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.

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.

صمام التحكم الهوائي يتكون أساسا من الأجزاء التالية:

1. جهاز التشغيل الهوائي: هذا هو المكون الأساسي لصمام التحكم الهوائي ، وهو مسؤول عن استقبال الإشارات من نظام التحكم (مثل PLC) ، وسيتم تحويلها إلى عمل ميكانيكي.عادة ما يتضمن جهاز التشغيل الهوائي الحجاب الحاجز الهوائيالمكونات المكونة من الربيع والمحرك والصمام.
2. جسم الصمام المنظم: بما في ذلك رزمة الصمام ومقعد الصمام وجسم الصمام نفسه. الرزمة والمقعد هما المكونات الرئيسية لتحقيق تأثير الاختناق،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.
4. الملحقات: مثل صمامات تصفية تخفض الضغط، صمامات الكهربائية، أجهزة تشغيل يدوية، وما إلى ذلك، تستخدم لمساعدة التشغيل الطبيعي للنظام.

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.

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 ، يتحرك قضيب الدفع صعوداً ، مما يدفع جذع الصمام والدوال إلى الأعلى ، ويفتح الصمام على نطاق واسع.
• عندما تنخفض إشارة ضغط الهواء ، يتحرك عصا الدفع لأسفل ، مما يدفع جذع الصمام والدوال إلى أسفل ، ويغلق الصمام قليلاً.

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 المدخل ، يتوقف الصمام عن التحرك ، وبالتالي يضمن دقة واستقرار التنظيم.

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 العلوي من خلال خط الأنابيب ويعمل على القرص العلوي ، يتم توازن القوة الناتجة بقوة رد الفعل للربيع ،الذي يحدد الموقف النسبي للفول والمقعد، وبالتالي التحكم في الضغط بعد الصمام. عندما P2 يزيد، والقوة على القرص العلوي يزداد، يتغلب 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.

في عملية ضبط كاملة، تغييرات فتح الصمام، وسوف تعطي رافعة ردود الفعل الموضع إشارة ردود الفعل في الوقت الحقيقي.يعدل الموضع 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.

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

1. التحكم البسيط: تشغيل وصيانة صمام التحكم الهوائي بسيط نسبيًا ، ولا يتطلب دوائر إلكترونية معقدة ، مما يقلل من معدل الفشل وتكاليف الصيانة.
2. الاستجابة السريعة: 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.
3. الأمان الجوهري: صمامات التحكم الهوائية لا تعتمد على محرك الطاقة الكهربائية ، لتجنب خطر الشرارات الكهربائية ، خاصة في الأماكن القابلة للاشتعال والانفجار.
4. القدرة القوية على التكيف: صمام التحكم الهوائي يمكن أن ينظم الغاز والبخار والسائل وغيرها من الوسائط ، مناسبة لظروف العمل المختلفة.
5. عمر خدمة طويل: هيكل صمام التحكم الهوائي مصمم بشكل معقول ، واختيار المواد ممتاز ، مع متانة عالية وموثوقية ،ويمكن أن تعمل بشكل مستقر لفترة طويلة.
6. توفير الطاقة وكفاءة عالية: من خلال التحكم الدقيق في تدفق الوسائط والضغط ، يمكن أن توفر صمام التحكم الهوائي الطاقة بشكل فعال وتحسين كفاءة الإنتاج.

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

1. الصناعة الكيميائية: تستخدم لتنظيم تدفق وضغط المواد في المفاعل الكيميائي ، لضمان استقرار وسلامة ظروف التفاعل.
2. صناعة البترول: تستخدم في آبار النفط ومصافي النفط وأماكن أخرى لتنظيم تدفق الضغط في خطوط نقل النفط والغاز،لضمان سلامة واستقرار عملية الإنتاج.
3. صناعة الطاقة الكهربائية: تستخدم في نظام إمدادات المياه في المرجل ونظام تنظيم البخار في محطة توليد الطاقة الحرارية لضمان استقرار وكفاءة تشغيل المرجل.
4. الصناعة المعدنية: تستخدم في فرن عال، ومحول وغيرها من المعدات نظام تبريد المياه، ونظام تنظيم الغاز، الخ، لضمان سلامة واستقرار عملية الإنتاج.
5. صناعة الأدوية: تستخدم في عملية إنتاج الأدوية من مختلف المواد النقل والتنظيم، لضمان دقة عملية الإنتاج والمعايير الصحية.

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:

1. الذكية: إدخال أجهزة استشعار ووحدات اتصال ذكية لتحقيق وظائف المراقبة والتشخيص عن بعد لتحسين درجة الأتمتة وموثوقية النظام.
2. التكامل: دمج صمام التحكم الهوائي مع معدات التحكم الأخرى لتشكيل نظام تحكم متكامل ، مما يسهل التثبيت والصيانة.
3. توفير الطاقة وحماية البيئة: زيادة تحسين عملية تصميم وتصنيع صمامات التحكم الهوائي، وتقليل استهلاك الطاقة، وتقليل التلوث البيئي.
4. متعددة الوظائف: تطوير صمامات التحكم بالتنفسية مع مجموعة متنوعة من الوظائف لتلبية الاحتياجات المعقدة لظروف العمل المختلفة.

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.