Ποιο είναι το σύστημα ασφαλείας στην βαλβίδα ελέγχου;

Ποιο είναι το σύστημα ασφαλείας στην βαλβίδα ελέγχου;

Σχεδιασμός ασφαλείας των βαλβίδων ελέγχου: ο ακρογωνιαίος λίθος της σταθερότητας των βιομηχανικών διαδικασιών και της ασφάλειας του προσωπικού

Σύνοψη

Στις σύγχρονες βιομηχανικές αυτοματοποιήσεις, οι βαλβίδες ελέγχου χρησιμεύουν ως τα τελικά στοιχεία ελέγχου, αναλαμβάνοντας την κρίσιμη ευθύνη της ακριβούς ρύθμισης βασικών παραμέτρων της διαδικασίας, όπως η ταχύτητα ροής του υγρού, η πίεση,θερμοκρασίαΩστόσο, κάθε σύστημα μπορεί να αντιμετωπίσει ξαφνικές βλάβες, και σε τέτοιες στιγμές,Ο σχεδιασμός των βαλβίδων ελέγχου “αδύναμης βλάβης” γίνεται ο βασικός μηχανισμός άμυνας που εξασφαλίζει τη συνέχεια των βιομηχανικών διαδικασιών.Το άρθρο αυτό θα παρέχει μια εμπειρογνώμονα ανάλυση του ορισμού, της ταξινόμησης, των μηχανισμών εφαρμογής, της ποιότητας και της ποιότητας του εξοπλισμού, καθώς και της ασφάλειας του προσωπικού.και στρατηγικές εφαρμογής του σχεδιασμού ασφαλείας των βαλβίδων ελέγχου σε διάφορα βιομηχανικά σενάριαΘα διερευνήσει επίσης τον τρόπο με τον οποίο οι προηγμένες τεχνολογίες διάγνωσης σφαλμάτων βελτιώνουν την αξιοπιστία των βαλβίδων ελέγχου, ενσωματώνοντας απρόσκοπτα την τεχνολογία διαγνωστικής βλάβης της εταιρείας Xiangjing (www.shgongboshi.com) εξαιρετικές συνεισφορές και καινοτόμες λύσεις στον τομέα αυτό.Στόχος είναι να παρέχει στον βιομηχανικό τομέα ολοκληρωμένες και βαθιές γνώσεις για να βοηθήσει στην οικοδόμηση ασφαλέστερων και αποτελεσματικότερων αυτοματοποιημένων συστημάτων.

Εισαγωγή

Στις σημερινές όλο και πιο περίπλοκες βιομηχανικές παραγωγικές συνθήκες, η τεχνολογία αυτοματοποίησης διαδραματίζει κεντρικό ρόλο.με τη σταθερότητα και την αξιοπιστία των επιδόσεων τους που επηρεάζουν άμεσα την αποδοτικότητα της παραγωγής, ποιότητα του προϊόντος, κατανάλωση ενέργειας και κρίσιμα μέτρα ασφάλειας.

Βαλβίδες Ελέγχου: Η "καρδιά" των βιομηχανικών διαδικασιών

Αβαλβίδα ελέγχουείναι ένας τύπος βαλβίδας που ρυθμίζει τη ροή του υγρού με την αλλαγή του μεγέθους του διαδρόμου του υγρού.Λαμβάνει σήματα από έναν ελεγκτή για να ελέγχει άμεσα τη ροή και να επηρεάζει έμμεσα τις μεταβλητές της διαδικασίας, όπως η πίεσηΣτην ορολογία ελέγχου αυτοματισμού,

βαλβίδες ελέγχουΟι εν λόγω μηχανισμοί είναι γνωστοί ως "τελικά στοιχεία ελέγχου" και είναι από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα στοιχεία τελικού ελέγχου στη σύγχρονη βιομηχανία.Η σωστή επιλογή και συντήρηση των βαλβίδων ελέγχου είναι κρίσιμης σημασίας για την αύξηση της απόδοσης, ασφάλεια, κερδοφορία και προστασία του περιβάλλοντος.

Σε κυκλώματα ελέγχου διαδικασιών, τα σύγχρονα εργοστάσια αποτελούνται από εκατοντάδες ή ακόμη και χιλιάδες κυκλώματα ελέγχου που συνδέονται μεταξύ τους για να εξασφαλίσουν ότι οι κρίσιμες μεταβλητές της διαδικασίας (όπως πίεση, ροή, επίπεδο,και θερμοκρασία) παραμένουν εντός του απαιτούμενου εύρους, εξασφαλίζοντας έτσι την τελική ποιότητα του προϊόντος.

Οι βαλβίδες ελέγχου βρίσκονται στην καρδιά αυτών των βρόχων, οι οποίες είναι υπεύθυνες για τη ρύθμιση της ροής των υγρών (όπως αέριο, ατμός, νερό,ή χημικά μείγματα) για την αντιστάθμιση των διαταραχών φορτίου και τη διατήρηση των ελεγχόμενων μεταβλητών της διαδικασίας όσο το δυνατόν πιο κοντά στο σημείο αναφοράςΗ πλήρης συσκευή βαλβίδας ελέγχου αποτελείται συνήθως από ένα σώμα βαλβίδας (που περιέχει περάσματα υγρών και στοιχεία ρύθμισης), εσωτερικά στοιχεία βαλβίδας (όπως δίσκοι βαλβίδας, πλάκες βαλβίδας, καθίσματα βαλβίδας,Σώροι βαλβίδων, κ.λπ., που έρχονται σε άμεση επαφή με το υγρό και ρυθμίζουν την ροή), ένας ενεργοποιητής (που παρέχει τη δύναμη κίνησης που απαιτείται για την λειτουργία της βαλβίδας) και διάφορα εξαρτήματα βαλβίδας (όπως τοποθετητές, μετατροπείς,Ρυθμιστές πίεσης τροφοδοσίας, διακόπτες ορίου κλπ.).

