับปรุงวงจรควบคุมในเวลาจริง โดยใช้การเรียนรู้ของเครื่องจักร
- ติดต่อกับดิจิทัล ทวินส์ เพื่อการใช้งานแบบเวอร์ชั่น
เครื่องวางตําแหน่งวาล์วควบคุมรุ่นต่อไป จะไม่เพียงแต่ปฏิกิริยา แต่ยังสามารถคาดการณ์ ปรับปรุงและปรับปรุงตัวเองได้
ความ คิด สุดท้าย
เครื่องวางตําแหน่งวาล์วไม่ใช่แค่อุปกรณ์เสริม มันคือสมองของระบบวาล์วควบคุม ไม่ว่าจะเป็นวาล์วเปิดปิดง่าย หรือวงจรควบคุมหลายระยะที่ซับซ้อนการลงทุนในตัววางตําแหน่งที่เหมาะสม ให้ผลตอบแทนในความแม่นยํา, ความน่าเชื่อถือ และการประหยัดค่าใช้จ่าย
ถ้าคุณเลือกเครื่องวางตําแหน่ง ถามตัวเองว่า
- ระยะเวลาในการตอบสนองของกระบวนการของผมคืออะไร?
- ฉันต้องการการวินิจฉัยดิจิตอล สําหรับการบํารุงรักษาแบบคาดการณ์หรือไม่
- ฉันทํางานในพื้นที่อันตราย ที่มีปนูเมทิกเป็นหน้าที่หรือไม่
การตอบคําถามเหล่านี้ จะนําคุณไปสู่เครื่องวางตําแหน่งที่สมบูรณ์แบบสําหรับการสมัครของคุณ
มีคําถามเกี่ยวกับ วาล์ววางตําแหน่งหรือ วาล์วควบคุม? ลงพวกเขาในความคิดเห็น
