เกิดอะไรขึ้น? ความลับของการสั่นสะเทือนของวาล์วควบคุม

ในอุตสาหกรรมเคมี, วาล์วควบคุมใช้อย่างแพร่หลาย, และสําหรับการสั่นของวาล์วควบคุม, เพื่อนบางคนไม่ได้เข้าใจดีมาก.

ความสั่นสะเทือนของวาล์วควบคุม หมายถึงปรากฏการณ์การปิดและเปิดวาล์วอย่างรวดเร็วระหว่างการทํางานแสดงให้เห็นว่า วาล์วควบคุมไม่สามารถคงที่ในตําแหน่งที่เหมาะสมเพื่อรักษาสภาพกระบวนการที่ตั้งใจ.

สภาพนี้ทําให้ตัวแปรกระบวนการในระบบวงจรปิดเปลี่ยนแปลงรอบจุดตั้งของมัน

สาเหตุของการสั่นสะเทือนอาจมีดังต่อไปนี้

ปัญหากับเครื่องควบคุม:เครื่องควบคุมที่ติดตั้งไม่ถูกต้องหรือความผิดปกติของส่วนประกอบภายในของมันอาจส่งผลให้สัญญาณควบคุมไม่มั่นคง ซึ่งในทางกลับกันอาจทําให้วาล์วสั่น

ความผิดปกติของส่วนประกอบของวาล์วควบคุม:การสวมเสื้อหรือความเสียหายของส่วนประกอบเฉพาะของวาล์ว (เช่นสปิล, ที่นั่ง, หรือตัวขับเคลื่อน) อาจนําไปสู่ปรากฏการณ์การสั่นสะเทือนเช่นกัน

อิทธิพลของวิธีการทํางาน:บางครั้ง แม้ว่าฮาร์ดแวร์เองจะไม่บกพร่อง แต่วิธีการทํางานหรือการออกแบบกระบวนการที่ไม่เหมาะสม อาจทําให้เกิดการสั่นสะเทือน

ความสั่นสะเทือนของวาล์วที่ต่อเนื่องไม่เพียงแต่ทําให้ผลงานของประปากระรอกเสื่อมเสีย แต่ยังอาจนําไปสู่การเบี่ยงเบนที่สําคัญจากจุดตั้งที่ต้องการ ซึ่งส่งผลต่อการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ดังนั้น, it is critical to accurately identify the root cause of vibration in order to implement the necessary corrective actions to resolve the vibration problem and improve the overall performance of the control loop.

บทความนี้จะพิจารณาถึงปัจจัยต่างๆ ที่อาจเป็นสาเหตุของการสั่นสะเทือนของวาล์ว และวิธีการวินิจฉัยโดยมีเป้าหมายที่จะช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจและจัดการกับโจทย์การควบคุมอุตสาหกรรมโดยการเข้าใจข้อมูลนี้, วิศวกรและเทคนิคสามารถรักษาและปรับปรุงระบบควบคุมของพวกเขาได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าการทํางานของกระบวนการการผลิตอย่างเรียบร้อย

อะไรทําให้วาล์วสั่น?

1ปัญหาวงจรควบคุม

เปลี่ยนโหมดควบคุมจากอัตโนมัติเป็นมือ และประเมินการตอบสนองในวิธีปกติเพื่อกําหนดว่าปัญหาอยู่ในวงจร

หากการสั่นสั่นหยุด, วงจรมีความผิดพลาด. ปัญหาเหล่านี้มักเกิดขึ้นในกระบวนการที่ไม่ใช่เส้นตรง. เนื่องจากผล hysteresis, ล่า อาจจะเกิดขึ้น.ผลก็คือวงจรกระบวนการจะประพฤติอย่างช้า.

เครื่องควบคุมไม่ได้ตั้งค่าเพื่อแก้ปัญหากลไกนี้. วาล์วควบคุมติดที่เกิดจากปัญหาวงจรสามารถแก้ไขได้โดยการปรับตัวควบคุมให้ถูกต้องถ้ามันไม่ได้ระบุในคู่มือ, มันอาจเป็นเพราะสาเหตุอื่น ๆ เช่น ความแตกต่างจริงในตัวแปรกระบวนการ, ขนาดของวาล์ว, ฯลฯ

2ขนาดของวาล์วควบคุม

ความสามารถในการควบคุมของแวลล์ได้รับผลกระทบมากจากขนาดของแวลล์ควบคุมตัวประสิทธิ์การไหล (สั้น Cv) คือปริมาณของน้ําที่สามารถผ่านผ่านคลุมเปิดเต็มที่ที่ 600 ° F กับความดันลดลง 1 psi.

Cv กําหนดโดยการออกแบบของวาล์วและยังคงคง แม้แต่วาล์วควบคุมขนาดเดียวกันอาจมีค่า Cv ที่แตกต่างกันหากรูปแบบของร่างกายหรือส่วนภายในของวาล์วแตกต่างกันปัญหาของการปรับขนาดของวาล์วควบคุมกลายเป็นชัดเจนเมื่อผลประโยชน์ทั้งหมดของกระบวนการคือต่ําหรือสูงมากขนาดของวาล์วควบคุมมักถูกเลือกขึ้นอยู่กับความต้องการในการเพิ่มการไหลในอนาคต ซึ่งอาจส่งผลให้ขนาดของวาล์วที่ถูกเลือกใหญ่กว่าความต้องการการใช้งานปัจจุบันเล็กน้อยซึ่งอาจส่งผลต่อความแม่นยําของการควบคุม.