Ασφάλεια: Η υψηλότερη προτεραιότητα στον βιομηχανικό σχεδιασμό

Στο πεδίο της βιομηχανικής αυτοματοποίησης, η απλή επίτευξη λειτουργικού ελέγχου είναι ανεπαρκής· είναι επίσης αναγκαίο να ληφθεί υπόψη η συμπεριφορά του συστήματος σε μη φυσιολογικές συνθήκες, δηλαδή, "αποτυχημένη" σχεδίαση.Το σύστημα ασφαλείας αναφέρεται στο σύστημα που εισέρχεται αυτόματα σε προκαθορισμένη, μη επικίνδυνη κατά περίπτωση βλάβης ή απώλειας ισχύος κίνησης, με αποτέλεσμα την πρόληψη ή τον μετριασμό ατυχημάτων.

Ο σχεδιασμός ασφαλείας των βαλβίδων ελέγχου είναι απαραίτητο στοιχείο της βιομηχανικής παραγωγής, ιδίως στην παραγωγή και επεξεργασία επικίνδυνων υλικών υψηλής αξίας, όπως το αργό πετρέλαιο,φυσικό αέριοΠρολαμβάνει αποτελεσματικά μεγάλα ατυχήματα, όπως σε αγωγούς καυσίμων, όπου οι βαλβίδες ασφαλείας κλείνουν αυτόματα όταν εντοπίζονται επικίνδυνες συνθήκες.αποτρέποντας την είσοδο καυσίμου στον θάλαμο καύσης και αποφεύγοντας έτσι πυρκαγιές ή εκρήξειςΕπιπλέον, με την άμεση καθοδήγηση του συστήματος σε ασφαλή κατάσταση, οι οικονομικές απώλειες που προκαλούνται από ζημιές στον εξοπλισμό και τις διακοπές της παραγωγής μπορούν να ελαχιστοποιηθούν.μηχανισμοί ασφαλείας απευθείας προστασίας των χειριστών από δυνητικούς κινδύνους, η οποία είναι η πιο θεμελιώδης σκέψη σε όλα τα βιομηχανικά σχέδια.Πολλές βιομηχανίες έχουν αυστηρούς κανονισμούς και πρότυπα ασφάλειας (όπως βαθμολογίες SIL) που απαιτούν από τον κρίσιμο εξοπλισμό να διαθέτει ειδικές δυνατότητες ασφαλείας., καθιστώντας την κατασκευή ασφαλείας αναγκαία προϋπόθεση για τη συμμόρφωση με τους κανονισμούς.

Xiangjing Company fully understands the importance of fail-safe design for control valves and is committed to providing high-reliability control valve products and solutions that comply with international safety standardsΜέσω της συνεχούς τεχνολογικής καινοτομίας και του αυστηρού ελέγχου ποιότητας, η Xiangjing στοχεύει να γίνει ένας αξιόπιστος εταίρος στην οικοδόμηση ενός ασφαλούς και αποδοτικού βιομηχανικού μέλλοντος.Παρακαλώ επισκεφθείτεΗ επίσημη ιστοσελίδα της εταιρείας Xiangjing.

Πρώτο μέρος: Βασικά στοιχεία για την ασφάλεια των βαλβίδων ελέγχου

Η παρούσα ενότητα θα εξετάσει τις βασικές έννοιες της ασφάλειας από βλάβη των βαλβίδων ελέγχου, συμπεριλαμβανομένου του ακριβούς ορισμού της, του κρίσιμου ρόλου της στην βιομηχανική ασφάλεια,και τη σχέση της με τα διεθνή πρότυπα ασφάλειας (όπως το SIL).

1- Τι είναι η ασφάλεια της βαλβίδας ελέγχου;

Το σύστημα ασφαλείας της βαλβίδας ελέγχου αναφέρεται στην αυτόματη κίνηση του στοιχείου κλεισίματος της βαλβίδας σε προκαθορισμένη θέση όταν διακόπτεται η τροφοδοσία ενέργειας κίνησης (π.χ. βλάβη τροφοδοσίας αέρα από όργανο,διακοπή ρεύματος)Η προεπιλεγμένη αυτή θέση πρέπει να είναι η "ασφαλής" κατάσταση που είναι απαραίτητη για την προστασία της διαδικασίας και του εξοπλισμού.

Ο σχεδιασμός ασφαλείας είναι βασικό στοιχείο της λειτουργικής ασφάλειας, με στόχο τη μείωση των κινδύνων για το προσωπικό, το περιβάλλον και την ιδιοκτησία σε αποδεκτό επίπεδο.σε περίπτωση βλάβης του συστήματος ψύξης, η βαλβίδα νερού ψύξης πρέπει να ανοίγει αυτόματα για την πρόληψη της υπερθέρμανσης και των πιθανών κινδύνων.μπορεί να οδηγήσει σε συνεχή διαρροή καυσίμου, οδηγώντας σε πυρκαγιά ή έκρηξη.

Η έγκαιρη μετάβαση σε μια ασφαλή κατάσταση αποτρέπει τον εξοπλισμό να συνεχίσει να λειτουργεί σε συνθήκες βλάβης και να προκαλέσει ζημιές.οι μηχανισμοί ασφαλείας απευθείας μειώνουν τους κινδύνους που αντιμετωπίζουν οι χειριστές.

Ο σχεδιασμός ασφαλείας είναι στενά συνδεδεμένος με το SIL (Επίπεδο Ακεραιότητας Ασφάλειας). Το SIL είναι μια διακριτική βαθμολογία που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της αξιοπιστίας των λειτουργιών ασφάλειας και την ποσοτικοποίηση της έκτασης μείωσης του κινδύνου.Ένα ενιαίο στοιχείο (όπως μια βαλβίδα ελέγχου) δεν μπορεί να έχει ικανότητα SIL από μόνο τουΈνας τυπικός κύκλος ασφαλείας περιλαμβάνει αισθητήρες, μονάδες αξιολόγησης και έξοδος (όπως ένας PLC ασφαλείας),Συσκευές για την κατασκευή ηλεκτρικών συσσωρευτών και συσσωρευτώνΗ κατασκευή ασφαλείας των βαλβίδων ελέγχου είναι κρίσιμο στοιχείο για την επίτευξη ειδικής ικανότητας SIL,διασφάλιση της αξιόπιστης εκτέλεσης των λειτουργιών ασφάλειας σε συνθήκες χαμηλής ζήτησης (όταν το σύστημα ασφάλειας ενεργοποιείται όχι περισσότερο από μία φορά το χρόνο).

