صمام التحكم الهوائي: إدراك المعدات الرئيسية للتحكم في الأتمتة الصناعية

ملخص: كمعدات مهمة للتحكم في الأتمتة الصناعية ، يتم استخدام صمام التحكم الهوائي على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل الصناعة الكيميائية والنفط والطاقة الكهربائية والمعادن وهلم جرا.يستخدم الهواء المضغوط كمصدر طاقة، جنبا إلى جنب مع موقف الصمام الكهربائي والجهاز التشغيلي، لتحقيق التحكم الدقيق في معايير العملية مثل متوسط تدفق والضغط في الأنابيب.سنقوم بتقديم التركيبة الهيكلية، مبدأ العمل، خصائص تطبيق صمام التحكم الهوائي وأهميته في الإنتاج الصناعي.

I. مقدمة

مع التطور السريع للصناعة الحديثة ، يتم استخدام أنظمة التحكم الآلي على نطاق واسع في مختلف المجالات. كجهاز تحكم رئيسي ،يحتل صمام التحكم الهوائي مكانة مهمة في الأتمتة الصناعية بسبب مزاياه في التحكم البسيط، الاستجابة السريعة والسلامة الجوهرية. في هذه الورقة، وسوف نناقش الهيكل،مبدأ العمل وخصائص تطبيق صمام التحكم الهوائي لمساعدة القراء على فهم هذه المعدات الهامة بشكل كامل.

هيكل وتكوين صمام التحكم الهوائي

صمام التحكم الهوائي يتكون أساسا من الأجزاء التالية:

1جهاز التشغيل الهوائي: هذا هو المكون الأساسي لصمام التحكم الهوائي، وهو مسؤول عن استقبال إشارات من نظام التحكم (مثل PLC) ، وسيتم تحويلها إلى عمل ميكانيكي.عادة ما يتضمن جهاز التشغيل الهوائي الحجاب الحاجز الهوائي، والربيع، والجهاز التشغيل، ومكونات جذع الصمام.

2. جسم الصمام المنظم: بما في ذلك لفاف الصمام ومقعد الصمام وجسم الصمام نفسه.أنها تتحكم في تدفق وضغط الوسط من خلال تغيير الموقف النسبي.

3. موقف الصمام: يستخدم لتحسين دقة التحكم في الصمام. موقف وفقًا لإشارة ردود فعل تحريك جذع الصمام لضمان دقة واستقرار عمل الصمام.

4المكونات: مثل صمامات تصفية تخفيف الضغط، صمامات الكهربائية، أجهزة تشغيل يدوية، وما إلى ذلك، تستخدم لمساعدة التشغيل الطبيعي للنظام.

III. مبدأ عمل صمام التحكم الهوائي

يمكن تقسيم عملية عمل صمام التحكم الهوائي إلى الخطوات التالية:

استقبال الإشارة وتحويلها: صمام التحكم الهوائي عبر نظام التحكم (مثل PLC) لاستقبال إشارات التيار أو الإشارات التناظرية ،يتم تحويل هذه الإشارات إلى إشارات هوائية من خلال موقف الصمام الكهربائي أو المحولعلى سبيل المثال، يمكن تحويل إشارة 4-20mA الحالية الشائعة إلى إشارة هوائية 0.02-0.1MPa من خلال موقف الصمام.هذا التحويل يسمح للجهاز التشغيلي الهوائي لإجراء الإجراءات المقابلة وفقا للتغيرات في إشارة الدخول.

2عمل جهاز التشغيل

عندما تدخل الإشارة الهوائية إلى جهاز التشغيل الهوائي، يدفع الهواء المضغوط الغشاء إلى التوسع، والذي بدوره يدفع جهاز التشغيل والصمام،تسبب في تحريك البكرة وتغيير فتح الصمامعلى وجه التحديد:

-عندما تزداد إشارة ضغط الهواء، والعصا دفع تتحرك صعودا، ودفع سيقان الصمام ودوال حتى، والصمام يفتح على نطاق واسع؛

-عندما تقل إشارة ضغط الهواء، والعصا الدفع تتحرك لأسفل، دفع عمود الصمام والدوال لأسفل، والصمام يغلق قليلا.

3دور موقف الصمام

The valve positioner adjusts the action of the pneumatic actuator in real time according to the displacement feedback signal of the valve stem to ensure that the opening of the valve is consistent with the input signalعندما تكون إشارة التغذية الراجعة متوازنة مع إشارة الدخول ، يتوقف الصمام عن التحرك ، وبالتالي يضمن دقة واستقرار التنظيم.

4تعديل تدفق و ضغط الوسيط

يتم تغيير الضغط قبل الصمام (P1) إلى الضغط بعد الصمام (P2) من خلال تأثير الاختناق للفول الصمام ومقعد الصمام. عملية ضبط محددة هي كما يلي:

- تنظيم الضغط: يتم إدخال P2 إلى غرفة الغشاء العلوية من خلال خط الأنابيب ويعمل على القرص العلوي ، يتم موازنة القوة الناتجة بقوة رد فعل الربيع ،الذي يحدد الموقف النسبي للفول والمقعد، وبالتالي السيطرة على الضغط بعد الصمام. عندما P2 يزيد، وزيادة القوة على القرص العلوي، والتغلب على قوة الربيع، يغلق البكرة، يقلل من مساحة التدفق،يزيد من مقاومة التدفق، و P2 ينخفض حتى يصل إلى القيمة المحددة.