วาล์วที่ใหญ่เกินไปอาจส่งผลให้มีการเปิดและปิดมากเกินไป ส่งผลให้เกิดการจับ, การพังและการควบคุมที่ไม่แม่นยําวาล์วที่เล็กเกินไปต้องการความดันลดลงอย่างมากเพื่อรักษาการไหลเวียนที่เหมาะสม และอาจขาดความจุที่จําเป็น, เพิ่มความดันปั๊มและเพิ่มความเสี่ยงของ cavitation. cavitation และ flashing เป็นปัญหาหลักที่ทําให้เกิดความเสียหายในส่วนภายในของวาล์วควบคุมซึ่งนําไปสู่การเปลี่ยนแปลงในการควบคุมกระบวนการ.

3. ระบบตั้งตําแหน่งวาล์วควบคุม

เพื่อที่จะรักษาตัวขับเคลื่อนวาล์วควบคุมในตําแหน่งสมดุลที่จําเป็นในการควบคุมตัวแปรกระบวนการ, ตัววางตําแหน่งวาล์วถูกทําโดยการควบคุมความดันอากาศ

มันมีสปิลเพื่อควบคุมการไหลเวียนของอากาศ แต่การใช้ยาวนานหรืออนุภาคฝุ่นในอากาศอาจทําให้สปิลสวมเสื่อม ทําให้มันติดอยู่ในตําแหน่งเฉพาะส่งผลให้แรงกดอากาศสูงเกินปกติเมื่อความดันอากาศเพิ่มขึ้น สปูลจะปลดออกจากตําแหน่งที่ติด, กระตุ้น overshot ที่ส่งผลให้ตําแหน่งของวาล์วไม่มั่นคง, การสูญเสียการควบคุมที่มีประสิทธิภาพของวาล์ว, และหลุด

เครื่องวางตําแหน่งวาล์วอาจถูกเผชิญกับอุณหภูมิสูงเนื่องจากความร้อนที่ระบายจากถังกระบวนการรอบ ๆ ซึ่งยังเป็นปัจจัยในการวางตําแหน่งที่ทําให้วาล์วควบคุมหยุดทํางานได้ที่อาจทําให้เกิดความเสียหายต่อเครื่องปรับตําแหน่ง และท่อเครื่องตั้งตําแหน่งใช้สายตอบสนองเพื่อตรวจจับตําแหน่งจริงของวาล์วเพื่อปรับผลิต

หากสายตอบสนองล้มเหลว, ตัวอย่างเช่นเนื่องจากแรงของเหลวหรือการขัดขัด, วาล์วอาจทํางานไม่ถูกต้อง. เครื่องตั้งตําแหน่งที่ฉลาดที่ทันสมัยมีความสามารถเฉพาะเจาะจงในการจําแนกความเบี่ยงเบนดังกล่าว.

4. การขัดแย้งสแตติกระหว่างการเดินทางของวาล์ว

เมื่อวาล์วพบกับการขัดแย้งแบบสแตตติก (เช่น การหยุดยั้ง) มันหยุดเคลื่อนที่ในตําแหน่งที่กําหนดไว้ และต้องการแรงเพิ่มเติมในการเริ่มต้นใหม่สาเหตุของปรากฏการณ์นี้อาจเป็นกระเพาะกระเพาะที่แข็งกระชับหรือการไหลของ viscous ภายใน spool.

เมื่อแรงที่ใช้ได้เพียงพอที่จะเอาชนะจุดหยุด, วาล์วจะย้ายไปสู่ตําแหน่งเกินขั้น, ทําให้ตัวแปรกระบวนการเกินจุดตั้ง.การหยุดนี้สามารถสังเกตโดยการติดตามความสัมพันธ์ระหว่างผลิตของผู้ควบคุมและตัวแปรกระบวนการ.

เครื่องขับเคลื่อนวาล์วควรมีขนาดที่เหมาะสม และมอร์ตบนร่องประปาของกลีบควรอยู่ในขอบเขตที่ยอมรับ เพื่อหลีกเลี่ยงการหยุด

5ความบกพร่องของเครื่องมือ

นอกจากนี้ การสวมใส่ภายในสปิลอาจทําให้วาล์วหยุด ทําให้วาล์วไม่สามารถปิดได้อย่างสมบูรณ์ความเสียหายของ spool สามารถทําให้วาล์วควบคุมที่จะสูญเสียการควบคุมในช่วงทํางานสูง.