Το σχεδιασμό ασφαλείας είναι βασική πτυχή της διαχείρισης κινδύνου.Η πολυπλοκότητα και οι δυνητικοί κίνδυνοι της βιομηχανικής παραγωγής υπαγορεύουν ότι η συμπεριφορά υπό “ανώμαλες συνθήκες” είναι πιο κρίσιμη.Η ουσία των μηχανισμών ασφαλείας είναι η πρόβλεψη και η άμβλυνση των χειρότερων σενάριων κατά τη φάση του σχεδιασμού, καθοδηγώντας το σύστημα στην κατάσταση "λιγότερο επικίνδυνη".Αυτό δεν είναι απλώς μια τεχνική εφαρμογή αλλά μια συγκεκριμένη εφαρμογή της φιλοσοφίας της ασφάλειας στην μηχανική, αντανακλώντας μια αλλαγή παραδείγματος από την "πρώτη αποτελεσματικότητα της παραγωγής" στην "πρώτη ασφάλεια".η λειτουργία ασφαλείας δεν είναι απλώς μια τεχνική παράμετρος, αλλά μια στρατηγική απόφαση που λαμβάνεται μετά από διεξοδική αξιολόγηση και κατανόηση των κινδύνων σε ολόκληρη τη διαδικασίαΟι εταιρείες που προμηθεύονται και εφαρμόζουν βαλβίδες ελέγχου πρέπει να δίνουν προτεραιότητα στη λειτουργικότητα ασφαλείας τόσο όσο και στην απόδοση, και σε ορισμένες κρίσιμες εφαρμογές,Η ασφάλεια υπερισχύει όλων των άλλων..

2. Ταξινομή και επιλογή των ασφαλή συνθηκών

Οι λειτουργίες ασφαλείας των βαλβίδων ελέγχου κατηγοριοποιούνται κατά κύριο λόγο σε τρεις τύπους, ο καθένας από τους οποίους αντιστοιχεί σε συγκεκριμένα σενάρια εφαρμογής και απαιτήσεις ασφάλειας.Η επιλογή της κατάλληλης λειτουργίας ασφαλείας είναι ζωτικής σημασίας για τη διασφάλιση της ασφαλούς λειτουργίας του συστήματος.

Ελλείψει κλεισίματος (FC) / Ελλείψει κλεισίματος (FC)

Όταν διακόπτεται η ενέργεια κίνησης (όπως η παροχή αέρα ή η παροχή ενέργειας), το στοιχείο κλεισίματος της βαλβίδας ελέγχου μετακινείται αυτόματα στην κλειστή θέση.Η διέλευση του υγρού είναι μπλοκαρισμένηΗ λειτουργία αυτή επιτυγχάνεται συνήθως μέσω ενός ενεργοποιητή επιστροφής ελαστικού, όπου η δύναμη προφόρτωσης του ελαστικού ωθεί την βαλβίδα στην κλειστή θέση όταν χάνεται η πίεση του αέρα ή η ισχύς.

Τα τυπικά σενάρια εφαρμογής περιλαμβάνουν:

• Βαλβίδες αερίου καυσίμου: Σε εφαρμογές καυστήρων,Οι βαλβίδες κλεισίματος ασφαλείας πρέπει να κλείνουν αυτόματα όταν εντοπίζονται μη ασφαλείς συνθήκες (όπως διακοπή τροφοδοσίας) για να αποφεύγεται η είσοδος καυσίμου (αερίου ή πετρελαίου) στον θάλαμο καύσης., αποφεύγοντας έτσι πυρκαγιά ή έκρηξη.
• Βαλβίδες τροφοδοσίας αντιδραστήρα: Σε χημικές αντιδράσεις, εάν η αντίδραση γίνει ανεξέλεγκτη (όπως μια ξαφνική αύξηση της θερμοκρασίας), η βαλβίδα τροφοδοσίας πρέπει να κλείσει αμέσως για να σταματήσει η εισροή υλικού,αποτρέποντας την περαιτέρω κλιμάκωση της αντίδρασης.
• Συστήματα υψηλής πίεσης: Στα συστήματα υγρών υψηλής πίεσης, το κλείσιμο σφάλματος αποτρέπει την τυχαία διαρροή μέσων υψηλής πίεσης, μειώνοντας τον κίνδυνο.

Επικαιροποίηση της λειτουργίας της συσκευής

Όταν διακόπτεται η ισχύς κίνησης, το στοιχείο περιορισμού ροής της βαλβίδας ελέγχου μετακινείται αυτόματα στην ανοιχτή θέση.Αυτή η λειτουργία επιτυγχάνεται επίσης συνήθως μέσω ενεργοποιητών άνοιξης-επιστροφής, αλλά η κατεύθυνση διαμόρφωσης του ελαστικού είναι αντίθετη με τη λειτουργία FC, εξασφαλίζοντας την ώθηση της βαλβίδας στην ανοικτή θέση κατά την αποτυχία.

Τα τυπικά σενάρια εφαρμογής περιλαμβάνουν:

• Βαλβίδες ψύξης νερού: Σε αντιδραστήρες ή άλλα συστήματα που απαιτούν ψύξη, σε περίπτωση βλάβης του συστήματος ψύξης ή διακοπής τροφοδότησης,η βαλβίδα νερού ψύξης πρέπει να ανοίγει αυτόματα για να εξασφαλίζεται συνεχή ροή του μέσου ψύξης, αποτρέποντας την υπερθέρμανση του εξοπλισμού.
• Κύλινδρες ανακούφισης/κυλινδρικές βαλβίδες: Όταν η πίεση του συστήματος γίνεται υπερβολικά υψηλή, οι βαλβίδες ανακούφισης ή κυλινδρικές βαλβίδες ανοίγουν αυτόματα για την απελευθέρωση της πίεσης, προστατεύοντας τον εξοπλισμό και τους σωλήνες.
• Επείγον εξάτμιση: Σε ορισμένες διαδικασίες που απαιτούν εκάστοτε εκάστοτε εξάτμιση, το σύστημα αποτυχίας διασφαλίζει την ταχεία αποφόρτιση του μέσου.