- تنظيم التدفق: من خلال تغيير الموقف النسبي للفول والمقعد ، يتم تنظيم منطقة تدفق الوسيط ، وبالتالي التحكم في التدفق. عندما يكون من الضروري زيادة التدفق ،يتم فتح الصمامعندما يكون من الضروري خفض التدفق، يتم إغلاق الصمام.

5ردود الفعل والتنظيم

في عملية ضبط كاملة، تغييرات فتح الصمام، وسوف تعطي رافعة ردود الفعل الموضع إشارة ردود الفعل في الوقت الحقيقي.يعدل الموقع وفقا لهذه إشارة ردود الفعل لضمان دقة واستقرار عمل الصمامعندما تكون إشارة التغذية الراجعة متوازنة مع إشارة الدخول ، يتوقف الصمام عن التحرك ويحافظ على فتح التيار.

IV. خصائص تطبيق صمام التحكم الهوائي

صمام التحكم الهوائي له المزايا الهامة التالية ، مما يجعله يستخدم على نطاق واسع في أنظمة التحكم في الأتمتة الصناعية:

1التحكم البسيط: تشغيل وصيانة صمام التحكم الهوائي بسيط نسبيًا ، لا يتطلب دوائر إلكترونية معقدة ، مما يقلل من معدل الفشل وتكاليف الصيانة.

2استجابة سريعة: بسبب سرعة الاستجابة السريعة لقوة الهواء المضغوط،يمكن إكمال صمامات التحكم الهوائي في فترة زمنية قصيرة من استلام التعليمات إلى تنفيذ عملية العمل بأكملها، تحسين سرعة استجابة النظام.

3أمان جوهري: صمامات التحكم الهوائي لا تعتمد على محرك الطاقة الكهربائية، لتجنب خطر الشرارات الكهربائية، وخاصة في الأماكن القابلة للاشتعال والانفجار.

4قابلية التكيف القوية: صمام التحكم الهوائي يمكن أن ينظم الغاز والبخار والسائل وغيرها من الوسائط، مناسبة لظروف العمل المختلفة.

5- عمر خدمة طويل: هيكل صمام التحكم الهوائي معقول التصميم، واختيار المواد ممتازة، مع عالية المتانة والموثوقية،ويمكن أن تعمل بشكل مستقر لفترة طويلة.

6توفير الطاقة وكفاءة عالية: من خلال التحكم الدقيق في تدفق الوسائط والضغط ، يمكن أن توفر صمام التحكم الهوائي بشكل فعال الطاقة وتحسين كفاءة الإنتاج.

سيناريوهات تطبيق نموذجية

يتم استخدام صمامات التحكم الهوائية على نطاق واسع في الصناعات والأوقات التالية:

1الصناعة الكيميائية: تستخدم لتنظيم تدفق ضغط المواد في المفاعل الكيميائي، لضمان استقرار وسلامة ظروف التفاعل.

2صناعة البترول: تستخدم في آبار النفط ومصافي النفط وأماكن أخرى لتنظيم تدفق الضغط في أنابيب نقل النفط والغاز،لضمان سلامة واستقرار عملية الإنتاج.

3صناعة الطاقة الكهربائية: تستخدم في نظام إمدادات المياه للدخان ونظام تنظيم البخار لمحطة توليد الطاقة الحرارية لضمان استقرار وكفاءة تشغيل الدخان.

4الصناعة المعدنية: تستخدم في فرن عال، محول وغيرها من المعدات نظام تبريد المياه، نظام تنظيم الغاز، الخ، لضمان سلامة واستقرار عملية الإنتاج.

5صناعة الأدوية: تستخدم في عملية إنتاج الأدوية من مختلف مواد النقل والتنظيم، لضمان دقة عملية الإنتاج والمعايير الصحية.

الاتجاه المستقبلي للتطور

مع التطور المستمر لتكنولوجيا الأتمتة الصناعية ، فإن صمام التحكم الهوائي يتحسن باستمرار ويتم تحسينه.اتجاه تطوير صمام التحكم الهوائي ينعكس بشكل رئيسي في الجوانب التالية:

1ذكيإدخال أجهزة استشعار ذكية ووحدات اتصالات لتحقيق وظائف المراقبة والتشخيص عن بعد لتحسين درجة الأتمتة وموثوقية النظام.

2التكامل: دمج صمام التحكم الهوائي مع معدات التحكم الأخرى لتشكيل نظام تحكم متكامل، وتبسيط التثبيت والصيانة.

3- توفير الطاقة وحماية البيئة: زيادة تحسين عملية تصميم وتصنيع صمامات التحكم النيوماتيكية، وتقليل استهلاك الطاقة، وتقليل التلوث البيئي.

4. متعددة الوظائف: تطوير صمامات التحكم النيوماتيكية ذات وظائف متنوعة لتلبية الاحتياجات المعقدة لظروف العمل المختلفة.

الخلاصة

كمعدات تحكم فعالة وموثوقة وآمنة للأتمتة الصناعية ، تم استخدام صمام التحكم الهوائي على نطاق واسع في العديد من الصناعات.تصميمه البنيوي الفريد ومزاياه التقنية تجعله جزءا لا غنى عنه من الإنتاج الصناعي الحديثفي المستقبل، مع الابتكار المستمر وتطوير التكنولوجيا، فإن صمام التحكم الهوائي سيظهر بالتأكيد المزيد من الإمكانات والمساحة للتنمية في المزيد من المجالات،توفير حلول أكثر مثالية للإنتاج وحماية البيئة في مختلف الصناعات.