هدف یک پوزیشنر ولو (Positioner Valve) اطمینان از مطابقت موقعیت مکانیکی شیر با سیگنال فرمان در هر لحظه می باشد. بنابراین ، یک پوزیشنر ولو در واقع یک سیستم کنترل حلقه بسته در نوع خود است. پوزیشنر های مکانیکی شیر کنترلی برای دستیابی به این کنترل حلقه بسته از اهرم ، بادامک و سایر اجزای فیزیکی استفاده می کنند. در ادامه این مقاله در خصوص پوزیشنر های الکترونیکی فیشر بیشتر صحبت خواهیم کرد.
🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل
فهرست مطالب:
🔰طریقه کارکرد پوزیشنر الکترونیکی فیشر
طریقه کارکرد پوزیشنر الکترونیکی فیشر
پوزیشنر های الکترونیکی فیشر ، مانند فیشر مدل DVC6000 ، از یک سنسور الکترونیکی برای تشخیص موقعیت ساقه (Stem) شیر ، یک ریزپردازنده برای مقایسه آن موقعیت ساقه حس شده با سیگنال کنترل با تفریق ریاضی (خطا = سیگنال-موقعیت) استفاده می کند ، سپس برای ارسال فشار هوا به اکچویتور شیر کنترلی مبدل سیگنال پنوماتیک و رله ها وارد عمل می شوند. یک نمودار ساده از موقعیت یاب شیر الکترونیکی عمومی در اینجا نشان داده شده است:
همانطور که از این نمودار مشاهده می کنید ، در داخل یک پوزیشنر الکترونیکی اتفاقات زیادی در حال انجام است. ما فقط یک الگوریتم کنترل نداریم ، بلکه دو الگوریتم کنترل برای حفظ موقعیت مناسب شیر کنترلی کار می کند: یکی نظارت و کنترل فشار وارد شده به اکچویتور (جبران کننده تغییرات فشار تأمین هوا که در غیر این صورت ممکن است روی موقعیت شیر تأثیر بگذارد) و دیگری کنترل موقعیت ساقه می باشد که سیگنال کنترل Cascade را به اجزای کنترل فشار ارسال می کنند.
سیگنال فرمان (ارسال شده از کنترل کننده حلقه فرآیند ، PLC یا سیستم کنترل دیگر) به پوزیشنر می گوید که در آن باید ساقه شیر در چه موقعیتی قرار گیرد. اولین کنترل کننده درون پوزیشنر (PI) محاسبه می کند که برای رسیدن به موقعیت مناسب ساقه ، چه میزان فشار هوا در اکچویتور مورد نیاز است. کنترل کننده بعدی (PID) است که مبدل I / P (جریان به فشار) را به اندازه لازم برای رسیدن به این فشار هدایت می کند. اگر هر چیزی باعث شود که میل سوپاپ در وضعیت فرمان قرار نگیرد ، دو کنترل کننده داخل پوزیشنر فیشر با هم کار می کنند تا شیر کنترلی را به موقعیت مناسب خود برسانند.
نه تنها پوزیشنر های الکترونیکی فیشر در مقایسه با پوزیشنر مکانیکی به موقعیت ایده آل دست می یابند ، بلکه مجموعه ای از سنسورها و توانایی ارتباط دیجیتال سطح جدیدی از داده های تشخیصی را هم برای پرسنل تعمیر و نگهداری و هم برای سیستم کنترل نظارت فراهم می کند.
نمونه داده هایی که توسط پوزیشنر های الکترونیکی فیشر از داده های تشخیصی ارائه می کند عبارتند از:
- تامین فشار هوا
- فشار هوای اکچویتور
- دمای محیط
- موقعیت و فشار خطا
- کل حرکت ساقه شیر (مانند کیلومتر شمار در اتومبیل)
علاوه بر این ، ریزپردازنده تعبیه شده در یک پوزیشنر ولو الکترونیکی فیشر قادر به انجام خود آزمایی ، خود کالیبراسیونی و سایر روشهای معمول است که به طور سنتی توسط تکنسین های ابزار در پوزیشنر ولو مکانیکی انجام می شود. دسترسی به اندازه گیری هایی از قبیل میزان حرکت ساقه شیر حتی به یک پوزیشنر الکترونیکی اجازه می دهد تا زمان فرسودگی را محاسبه می کند ، در صورت نیاز به تعویض ساقه شیر ، به طور خودکار زنگ هشدار تعمیر را به اپراتورها و یا تکنسین های ابزار اطلاع می دهد!
