تجهیزات ابرار دقیق ای شاپ صنعت

کنترل ولو

ابزار دقیق ای‌شاپ صنعت

کنترل ولو چیست ؟

کنترل ولو دستگاهی است که قادر به تعدیل جریان در درجات مختلف بین حداقل جریان و ظرفیت کامل در پاسخ به سیگنال دستگاه کنترل خارجی است. کنترل ولو، که اغلب به آن “عنصر کنترل نهایی” گفته می شود، یک بخش مهم برای هر حلقه کنترل است، زیرا کار فیزیکی انجام می دهد و عنصری است که به طور مستقیم روی فرآیند تأثیر می گذارد.

سیستم ها و تجهیزات فرآیندی

سیستم ها و تجهیزات فرآیندی (process plants ) دارای حلقه کنترلی  control loop زیادی هستند که شبکه وار به هم  متصل شده اند، تا بتواند کل فرآیند را تحت کنترل داشته باشند و نهایت یک فشار محصول مناسب تولید نمایند. هر یک از این حلقه های کنترل برای  نگه داشتن یک متغییر فرآیندی نظیر فشار، جریان، سطح سیال، دما و از این قبیل، در محدوده تغییر مجاز طراحی شده اند تا بدین وسیله بتوان اطمینان داشت مراحل فرآیندی به درستی طی می شود. در هر یک از این حلقه های کنترل، آشفتگی هایی از داخل و یا در اثر عوامل خارجی پدید می آید که می توان متغیر های فرایند را تحت تأثیر قرار دهد و برآیند این آشفتگی ها در حلقه های کنترل متصل به هم، ممکن است روند فرآیند را از حالت صحیح خارج نماید.

کنترلر ها

برای کاهش اثر این آشفتگی از سنسورها و ارسال کننده ها transmitter استفاده می شود، که می توانند اطلاعات مختلفی درباره متغیرهای فرآیند را جمع آوری کرده و به واحد کنترل ارسال نمایند تا در آنجا، با اطلاعات مرجع یا مقادیر تنظیمی set  point  مقایسه شوند. واحد کنترل controller پس از مقایسه این اطلاعات و پردازش آنها، تصمیم می گیرد که چه کاری باید انجام شود تا متغیر های فرآیند، پس از برخورد با آشفتگی، دوباره به میزان عادی خود باز گردند، پس از آنکه همه اندازه گیری ها، مقایسه ها و محاسبات توسط واحد کنترل انجام شد، لازم است یک قطعه کنترل نهایی final control element  تصمیم اتخاذ شده توسط واحد کنترل را در سیستم اجرا نماید.

رایج ترین قطعات کنترل نهایی که در سیستم های فرایندی به کار می روند، شیر های کنترلی (کنترل ولو) هستند. کنترل ولو (شیر کنترل) با کنترل و تنظیم سیال، که ممکن است گاز، بخار، آب یا یک محلول شیمیایی باشد، به مقابله با عامل آشفتگی رفته و سعی می کند متغیر فرآیند را تا حد امکان به نقطه تنظیمی اولیه باز گرداند.

معمولا هر جا از کنترل ولو (شیر کنترلی) صحبت می شود، منظور از آن (مجموعه کنترل ولو) است. مجموعه کنترل ول (شیر کنترلی) قاعدتا از یک بدنه ولو valve body، مجموعه اجزای داخلی ولو (internal trim)، یک اکچویتور (actuator) برای به حرکت در آوردن قطعات شیر و متعلقات جانبی نظیر موقعیت دهنده positioned، ترانسدیوسرها (transducer)، رگلاتور های فشار تغذیه (supply pressure regulator)، عملگر های دستی manual operator، ضربه گیرها snubber و سوئیچ های حدی limit switch  تشکیل می شود.

مسلما کنترل ولو ها جزء قطعات بسیار مهم حلقه های کنترلی فرآیند هستند، هر چند شاید مهم ترین قطعه نباشند. اجزای یک کنترل ولو (شیر کنترلی) همانند یک زنجیر به هم پیوسته هستند و استحکام یک زنجیر به استحکام ضعیف ترین حلقه آن وابسته است. البته شیر های کنترلی، ضعیف ترین جزء این مجموعه نمی باشند.

عملکرد کنترل ولو

شیر های کنترلی از یک اکچویتور نصب شده بر روی یک شیر تشکیل شده است. کنترل کردن شیر با حرکت پلاگ نسبت به پورت (های) واقع در بدنه شیر جریان می یابد. پلاگ به یک ساقه متصل شده است که به اکچویتور وصل می شود. اکچویتور، که می تواند پنوماتیک یا برقی کار کند، حرکت ساقه را طبق دستور دستگاه کنترل خارجی هدایت می کند.

اکچویتور پنوماتیکی / دیافراگمی

اکچویتور های پنوماتیکی مستقیماً عمل می کنند و از سیگنال هوا از یک دستگاه کنترل خارجی برای ایجاد یک عمل کنترل تعدیل کننده استفاده می کنند. نیروی سیگنال هوا از طریق درگاه فوقانی به اکچویتور وارد می شود و در تمام سطح دیافراگم اکچویتور توزیع می شود. دیافراگم روی صفحه دیافراگم و به نیروی بازگشت فنر فشار می یابد، که سپس ساقه شیر را به حرکت در می آورد.

اکچویتور پنوماتیکی / دیافراگمی

اکچویتور برقی

اکچویتور های برقی دستگاه هایی هستند که از موتور استفاده می کنند و از سیگنال ورودی الکتریکی برای تولید چرخش شافت موتور استفاده می کنند. این چرخش به نوبه خود توسط اتصال واحد به یک حرکت خطی ترجمه شده است، که باعث می شود ساقه شیر و پلاگ را برای کنترل جریان حرکت دهد.

انواع بادی ولو

کنترل ولو ها با طیف گسترده ای از بدنه شیر در سبک ها، مواد، اتصالات و اندازه های مختلف موجود هستند.

استایل ولو

بدنه کنترل ولو ها در سه نوع هستند که عبارتند از:

  • سینگل سیت
  • دبل سیت
  • کنترل ولو سه راهه

کنترل ولو های سینگل سیت

کنترل ولو های سینگل سیت که درجه بالاتری دارند انتخابی عالی هستند. میزان نشتی آن ها 0.1% از حداکثر ظرفیت است.

کنترل ولو های دبل سیت

کنترل ولو های دبل سیت  تقریباً متعادل هستند و بنابراین می توانند پلاگ ولو در برابر فشارهای بالاتر کار کنند. با این حال، از آنجا که نوسانات دما ممکن است باعث گسترش و انقباض در سیت ها شود، on-off  کار کردن همیشه ممکن نیست. میزان نشت آن ها تقریباً 0.5٪ حداکثر ظرفیت است. کنترل ولو های دو سیت دارای پاسخ جریان سریع تر و ظرفیت بیشتری نسبت به شیر های تک سیت هستند.

کنترل ولو سه راهه

کنترل ولو سه راهه برای میکسینگ دو جریان در کنار یکدیگر یا دایورتینگ یک جریان به داخل یا اطراف دستگاه (بای پس) استفاده می شوند. به منظور تولید مقدار جریان ثابت برای کار با ثبات، افت فشار در هر دو مسیر جریان (ورودی به خروجی) باید تقریباً برابر باشد.

پوزیشنر

پوزیشنر ها (پنوماتیک و الکترو پنوماتیک) دستگاه های مکانیکی هستند که به منظور فراهم آوردن کنترل پیشرفته، پایداری و قابلیت خاموش کردن در برنامه های جریان شدید طراحی شده اند. پوزیشنر که به یوغ اکچویتور سوار شده و به ساقه شیر وصل می شود، سیگنالی را از یک منبع کنترل خارجی دریافت می کند، سیگنال کنترل را با موقعیت واقعی ولو مقایسه می کند و سپس یک سیگنال اصلاح شده را به اکچویتور شیر می فرستد، بدین ترتیب پلاگ ولو را برای مدولاسیون جریان بهینه قرار می دهد.

فیلتر رگلاتور

فیلتر رگلاتور برای فیلتر و تنظیم فشار هوای فشرده برنامه توصیه می شود، که هوای تمیز و خشک را با فشار مناسب به دستگاه های کنترل پنوماتیک تحویل می دهد. 

سوالات متداول کنترل ولو

کنترل ولو وسیله ای است که برای تنظیم یا دستکاری جریان مایعات مانند گاز، روغن، آب و بخار استفاده می شود. این یک قسمت مهم از یک حلقه کنترل است و نمونه ای از یک عنصر کنترل نهایی است.

صرف نظر از نوع، همه شیرآلات دارای قسمت های اساسی زیر هستند: بدنه، کلاه ایمنی، تریم (عناصر داخلی)، محرک و بسته بندی.

ولو های گیت برای سرویس کاملاً باز یا کاملاً بسته طراحی شده اند. آنها در خطوط لوله به عنوان شیرهای جدا کننده نصب می شوند و نباید از آنها به عنوان شیر کنترل یا تنظیم کننده استفاده شود. عملکرد شیر دروازه با حرکت چرخشی ساقه در جهت عقربه های ساعت برای بستن (CTC) یا جهت عقب ساعت (CTO) انجام می شود.