ในวาล์วควบคุม, การบรรจุกลีบใช้เพื่อป้องกันสื่อกระบวนการจากการรั่วไหลออกจากร่างของวาล์ว.อันตรายต่อความปลอดภัยของสภาพแวดล้อมการทํางานการรั่วไหลในตัวขับเคลื่อนวาล์วเป็นปัจจัยอีกหนึ่งที่อาจนําไปสู่วาล์ว

รากของวาล์วในตอนแรกถูกตั้งโดยแม่นยําโดย valve positioner แต่เนื่องจากการรั่วไหล รากจะยังคงเคลื่อนไหวบังคับให้ positioner ปรับผลิตซ้ํา ๆส่งผลให้การค้นหาที่ไม่สิ้นเชิงสําหรับตําแหน่งต้นนี่คือปรากฏการณ์ที่พบบ่อยสําหรับวาล์วควบคุม ภายใต้สัญญาณควบคุมสภาพคงที่

วิธีหยุดการสั่นสะเทือนของวาล์ว

การวิเคราะห์และการวินิจฉัยออสซิเลชั่น

ปัญหาในวงจรหรืออิทธิพลอื่น ๆ อาจทําให้วาล์วควบคุมหมุนหมุน โดยการเปลี่ยนเครื่องควบคุมไปสู่โหมดมือ และดูว่าการหมุนหมุนหยุดหรือไม่ถ้าการสั่นหยุด, มันแสดงให้เห็นว่าปัญหาเกิดจากปัญหาในวงจรเอง ซึ่งสามารถแก้ไขได้ด้วยการปรับที่เหมาะสม

การสั่นสะเทือนภายในอาจเกิดจากการปรับที่ไม่ถูกต้อง หรือการทํางานผิดปกติของเครื่องจักร หากวาล์วยังแสดงพฤติกรรมที่ไม่ปกติในโหมดมือปัญหาอาจเกิดจากการเสียหายของเซลล์วาล์ว หรือการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์กระบวนการ.

การติดและการเกินระดับของเครื่องวางตําแหน่ง เป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการติดของวาล์วควบคุมการตอบสนองการออกของซากในตัวของปรากฏการณ์การติดต่อสามารถแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนโดยการใช้กราฟ.

สาเหตุหลักของการติดของวาล์วควบคุมคืออะไร?

เพื่อกําหนดว่าการติดของวาล์วควบคุมเกิดจากการปรับควบคุมที่ไม่ถูกต้องหรือความผิดพลาดทางกลของวาล์วควบคุมเองแนะนําให้เลี่ยงการออกของตัวควบคุมชั่วคราว, ความดันคงที่นําไปสู่ตัวขับเคลื่อนวาล์วควบคุม และการตอบสนองการออกที่สังเกต

เครื่องวัดความแรงแบบเส้น (เครื่องส่งตําแหน่ง) ใช้ในการตรวจจับการเคลื่อนไหวของต้นไม้ ขณะที่เครื่องปรับความดัน (เครื่องตั้งตําแหน่งที่ฉลาด) ใช้ในการวัดความดันการออกของเครื่องตั้งตําแหน่งโดยการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์เหล่านี้กับระบบการเก็บข้อมูล และจินตนาการข้อมูลเหล่านี้ โดยใช้โปรแกรมการติดตาม (เช่น Labview), กราฟการเดินทางของกระดูกเทียบกับผลิตของตัวควบคุมสามารถผลิตได้

สาเหตุหลักของวาล์วควบคุมที่ติดคืออะไร?

ไมโครคอนโทรลเลอร์รับสัญญาณเข้าจากจุดตั้งค่าของตัวควบคุมและเซ็นเซอร์ความดัน เมื่อมีการตรวจสอบความเบี่ยงเบนความดันจากจุดตั้งค่ามันถือว่าเป็นพฤติกรรม "การล่า" ถ้าการเบี่ยงเบนนี้เกิดขึ้นมากกว่า 5 ครั้งในกรณีนี้ the output of the controller is isolated and the current-to-pressure converter (I-P converter) automatically generates a pressure corresponding to the setpoint and provides it as input to the control valve positionerตรวจสอบการเบี่ยงเบนอีกครั้งหลังจากไม่กี่วินาที

หากพบว่าความเบี่ยงเบนลดลง, วาล์วควบคุมและอุปกรณ์เสริมของมันไม่ผิดปกติ

ฉะนั้น, การปรับเปลี่ยนพิเศษของวงจรควบคุมที่จําเป็น. อย่างไรก็ตาม, ถ้าวาล์วยังคงผิดปกติ, ส่วนภายในอาจได้รับความเสียหายหรือติดเนื่องจากการปิดกลีบ.ด้วยการใช้กราฟที่มีเขตตาย, สถานที่ที่ถูกต้องของการติดอยู่สามารถพบได้ง่าย

ในกรณีการตีอย่างต่อเนื่อง แต่ไม่มีสัญญาณของบริเวณที่ตาย ความสั่นสะเทือนอาจเกิดขึ้นเพราะความเสียหายของส่วนประกอบ เช่น สปิลวิธีนี้ยังสามารถช่วยในการกําหนดว่าปรากฏการณ์การติดอยู่ในช่วงควบคุมทั้งหมดหรือจํากัดกับช่วงเวลาการทํางานเฉพาะเฉพาะ.