Τελευταία αποτυχία (FL) / Αποτυχία στη θέση της

Όταν η ισχύς κίνησης διακόπτεται, η βαλβίδα ελέγχου παραμένει στην τελευταία θέση πριν από την εμφάνιση της βλάβης.Η λειτουργία αυτή απαιτεί συνήθως πρόσθετους μηχανισμούς κλειδώματος ή συσκευές αποθήκευσης ενέργειας για τη διατήρηση της θέσης της βαλβίδαςΑυτό επιτυγχάνεται συνήθως μέσω ειδικών συσκευών θέσης (με βαλβίδες κλεισίματος) ή διπλής δράσης ενεργοποιητών σε συνδυασμό με συσκευές αποθήκευσης ενέργειας (όπως δεξαμενές αέρα ή υδραυλικές κλειδαριές).Για ατμομηχανές, οι δεξαμενές αέρα μπορούν να παρέχουν μια βραχυπρόθεσμη πηγή αέρα εφεδρικής λειτουργίας για τους ενεργοποιητές διπλής δράσης, επιτρέποντάς τους να διατηρούν ή να ολοκληρώνουν συγκεκριμένες ενέργειες όταν η κύρια πηγή αέρα αποτύχει.

Τα τυπικά σενάρια εφαρμογής περιλαμβάνουν:

• Συστήματα που απαιτούν χειροκίνητη παρέμβαση: Σε ορισμένες πολύπλοκες ή ευαίσθητες διαδικασίες, το άμεσο πλήρες άνοιγμα ή κλείσιμο βαλβίδων μπορεί να έχει πιο σοβαρές συνέπειες.Η λειτουργία ασφαλείας αποτυχίας επιτρέπει στους χειριστές χρόνο για να αξιολογήσουν την κατάσταση και να παρέμβουν χειροκίνητα, φέρνοντας με ασφάλεια το σύστημα σε σταθερή κατάσταση.
• Διατήρηση της τρέχουσας κατάστασης: Σε σενάρια εκτός έκτακτης ανάγκης όπου είναι αναγκαία η διατήρηση της ροής, όπως όταν οι διακυμάνσεις της ροής έχουν ελάχιστη επίδραση στις μεταγενέστερες διαδικασίες,η λειτουργία ασφαλείας μπορεί να αποτρέψει περιττές διακοπές της διαδικασίας.
• Ύψιστης ακρίβειας ρύθμιση: σε κυκλώματα που απαιτούν υψηλής ακρίβειας ρύθμιση, η λειτουργία ασφαλείας αποτρέπει τις βαλβίδες από το να ανοίγουν ή να κλείνουν ξαφνικά πλήρως όταν χάνονται σήματα,μειώνοντας έτσι τον αντίκτυπο στη διαδικασία.

Αρχές επιλογής

Η επιλογή της λειτουργίας ασφαλείας δεν είναι αυθαίρετη, αλλά βασίζεται σε μια ολοκληρωμένη εκτίμηση κινδύνου της συγκεκριμένης διαδικασίας.ή διατηρείται) μπορεί να ελαχιστοποιήσει τον κίνδυνο τραυματισμού του ατόμου.Επιπλέον, παράγοντες όπως οι ιδιότητες του υγρού (φλεγμονώδης, εκρηκτικός, διαβρωτικός),τη δυναμική ανταπόκριση της διαδικασίαςΓια παράδειγμα, για τα μέσα που μπορεί να προκαλέσουν επικίνδυνη συσσώρευση,η προεπιλεγμένη θέση συνήθως επιλέγεται ως κλειστή λόγω αποτυχίαςΓια τα συστήματα που απαιτούν συνεχή ψύξη ή μείωση της πίεσης, η προεπιλεγμένη θέση είναι ανοικτή λόγω αστοχίας.Η IEC 61508) είναι επίσης κρίσιμη, δεδομένου ότι τα πρότυπα αυτά συχνά παρέχουν συστάσεις ή υποχρεωτικές απαιτήσεις για τις λειτουργίες ασφαλείας με βάση συγκεκριμένες εφαρμογές.

Η επιλογή των λειτουργιών ασφαλείας από σφάλματα είναι η πρώτη γραμμή άμυνας στο σχεδιασμό της ασφάλειας της διαδικασίας.Αυτή η προκαθορισμένη συμπεριφορά πρέπει να ευθυγραμμίζεται με τους εγγενείς κινδύνους της διαδικασίας για να εξασφαλιστεί ότιΓια παράδειγμα, η βαλβίδα καυσίμου FC αποτρέπει την ανεξέλεγκτη καύση,ενώ η βαλβίδα ψύξης FO αποτρέπει τις εκρήξεις υπερθέρμανσηςΑυτό ενσωματώνει την αρχή της "ασφάλειας από το σχεδιασμό" αντί να βασίζεται αποκλειστικά σε διορθωτικά μέτρα μετά το ατύχημα.Υπογραμμίζει τη σημασία της διεξαγωγής λεπτομερών αναλύσεων κινδύνου και λειτουργικότητας (HAZOP) και αξιολογήσεων επιπέδου ακεραιότητας ασφάλειας (SIL) της ροής της διαδικασίας κατά τα πρώτα στάδια ενός έργουΠρομηθευτές βαλβίδων ελέγχου όπως:Εταιρεία Xiangjingνα συμμετέχουν σε εμπεριστατωμένες συζητήσεις με τους πελάτες σχετικά με τα χαρακτηριστικά των διαδικασιών τους κατά την παροχή προϊόντων,προσφέροντας επαγγελματικές συστάσεις για την επιλογή της ασφαλείας αντί να πωλεί απλώς τυποποιημένα προϊόντα.

Μέρος δύο: Βασικά στοιχεία για την επίτευξη λειτουργικότητας ασφαλείας
Το παρόν τμήμα παρέχει λεπτομερή εξήγηση των βασικών στοιχείων για την ασφαλή λειτουργία των βαλβίδων ελέγχου κίνησης ∆εντροποποιητών και εδραιωτών βαλβίδων ∆ και αναλύει τις αντίστοιχες αρχές λειτουργίας τους,μηχανισμοί ασφαλείας, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και εφαρμογές στη βιομηχανία.