از آنجا که برخی از پوزیشنر های هوشمند فیشر علاوه بر موقعیت ساقه ، فشار هوای اکچویتور را نیز کنترل می کنند و همچنین توانایی حفظ درجه قابل توجهی از شیر کنترلی در صورت خرابی سنسور موقعیت ساقه را دارد. اگر ریزپردازنده یک سیگنال موقعیت خارج از مقیاس را تشخیص دهد ، ممکن است برنامه ریزی کند تا شیر فقط بر اساس فشار عمل نماید. تنظیم فشار هوای اعمال شده به اکچویتور با توجه به عملکرد فشار ، در موقعیتی که در گذشته بوده عمل می کند و به دقیقا به عنوان یک پوزیشنر کار نمی کند ، زیرا نمی تواند موقعیت ساقه شیر را حس کند ، اما ممکن است نقش خود را به عنوان تقویت کننده حجم (در مقایسه با ظرفیت جریان I / P معمولی) انجام دهد و کنترل معقول شیر را در هر مکان دیگری انجام دهد پوزیشنر شیر (غیر هوشمند) در صورت از دست دادن بازخورد موقعیت ساقه ، وضعیت را بدتر می کند. در صورت قطع ارتباط بازخورد موقعیت ساقه ، با هر پوزیشنر کاملاً مکانیکی ، شیر کنترلی معمولاً کاملاً اشباع می شود یا کاملاً بسته می شود که در مورد بهترین پوزیشنر های هوشمند فیشر چنین نیست!
شاید مهمترین داده های تشخیصی ارائه شده توسط یک پوزیشنر فیشر ، مقایسه فشار اکچویتور در مقابل موقعیت بنیادی باشد که معمولاً به صورت نمودار بیان می شود. فشار اکچویتور انعکاس مستقیم نیرویی است که توسط اکچویتور به ساقه شیر وارد می شود ، زیرا رابطه بین نیرو و فشار برای یک پیستون یا دیافراگم صرفاً در جایی است که ناحیه سطح(A) ثابت است. بنابراین ، مقایسه فشار هوای اکوچویتور در برابر موقعیت ساقه واقعاً بیانگر نیرو در مقابل موقعیت برای شیر است. این به اصطلاح امضای شیر در شناسایی و تصحیح مشکلاتی از قبیل اصطکاک بیش از حد ، تداخل ، تمیز شدن شیر ها و مشکلات تناسب Seat فوق العاده مفید است.
تصویر زیر صفحه ای است که یک “امضای شیر” را نشان می دهد (برگرفته از محصول نرم افزاری امرسون به نام ValveLink ، به عنوان بخشی از مجموعه AMS آنها) در اینجا ظاهر می شود ، که نشان دهنده رفتار یک شیر گلوب Fisher E-body است:
دو نمودار فشار محرک در مقابل موقعیت ساقه در این نمودار نشان داده شده است ، یکی قرمز و دیگری آبی. نمودار قرمز پاسخ سوپاپ را در جهت باز شدن نشان می دهد جایی که فشار اضافی برای غلبه بر اصطکاک بسته بندی هنگام باز شدن شیر (بالا) لازم است. نمودار آبی شیر را هنگام بسته شدن نشان می دهد ، اکنون فشار کمتری به دیافراگم وارد می شود تا فشار فشرده سازی فنر بر اصطکاک بسته بندی غلبه کند زیرا شیر بسته می شود (پایین) و به حالت استراحت می رسد. پیچ های تند در هر انتهای این نمودار نشان می دهد که ساقه سوپاپ به موقعیت انتهایی خود می رسد و با وجود تغییرات بیشتر در فشار محرک نمی تواند دورتر حرکت کند.
هر طرح مطابق با قانون هوك كه رفتار فنر شیر را توصیف می كند تقریباً خطی است ، جایی كه نیرویی كه به فنر وارد می شود مستقیماً با جابجایی (فشرده سازی) آن فنر متناسب است. هرگونه خروج از یک نمودار خطی ، علاوه بر فشرده سازی فنر و نیروی پنوماتیک ، روی نیروی شیر ، نیروی دیگری را نیز نشان می دهد. اصطکاک ، نیروی دیگری است که علاوه بر فشار فنر و نیروی وارد شده توسط فشار هوا بر دیافراگم اکچویتور ، روی ساقه شیر وارد می شود. اندازه نسبتاً کوچک این جبران و همچنین سازگاری آن نشان می دهد که اصطکاک در این شیر به اندازه استاندارد است. هرچه اصطکاک این شیر بیشتر باشد ، این دو نمودار به طور عمودی از یکدیگر جدا می شوند.
منبع:
