Πνευματική βαλβίδα ελέγχου: συνειδητοποιήστε το βασικό εξοπλισμό ελέγχου βιομηχανικού αυτοματισμού

Περίληψη: Ως σημαντικός εξοπλισμός ελέγχου βιομηχανικού αυτοματισμού, η πνευματική βαλβίδα ελέγχου χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλούς τομείς όπως η χημική βιομηχανία, το πετρέλαιο, η ηλεκτρική ενέργεια, η μεταλλουργία και ούτω καθεξής. Χρησιμοποιεί πεπιεσμένο αέρα ως πηγή ενέργειας, σε συνδυασμό με ηλεκτρικό ρυθμιστή θέσης βαλβίδας και ενεργοποιητή, για την πραγματοποίηση του ακριβούς ελέγχου των παραμέτρων της διαδικασίας, όπως η ροή και η πίεση του μέσου στον αγωγό. Σε αυτό το έγγραφο, θα παρουσιάσουμε τη δομική σύνθεση, την αρχή λειτουργίας, τα χαρακτηριστικά εφαρμογής της πνευματικής βαλβίδας ελέγχου και τη σημασία της στη βιομηχανική παραγωγή.

Με την ταχεία ανάπτυξη της σύγχρονης βιομηχανίας, τα συστήματα ελέγχου αυτοματισμού χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε διάφορους τομείς. Ως βασική συσκευή ελέγχου, η πνευματική βαλβίδα ελέγχου κατέχει σημαντική θέση στον βιομηχανικό αυτοματισμό λόγω των πλεονεκτημάτων της απλού ελέγχου, της γρήγορης απόκρισης και της εγγενούς ασφάλειας. Σε αυτό το έγγραφο, θα συζητήσουμε τη δομή, την αρχή λειτουργίας και τα χαρακτηριστικά εφαρμογής της πνευματικής βαλβίδας ελέγχου για να βοηθήσουμε τους αναγνώστες να κατανοήσουν πλήρως αυτόν τον σημαντικό εξοπλισμό.

Η πνευματική βαλβίδα ελέγχου αποτελείται κυρίως από τα ακόλουθα μέρη:

1. πνευματικός ενεργοποιητής: αυτό είναι το βασικό στοιχείο της πνευματικής βαλβίδας ελέγχου, είναι υπεύθυνο για τη λήψη σημάτων από το σύστημα ελέγχου (όπως PLC) και θα μετατραπεί σε μηχανική δράση. Ο πνευματικός ενεργοποιητής περιλαμβάνει συνήθως πνευματικό διάφραγμα, ελατήριο, ενεργοποιητή και εξαρτήματα στελέχους βαλβίδας.
2. σώμα ρυθμιστικής βαλβίδας: συμπεριλαμβανομένου του πηνίου της βαλβίδας, της έδρας της βαλβίδας και του ίδιου του σώματος της βαλβίδας. Το πηνίο και η έδρα είναι τα βασικά εξαρτήματα για την πραγματοποίηση του φαινομένου στραγγαλισμού, ελέγχουν τη ροή και την πίεση του μέσου μέσω της σχετικής αλλαγής θέσης.
3. ρυθμιστής θέσης βαλβίδας: χρησιμοποιείται για τη βελτίωση της ακρίβειας του ελέγχου της βαλβίδας. Ο ρυθμιστής θέσης σύμφωνα με το σήμα ανάδρασης μετατόπισης του στελέχους της βαλβίδας για να εξασφαλίσει την ακρίβεια και τη σταθερότητα της δράσης της βαλβίδας.
4. αξεσουάρ: όπως βαλβίδες μείωσης πίεσης φιλτραρίσματος, ηλεκτροβαλβίδες, χειροκίνητες συσκευές λειτουργίας κ.λπ., που χρησιμοποιούνται για την υποστήριξη της κανονικής λειτουργίας του συστήματος.

Η διαδικασία λειτουργίας της πνευματικής βαλβίδας ελέγχου μπορεί να χωριστεί στα ακόλουθα βήματα:

Λήψη και μετατροπή σήματος: η πνευματική βαλβίδα ελέγχου μέσω του συστήματος ελέγχου (όπως PLC) για να λάβει ρεύματα ή αναλογικά σήματα, αυτά τα σήματα μετατρέπονται σε πνευματικά σήματα μέσω του ηλεκτρικού ρυθμιστή θέσης βαλβίδας ή του μετατροπέα. Για παράδειγμα, ένα κοινό σήμα ρεύματος 4-20mA μπορεί να μετατραπεί σε ένα πνευματικό σήμα 0,02-0,1MPa μέσω του ρυθμιστή θέσης βαλβίδας. Αυτή η μετατροπή επιτρέπει στον πνευματικό ενεργοποιητή να κάνει τις αντίστοιχες ενέργειες σύμφωνα με τις αλλαγές στο σήμα εισόδου.

Όταν το πνευματικό σήμα εισέρχεται στον πνευματικό ενεργοποιητή λεπτής μεμβράνης, ο πεπιεσμένος αέρας ωθεί τη μεμβράνη να διασταλεί, η οποία με τη σειρά της ωθεί τον ενεργοποιητή και το στέλεχος της βαλβίδας, προκαλώντας τη μετατόπιση του πηνίου και την αλλαγή του ανοίγματος της βαλβίδας. Συγκεκριμένα:

• Όταν το σήμα πίεσης αέρα αυξάνεται, η ράβδος ώθησης κινείται προς τα πάνω, οδηγώντας το στέλεχος της βαλβίδας και το πηνίο προς τα πάνω και η βαλβίδα ανοίγει διάπλατα;
• Όταν το σήμα πίεσης αέρα μειώνεται, η ράβδος ώθησης κινείται προς τα κάτω, οδηγώντας το στέλεχος της βαλβίδας και το πηνίο προς τα κάτω, η βαλβίδα κλείνει μικρή.

Ο ρυθμιστής θέσης βαλβίδας ρυθμίζει τη δράση του πνευματικού ενεργοποιητή σε πραγματικό χρόνο σύμφωνα με το σήμα ανάδρασης μετατόπισης του στελέχους της βαλβίδας για να διασφαλίσει ότι το άνοιγμα της βαλβίδας είναι σύμφωνο με το σήμα εισόδου. Όταν το σήμα ανάδρασης εξισορροπείται με το σήμα εισόδου, η βαλβίδα σταματά να κινείται, εξασφαλίζοντας έτσι την ακρίβεια και τη σταθερότητα της ρύθμισης.

Η πίεση πριν από τη βαλβίδα (P1) αλλάζει στην πίεση μετά τη βαλβίδα (P2) μέσω του φαινομένου στραγγαλισμού του πηνίου της βαλβίδας και της έδρας της βαλβίδας. Η συγκεκριμένη διαδικασία ρύθμισης έχει ως εξής:

• Ρύθμιση πίεσης: Το P2 εισάγεται στον άνω θάλαμο μεμβράνης μέσω του αγωγού και ενεργεί στον επάνω δίσκο, η προκύπτουσα δύναμη εξισορροπείται με τη δύναμη αντίδρασης του ελατηρίου, η οποία καθορίζει τη σχετική θέση του πηνίου και της έδρας, ελέγχοντας έτσι την πίεση μετά τη βαλβίδα. Όταν το P2 αυξάνεται, η δύναμη στον επάνω δίσκο αυξάνεται, υπερνικά τη δύναμη του ελατηρίου, κλείνει το πηνίο, μειώνει την περιοχή ροής, αυξάνει την αντίσταση ροής και το P2 μειώνεται μέχρι να φτάσει στην καθορισμένη τιμή.
• Ρύθμιση ροής: Με την αλλαγή της σχετικής θέσης του πηνίου και της έδρας, η περιοχή ροής του μέσου ρυθμίζεται, ελέγχοντας έτσι τη ροή. Όταν είναι απαραίτητο να αυξηθεί η ροή, η βαλβίδα ανοίγει. όταν είναι απαραίτητο να μειωθεί η ροή, η βαλβίδα κλείνει.

Σε όλη τη διαδικασία ρύθμισης, οι αλλαγές στο άνοιγμα της βαλβίδας, ο μοχλός ανάδρασης θα δώσει στον ρυθμιστή θέσης ένα σήμα ανάδρασης σε πραγματικό χρόνο. Ο ρυθμιστής θέσης ρυθμίζει σύμφωνα με αυτό το σήμα ανάδρασης για να εξασφαλίσει την ακρίβεια και τη σταθερότητα της δράσης της βαλβίδας. Όταν το σήμα ανάδρασης εξισορροπείται με το σήμα εισόδου, η βαλβίδα σταματά να κινείται και διατηρεί το τρέχον άνοιγμα.

Η πνευματική βαλβίδα ελέγχου έχει τα ακόλουθα σημαντικά πλεονεκτήματα, καθιστώντας την ευρέως χρησιμοποιούμενη σε συστήματα ελέγχου βιομηχανικού αυτοματισμού:

1. απλός έλεγχος: η λειτουργία και η συντήρηση της πνευματικής βαλβίδας ελέγχου είναι σχετικά απλές, δεν απαιτούν πολύπλοκα ηλεκτρονικά κυκλώματα, μειώνοντας το ποσοστό αστοχίας και το κόστος συντήρησης.
2. γρήγορη απόκριση: λόγω της γρήγορης ταχύτητας απόκρισης της ισχύος πεπιεσμένου αέρα, οι πνευματικές βαλβίδες ελέγχου μπορούν να ολοκληρωθούν σε σύντομο χρονικό διάστημα από τη λήψη οδηγιών έως την εφαρμογή ολόκληρης της διαδικασίας δράσης, βελτιώνοντας την ταχύτητα απόκρισης του συστήματος.
3. Εγγενώς ασφαλής: οι πνευματικές βαλβίδες ελέγχου δεν βασίζονται στην ηλεκτρική κίνηση, για να αποφευχθεί ο κίνδυνος ηλεκτρικών σπινθήρων, ειδικά για εύφλεκτα και εκρηκτικά μέρη.
4. Ισχυρή προσαρμοστικότητα: η πνευματική βαλβίδα ελέγχου μπορεί να ρυθμίσει αέριο, ατμό, υγρό και άλλα μέσα, κατάλληλη για διαφορετικές συνθήκες εργασίας.
5. Μεγάλη διάρκεια ζωής: η δομή της πνευματικής βαλβίδας ελέγχου είναι λογικά σχεδιασμένη, η επιλογή υλικού είναι εξαιρετική, με υψηλή ανθεκτικότητα και αξιοπιστία και μπορεί να λειτουργήσει σταθερά για μεγάλο χρονικό διάστημα.
6. εξοικονόμηση ενέργειας και υψηλή απόδοση: μέσω του ακριβούς ελέγχου της ροής και της πίεσης του μέσου, η πνευματική βαλβίδα ελέγχου μπορεί να εξοικονομήσει αποτελεσματικά ενέργεια και να βελτιώσει την αποδοτικότητα της παραγωγής.

Οι πνευματικές βαλβίδες ελέγχου χρησιμοποιούνται ευρέως στις ακόλουθες βιομηχανίες και περιπτώσεις:

1. χημική βιομηχανία: χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της ροής και της πίεσης των υλικών στον χημικό αντιδραστήρα, για να εξασφαλιστεί η σταθερότητα και η ασφάλεια των συνθηκών αντίδρασης.
2. βιομηχανία πετρελαίου: χρησιμοποιείται σε πετρελαιοπηγές, διυλιστήρια πετρελαίου και άλλα μέρη για τη ρύθμιση της ροής και της πίεσης στον αγωγό μεταφοράς πετρελαίου και φυσικού αερίου, για να εξασφαλιστεί η ασφάλεια και η σταθερότητα της διαδικασίας παραγωγής.
3. ηλεκτρική βιομηχανία: χρησιμοποιείται στο σύστημα παροχής νερού λέβητα και στο σύστημα ρύθμισης ατμού του θερμικού σταθμού για να εξασφαλιστεί η σταθερότητα και η απόδοση της λειτουργίας του λέβητα.
4. μεταλλουργική βιομηχανία: χρησιμοποιείται σε υψικαμίνους, μετατροπέα και άλλο εξοπλισμό συστήματος ψύξης νερού, σύστημα ρύθμισης αερίου κ.λπ., για να εξασφαλιστεί η ασφάλεια και η σταθερότητα της διαδικασίας παραγωγής.
5. Φαρμακευτική βιομηχανία: χρησιμοποιείται στη φαρμακευτική διαδικασία παραγωγής διαφόρων υλικών μεταφοράς και ρύθμισης, για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια της διαδικασίας παραγωγής και τα πρότυπα υγείας.

Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας βιομηχανικού αυτοματισμού, η πνευματική βαλβίδα ελέγχου βελτιώνεται και τελειοποιείται συνεχώς. Στο μέλλον, η τάση ανάπτυξης της πνευματικής βαλβίδας ελέγχου αντικατοπτρίζεται κυρίως στις ακόλουθες πτυχές:

1. Έξυπνη: η εισαγωγή έξυπνων αισθητήρων και μονάδων επικοινωνίας για την επίτευξη λειτουργιών απομακρυσμένης παρακολούθησης και διάγνωσης για τη βελτίωση του βαθμού αυτοματισμού και της αξιοπιστίας του συστήματος.
2. Ενσωμάτωση: ενσωματώστε την πνευματική βαλβίδα ελέγχου με άλλο εξοπλισμό ελέγχου για να σχηματίσετε ένα ολοκληρωμένο σύστημα ελέγχου, απλοποιώντας την εγκατάσταση και τη συντήρηση.
3. εξοικονόμηση ενέργειας και προστασία του περιβάλλοντος: βελτιστοποιήστε περαιτέρω τη διαδικασία σχεδιασμού και κατασκευής των πνευματικών βαλβίδων ελέγχου, μειώστε την κατανάλωση ενέργειας, μειώστε την περιβαλλοντική ρύπανση.
4. πολυλειτουργική: η ανάπτυξη πνευματικών βαλβίδων ελέγχου με ποικιλία λειτουργιών για την κάλυψη των πολύπλοκων αναγκών διαφορετικών συνθηκών εργασίας.

Ως ένας αποτελεσματικός, αξιόπιστος και ασφαλής εξοπλισμός ελέγχου βιομηχανικού αυτοματισμού, η πνευματική βαλβίδα ελέγχου έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε πολλές βιομηχανίες. Ο μοναδικός σχεδιασμός της δομής και τα τεχνικά πλεονεκτήματά της την καθιστούν αναπόσπαστο μέρος της σύγχρονης βιομηχανικής παραγωγής. Στο μέλλον, με τη συνεχή καινοτομία και ανάπτυξη της τεχνολογίας, η πνευματική βαλβίδα ελέγχου θα δείξει σίγουρα περισσότερες δυνατότητες και χώρο ανάπτυξης σε περισσότερους τομείς, παρέχοντας πιο τέλειες λύσεις για την παραγωγή και την προστασία του περιβάλλοντος διαφόρων βιομηχανιών.