1. Ενεργοποιητές: Δράσεις ασφαλείας οδήγησης

Οι ενεργοποιητές είναι οι "μύες" των βαλβίδων ελέγχου, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για τη μετατροπή των σημάτων ελέγχου σε μηχανική κίνηση για την αλλαγή της θέσης του στοιχείου περιορισμού ροής της βαλβίδας.Το σχεδιασμό τους καθορίζει άμεσα τη συμπεριφορά της βαλβίδας κατά τη διάρκεια μιας βλάβηςΟι κινητήρες κατηγοριοποιούνται συνήθως σε τρεις κύριους τύπους: πνευματικούς, ηλεκτρικούς και υδραυλικούς.

Πνευματικοί ενεργοποιητές

Πνευματικοί ενεργοποιητές χρησιμοποιούν πίεση συμπιεσμένου αέρα (συνήθως αέρα) για την κίνηση ενός έμβολο ή διαφράγματος,που προκαλεί την κίνηση του στελέχους της βαλβίδας προς τα εμπρός και προς τα πίσω (γραμμική κίνηση) ή περιστρέφεται μέσω μηχανισμού γρανάζαςΗ πίεση του αερίου μπορεί να ασκείται εναλλακτικά και στις δύο πλευρές του έμβολο (διπλή δράση) ή να εισέρχεται μόνο σε μία πλευρά και να βασίζεται σε ελατήριο για την επιστροφή (μοναδική δράση).

Μηχανισμοί ασφαλείας:

• Επιστροφή ελαστικού: Αυτός είναι ο πιο κοινός και εγγενής μηχανισμός ασφαλείας σε πνευματικούς ενεργοποιητές.η προσυμπιεσμένη δύναμη του ελατηρίου ωθεί τον κινητήρα σε προεπιλεγμένη ασφαλή θέση (πλήρως ανοικτή ή πλήρως κλειστή)Η σχεδίαση αυτή είναι απλή και αξιόπιστη, και χρησιμοποιείται ευρέως σε εφαρμογές που απαιτούν σαφή κατάσταση ασφαλείας.
• Υδροδοτήρας/συσσωρευτής αέρα: Για τους διπλόδραστους πνευματικούς ενεργοποιητές, όταν η κύρια παροχή αέρα αποτύχει, η συνδεδεμένη υδροδοτήρας αέρα μπορεί να παρέχει εφεδρικό συμπιεσμένο αέρα,η οποία επιτρέπει στη βαλβίδα να συνεχίσει να λειτουργεί ή να ολοκληρώσει την προκαθορισμένη λειτουργία ασφαλείας εντός συγκεκριμένου χρονικού διαστήματοςΑυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για τη διατήρηση των λειτουργιών της διαδικασίας ή ασφαλή διακοπή λειτουργίας για παρατεταμένη περίοδο,όπως η διασφάλιση ότι μια βαλβίδα ελέγχου συνεχίζει να λειτουργεί κατά τη διάρκεια συγκεκριμένου χρονικού διαστήματος μετά από βλάβη του συμπιεστή αέρα, επιτρέποντας επισκευές ή ασφαλές κλείσιμο.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:

• Πλεονεκτήματα: Απλή δομή, ελαφρύ βάρος και σχετικά εύκολη εγκατάσταση και συντήρηση.Η δύναμη εξόδου και η ταχύτητα λειτουργίας ρυθμίζονται εύκολαΜε υψηλή αξιοπιστία και μακρά διάρκεια ζωής.Πυροστασία, ανθεκτικότητα σε εκρήξεις και ανθεκτικότητα σε υγρασία, κατάλληλη για περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας.Μπορεί να αποθηκεύσει ενέργεια,η οποία επιτρέπει την κεντρική παροχή αέρα και τη μετάδοση μεγάλης απόστασης.
• Μειονεκτήματα: Λόγω της συμπίεσης του αέρα, η ταχύτητα λειτουργίας επηρεάζεται εύκολα από τις αλλαγές φορτίου και η σταθερότητα χαμηλής ταχύτητας είναι κατώτερη από τους υδραυλικούς κυλίνδρους.Η δύναμη εξόδου είναι γενικά μικρότερη από εκείνη των υδραυλικών κυλίνδρων. αργή ταχύτητα μεταφοράς του πνευματικού σήματος, ακατάλληλη για πολύπλοκα συστήματα που απαιτούν υψηλής ταχύτητας μετάδοση του σήματος.Απαιτεί συνεχή παροχή συμπιεσμένου αέρα και τακτική συντήρηση για την πρόληψη διαρροώνΤα αρχικά έξοδα μπορεί να είναι χαμηλότερα, αλλά τα μακροπρόθεσμα λειτουργικά έξοδα (συμπυκνωτές, σωλήνες, συντήρηση) μπορεί να είναι υψηλότερα.

Βιομηχανικές εφαρμογές: Χρησιμοποιείται ευρέως σε εφαρμογές που απαιτούν γρήγορη κίνηση και απαιτήσεις ανθεκτικότητας σε έκρηξη, όπως το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, τα χημικά, τα τρόφιμα και τα ποτά,και βιομηχανίες επεξεργασίας νερού.

Ηλεκτρικοί ενεργοποιητές

Οι ηλεκτρικοί κινητήρες μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε περιστροφική ή γραμμική κίνηση χρησιμοποιώντας κινητήρες (συνήθως σταπτικούς κινητήρες και ελεγκτικούς κινητήρες) για τον έλεγχο της θέσης, της ταχύτητας, της ροπής κλπ.Οι μοτοσυκλέτες βήματος επιτυγχάνουν ακριβή θέση μέσω παλμών, ενώ οι κινητήρες servo επιτυγχάνουν δυναμική ανταπόκριση μέσω ελέγχου ανατροφοδότησης.

Μηχανισμοί ασφαλείας:

• Εφεδρική ισχύς/συμπιεστής: σε περίπτωση διακοπής κύριας ισχύος, electric actuators can be equipped with a backup battery pack or supercapacitor to provide temporary power to complete pre-set fail-safe actions (such as driving the valve to the fully open or fully closed position)Ο μηχανισμός αυτός εξασφαλίζει το τελευταίο φράγμα ασφαλείας σε περίπτωση διακοπής ρεύματος.
• Μηχανοκίνητο ελατήριο: Μερικοί ηλεκτρικοί κινητήρες ενσωματώνουν επίσης μηχανικά ελατήρια, τα οποία χρησιμοποιούν τη δύναμη του ελαστικού για να ωθήσουν την βαλβίδα σε ασφαλή θέση σε περίπτωση διακοπής ρεύματος.Αυτό το σχέδιο συνδυάζει τον ακριβή έλεγχο της ηλεκτρικής ενέργειας με τα εγγενή χαρακτηριστικά ασφαλείας των ελαστικών.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:

• Πλεονεκτήματα: Παρέχει ακριβή και επαναλαμβανόμενη τοποθέτηση, καθιστώντας την ιδανική για αυτοματοποιημένες εργασίες.Χαμηλές απαιτήσεις συντήρησηςΜεγάλη ευελιξία, ικανότητα προσαρμογής σε διάφορα περιβάλλοντα και εύκολο προγραμματισμό για σύνθετα μοτίβα κίνησης.Με δυνατότητα υψηλής ακρίβειας τοποθέτησης και ρυθμιζόμενης ταχύτητας κίνησηςΗ ταχύτητα περιστροφής δεν επηρεάζεται από τις μεταβολές φορτίου και είναι ανεξάρτητη από την τάση και τη συχνότητα τροφοδοσίας.
• Μειονεκτήματα: Το κόστος είναι συνήθως υψηλότερο από τους πνευματικούς ενεργοποιητές.υδροσταθεροποίησηΗ δύναμη εξόδου είναι σχετικά μικρή, ακατάλληλη για βαριές εργασίες.Εξαρτάται από σταθερή τροφοδοσία και ενδέχεται να μην είναι κατάλληλο για εκρηκτικά περιβάλλοντα (εκτός εάν έχει ειδικά σχεδιαστεί)Ο χρόνος κύκλου μπορεί να είναι βραδύτερος από ό,τι τα πνευματικά συστήματα.

Βιομηχανικές εφαρμογές: Κατάλληλο για σενάρια που απαιτούν ακριβή έλεγχο και ευέλικτη λειτουργία, όπως ρομποτικές ορμές βραχίονων, ρυθμίσεις μεταγωγικής ζώνης, γραμμές συναρμολόγησης, γεωργικά μηχανήματα,συστήματα εξαερισμούΧρησιμοποιείται επίσης ευρέως στην παραγωγή ενέργειας, στην επεξεργασία νερού και στις φαρμακευτικές βιομηχανίες.

Υδραυλικοί κινητήρες

Οι υδραυλικοί κινητήρες χρησιμοποιούν υδραυλικό υγρό υπό πίεση (συνήθως λάδι) για να οδηγούν τα έμβολο ή τις λεπίδες, μετατρέποντας την πίεση του υγρού σε μηχανική κίνηση.Η αδιαστολή του υδραυλικού υγρού του επιτρέπει να παράγει τεράστια δύναμη.

Μηχανισμοί ασφαλείας:

• Επιστροφή ελαστικού: Παρόμοια με τα πνευματικά συστήματα, οι υδραυλικοί ενεργοποιητές μπορούν επίσης να ενσωματώσουν ελαστικά για να ωθήσουν την βαλβίδα σε μια προκαθορισμένη ασφαλή θέση χρησιμοποιώντας τη δύναμη του ελαστικού όταν το υδραυλικό σύστημα χάνει πίεση.Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται συνήθως σε εφαρμογές έκτακτης ανάγκης που απαιτούν γρήγορο κλείσιμο ή άνοιγμα..
• Υδραυλική κλειδαριά: Με την κλειδαριά του κυκλώματος υδραυλικού ελαίου, ο ενεργοποιητής παραμένει στην τελευταία του θέση όταν χάνεται η πίεση.Δίδυμες βαλβίδες ηλεκτροσόκ), διασφαλίζοντας ότι η ράβδος εξόδου του έμβολο είναι κλειδωμένη στη θέση της κατά τη διάρκεια διακοπών ισχύος ή σήματος για την αποφυγή διαταραχής του συστήματος.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:

• Πλεονεκτήματα: ικανή να παράγει εξαιρετικά υψηλή ροπή/επιβολή, κατάλληλη για τη λειτουργία μεγάλων βαρυτικών βαλβίδων ή βαρυτικών βαλβίδων υψηλής πίεσης.Γρήγορη απάντηση στα σήματα ελέγχου, κατάλληλο για εφαρμογές ESD (Σύστημα Επείγοντος Κλείσματος) και βαλβίδων που απαιτούν γρήγορη δράση.Η ασφυξία του υδραυλικού υγρού εξασφαλίζει ομαλή και σταθερή κίνηση.
• Μειονεκτήματα: Σύνθετο σύστημα που απαιτεί υδραυλικές αντλίες, δεξαμενές, σωλήνες κλπ., με αποτέλεσμα υψηλά κόστη εγκατάστασης και συντήρησης.που ενδέχεται να μολύνουν το περιβάλλον ή να προκαλέσουν προβλήματα ασφάλειας. Υψηλές απαιτήσεις για την καθαριότητα των υγρών· η μόλυνση των υγρών μπορεί να οδηγήσει σε δυσλειτουργίες.

Βιομηχανικές εφαρμογές: Χρησιμοποιούνται κυρίως σε βαριές εργασίες που απαιτούν υψηλή ισχύ και γρήγορη απόκριση, όπως πλατφόρμες γεωτρήσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου, υδροηλεκτρικοί σταθμοί,μεγάλα βιομηχανικά μηχανήματα, και αγωγούς φυσικού αερίου.

Τα χαρακτηριστικά ασφαλείας ενός ενεργοποιητή είναι εγγενείς ιδιότητες, όχι πρόσθετα χαρακτηριστικά.και οι πηγές ηλεκτρικής ενέργειας υποστήριξης δεν προστίθενται ως πρόσθετα επιπλέον των βασικών λειτουργιών του ενεργοποιητήΓια παράδειγμα, η επιστροφή του ελαστικού χρησιμοποιεί δυναμική ενέργεια,ενώ οι δεξαμενές αέρα χρησιμοποιούν την συμπίεση του αερίου για να αποθηκεύουν ενέργειαΟι μηχανισμοί αυτοί ενεργοποιούνται παθητικά σε περίπτωση ενεργειακής βλάβης, ενσωματώνοντας τη φιλοσοφία σχεδιασμού της "παθητικής ασφάλειας".δεν πρέπει να επικεντρώνεται μόνο στην ικανότητα οδήγησης του ενεργοποιητή αλλά και να κατανοείται πλήρως εάν οι ενσωματωμένοι μηχανισμοί ασφαλείας πληρούν τις ειδικές απαιτήσεις της διαδικασίας.Εταιρεία Xiangjingπαρέχει λεπτομερείς εξηγήσεις των αρχών ασφαλείας των διαφόρων ενεργοποιητών κατά την προσφορά λύσεων βαλβίδων ελέγχου,βοηθώντας τους πελάτες να επιλέξουν τα πιο κατάλληλα προϊόντα για τα σενάρια εφαρμογής τους και εξασφαλίζοντας την αξιοπιστία τους σε ακραίες συνθήκες.

2- Τοποθετητής βαλβίδων: ακριβής έλεγχος και διάγνωση σφαλμάτων

Ο διαμορφωτής θέσης βαλβίδας είναι ένα κρίσιμο εξαρτήμα σε συγκρότημα βαλβίδας ελέγχου.Δεν εξασφαλίζει μόνο ότι η βαλβίδα ανταποκρίνεται με ακρίβεια στα σήματα ελέγχου, αλλά επίσης διαδραματίζει βασικό ρόλο στην ενίσχυση της αξιοπιστίας των βαλβίδων ελέγχου και επιτρέποντας την προηγμένη διάγνωση σφαλμάτων.

Η Λειτουργία και η Σημασία των Εγκαταστάσεων Βαλβίδων

Η κεντρική λειτουργία ενός τοποθετητή είναι η παροχή αέρα υπό πίεση (ή ηλεκτρικού ρεύματος) στον κινητήρα της βαλβίδας,διασφάλιση της ακριβούς ευθυγράμμισης της θέσης του στελέχους της βαλβίδας ή του άξονα της βαλβίδας με το σημείο αναφοράς του συστήματος ελέγχουΤο σύστημα αυτό επιτυγχάνεται συγκρίνοντας την πραγματική θέση της βαλβίδας με την επιθυμητή θέση της βαλβίδας και πραγματοποιώντας τις απαραίτητες προσαρμογές.καθυστέρηση ενεργοποιητή, και ανισορροπημένες δυνάμεις στην πρίζα της βαλβίδας που επηρεάζουν την ακριβή τοποθέτηση της βαλβίδας, βελτιώνοντας έτσι

την ακρίβεια ελέγχου και την ταχύτητα απόκρισης της βαλβίδας ελέγχου.Ο εντοπιστής θέσης απαιτεί συνήθως ανατροφοδότηση θέσης από το στέλεχος της βαλβίδας ή τον άξονα της βαλβίδας και μεταδίδει την κατάσταση θέσης της βαλβίδας στο σύστημα ανώτερου επιπέδου για την παρακολούθηση της διαδικασίας., διάγνωση ελαττώματος ή επαλήθευση εκκίνησης/αποστολής.

Τύποι σημάτων και μηχανισμοί ανατροφοδότησης

Οι βαλβίδες ελέγχου λαμβάνουν σήματα από τους ελεγκτές για να λειτουργήσουν.

• Τύποι σήματος:

1. Πνευματικά σήματα: Οι παραδοσιακοί εξοπλισμοί επεξεργασίας χρησιμοποιούν πνευματικά σήματα πίεσης (συνήθως 20,7 έως 103 kPa,ή 3 έως 15 psig) ως σημεία ρύθμισης ελέγχου για βαλβίδες ελέγχου για να μετακινηθεί η βαλβίδα από θέση 0% σε θέση 100%.
2. Αναλογικό σήμα εισόδου/εξόδου (4-20 mA): Οι περισσότεροι σύγχρονοι μηχανισμοί επεξεργασίας χρησιμοποιούν σήμα συνεχούς ρεύματος 4 έως 20 mA για τη ρύθμιση των βαλβίδων ελέγχου.Ο μετατροπέας I / P στο positioner μετατρέπει το ηλεκτρονικό σήμα ρεύματος σε ένα σήμα πίεσης αερισμούΤο πλεονέκτημα του σήματος 4-20 mA έγκειται στην ισχυρή ανθεκτικότητα του στον θόρυβο, στην αντίσταση στις πτώσεις τάσης και στην ικανότητα αυτοεπιτήρησης (το ρεύμα κάτω από 3,8 mA ή πάνω από 20,5 mA θεωρείται σφάλμα).
3. Ψηφιακό σήμα: Οι ψηφιακοί ελεγκτές βαλβίδων είναι μικροεπεξεργαστές που επικοινωνούν με το σύστημα ελέγχου μέσω ψηφιακών σημάτων.Συνηθισμένα ψηφιακά πρωτόκολλα επικοινωνίας περιλαμβάνουν το HART® (υποβαθμισμένο στο παραδοσιακό σήμα 4-20 mA)Η ασύρματη τεχνολογία παρέχει επίσης μια εναλλακτική μέθοδο για τη μετάδοση πληροφοριών.

• Μηχανισμός ανατροφοδότησης: Οι συσκευές θέσης απαιτούν ανατροφοδότηση θέσης από το στέλεχος της βαλβίδας ή τον άξονα της βαλβίδας για τον ακριβή έλεγχο της βαλβίδας.

1. Μηχανική ανατροφοδότηση: Σε παραδοσιακούς πνευματικούς τοποθετητές,η θέση του στελέχους/άξονα της βαλβίδας συγκρίνεται με τη θέση των φουσκωτών που λαμβάνουν το σήμα ελέγχου με αέρα μέσω μηχανικών συνδέσεων και καμάρωνΗ μέθοδος αυτή έχει μειονεκτήματα όπως υψηλή φθορά, χαμηλή ακρίβεια και μικρή διάρκεια ζωής.
2. Ηλεκτρονική ανατροφοδότηση: Ο μικροεπεξεργαστής σε έναν ψηφιακό ελεγκτή βαλβίδας λαμβάνει ηλεκτρονική ανατροφοδότηση σχετικά με τη θέση της βαλβίδας.Οι αισθητήρες του αποτελέσματος Hall χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της πυκνότητας του μαγνητικού πεδίου σε μια συστοιχία μόνιμων μαγνητώνΑυτό εξαλείφει θέματα όπως η φθορά, η διάβρωση και οι δονήσεις, βελτιώνοντας σημαντικά τη σταθερότητα και την αξιοπιστία.

Τύποι συσκευών θέσης βαλβίδων και ο ρόλος τους στην ασφαλή λειτουργία

• Πνευματικές συσκευές θέσης:

1. Χαρακτηριστικά: Λαμβάνει πνευματικά σήματα και εκπέμπει πίεση αέρα για τη ρύθμιση του ενεργοποιητή.
2. Χρησιμοποίηση σε λειτουργία ασφαλείας: Κατάλληλο για απλές, ανθεκτικές λειτουργίες, ιδίως σε περιβάλλοντα χωρίς τροφοδοσία ηλεκτρικής ενέργειας ή με κίνδυνο έκρηξης, καθώς δεν παράγουν σπίθες.Μπορούν να παρέχουν επαρκή δύναμη για να κλείσουν βαλβίδες.

• Ηλεκτροπνευματικές συσκευές θέσης / αναλογικές συσκευές θέσης I/P:

1. Χαρακτηριστικά: Λαμβάνουν ηλεκτρικά σήματα (συνήθως 4-20mA), τα μετατρέπουν σε πνευματικά σήματα μέσω ενός μετατροπέα I / P και τα παράγουν στον ενεργοποιητή.προσφέρουν μεγαλύτερη ακρίβεια και ανάλυση.
2. Ο ρόλος στην ασφαλή λειτουργία: Συνδυάζει την ακρίβεια του ηλεκτρικού ελέγχου με την ανθεκτικότητα και την ασφάλεια της πνευματικής λειτουργίας.Κατάλληλο για βιομηχανικά περιβάλλοντα με ηλεκτρική και πνευματική υποδομή, καθώς και πολύπλοκες στρατηγικές ελέγχου που απαιτούν μεγαλύτερη ακρίβεια.

• Ψηφιακοί/έξυπνοι εντοπιστές θέσης:

1. Χαρακτηριστικά: Ενσωματωμένος μικροεπεξεργαστής ικανός να δέχεται ψηφιακά σήματα (π.χ. HART, Foundation Fieldbus, Profibus) ή σήματα 4-20mA. Προσφέρει υψηλή ακρίβεια, υψηλή ανάλυση, υψηλή αξιοπιστία,και προηγμένες λειτουργίες διάγνωσης και επικοινωνίας.
2. Ρολά στην ανοχή σφαλμάτων:

• Προηγμένη διάγνωση: Είναι σε θέση να παρακολουθεί σε πραγματικό χρόνο τις επιδόσεις των βαλβίδων, ανιχνεύοντας ανωμαλίες όπως κολλήσεις βαλβίδων, διαρροές, φθορά συσκευασίας και γήρανση της άνοιξης.Αυτό επιτρέπει τη μετάβαση από την προγραμματισμένη συντήρηση στην προβλεπτική συντήρηση, βελτιώνοντας σημαντικά τη συνολική αξιοπιστία του συστήματος σε περίπτωση βλάβης.
• Αυτοκαθορισμός και απομακρυσμένη παρακολούθηση: Πολλές έξυπνες συσκευές θέσης διαθέτουν δυνατότητες αυτοκαθορισμού και απομακρυσμένης παρακολούθησης, απλοποιώντας την εγκατάσταση και την έναρξη λειτουργίας, μειώνοντας το κόστος συντήρησης,και επιτρέπουν την ασφαλή λειτουργία σε επικίνδυνες περιοχές.
• Τεχνολογία ασύνδεσης ανατροφοδότησης: Η χρήση τεχνολογιών ανατροφοδότησης χωρίς επαφή, όπως οι αισθητήρες του αποτελέσματος Hall, εξαλείφει την φθορά, τη διάβρωση, τη βλάβη και την αδιαφορία.και τα ζητήματα δονήσεων που σχετίζονται με παραδοσιακές μηχανικές συνδέσεις και δυνατομέτρα τύπου επαφήςΑυτό βελτιώνει θεμελιωδώς την ακρίβεια και την αξιοπιστία της ανατροφοδότησης της θέσης της βαλβίδας, βελτιώνοντας περαιτέρω τις επιδόσεις ασφαλείας από σφάλματα.

Οι εντοπιστές θέσης είναι το κλειδί για την "ευφυΐα" και την "προβλεπτική ασφάλεια" των βαλβίδων ελέγχου.Οι πρώτοι τοποθετητές αντιμετώπιζαν κυρίως μη γραμμικά ζητήματα σε ενεργοποιητές για να εξασφαλίσουν ακριβή ανταπόκριση της βαλβίδας στα σήματα ελέγχουΜε τις τεχνολογικές εξελίξεις, ιδιαίτερα στις τεχνολογίες μικροεπεξεργαστών και αισθητήρων,Οι ψηφιακοί εντοπιστές δεν επιτυγχάνουν μόνο ακριβή έλεγχο, αλλά και παρακολούθηση της υγείας της βαλβίδας σε πραγματικό χρόνο μέσω ενσωματωμένων διαγνωστικών αλγορίθμων και πρωτοκόλλων επικοινωνίαςΑυτό επιτρέπει στα συστήματα να μεταβούν από την "παθητική αντίδραση στα σφάλματα" στην "δραστική πρόβλεψη και πρόληψη των σφαλμάτων", βελτιώνοντας σημαντικά τα επίπεδα ασφάλειας των σφαλμάτων.Η