منوی دسته بندی

حالت شکست شیر

حالت شکست شیر

یک پارامتر مهم طراحی یک کنترل ولو، موقعیتی است که اگر قدرت انگیزه را از دست بدهد، “شکست” خواهد خورد.

برای شیرهای الکتریکی، این معمولا اخرین موقعیتی است که شیرقبل از از دست دادن قدرت الکتریکی در ان قرار داشت.

برای شیرهای پنوماتیک و هیدرولیکی، گزینه داشتن یک فنر بزرگ وجود دارد که در صورت از دست دادن فشار مایع (فشار هوا پنوماتیک یا فشار روغن هیدرولیک) یک موقعیت شناخته شده “شکست امن” (باز یا بسته) را فراهم می کند.

ساقه شیر مستقیم و معکوس

حالت شکست ایمن یک شیر پنوماتیک / ساقه تابعی از هر دو عمل محرک و عمل بدن شیر است.

برای شیرهای ساقه کشویی، یک محرک مستقیم با افزایش فشار بر روی ساقه فشار می اورد در حالی که یک محرک معکوس با افزایش فشار بر روی ساقه می کشد.

بدنه شیرهای کشویی ساقه به عنوان عمل مستقیم طبقه بندی می شوند.

direct-acting اگر زمانی که ساقه برداشته می شود باز شوند و  در صورت خاموش شدن (نزدیک) هنگامی که ساقه برداشته می شود.

به عنوان معکوس reverse-acting عمل می کنند.

بنابراین، یک شیر کنترل کشویی ساقه، پنوماتیک فعال ممکن است هوا به باز و یا هوا به نزدیک به سادگی با تطبیق محرک مناسب و انواع بدن

رایج ترین ترکیبات یک بدنه شیرمستقیم را با یک محرک شیرمعکوس یا مستقیم ترکیب می کنند، همانطور که در این تصویر نشان داده شده است:

 

ساقه شیر مستقیم

ساقه شیر مستقیم و معکوس

ساقه شیر معکوس

 

شیر ساقه معکوس

بدنه ساقه شیر معکوس که در تصویر سمت چپ نشان داده شده است باز است.

با مایع جریان در اطراف ساقه در حالی که پلاگین گسترده ای در زیر منطقه صندلی قرار دارد.

بدنه شیر معکوس در ساخت و ساز پیچیده تر از بدنه شیرهای مستقیم عمل می کند و بنابراین در کاربردهای شیر کنترل کمتر رایج است.

یک استثنای جالب برای این روند  اگر چه از لحاظ فنی یک شیر کنترل نیست. بلکه یک دستگاه خود فعال است .

برای مثال

تنظیم کننده فشار ازمایشی مدل فیشر ۱۰۹۸EGR است که از یک بدنه دریچه معکوس برای کاهش جریان گاز از طریق ان استفاده می کند

حالت های شکست شیر

حالت شکست شیر ممکن است در نمودارهای ابزار توسط یک فلش با اشاره به جهت شکست (با فرض یک بدنه دریچه مستقیم که در ان حرکت ساقه به سمت بدن بسته می شود.

و حرکت ساقه به دور از بدن دریچه را باز می کند) و  یا اختصارات “FC” (fail closed) و “FO” (شکست باز می شود). سایر حالت های شکست ممکن است، همانطور که توسط این مجموعه ای از نمادهای دریچه نشان داده شده است:

حالت های شکست شیر

به منظور شکست شیرپنوماتیک یا هیدرولیک در حالت قفل شده ، یک دستگاه خارجی باید فشار مایع را در دیافراگم یا محفظه پیستون محرک در صورت از دست دادن فشار عرضه به دام بیندازد.

شیرهایی که در جای خود شکست می خورند و در یک جهت خاص حرکت می کنند .

معمولا توسط محرک های پیستون پنوماتیک دو طرفه فعال می شوند.

این محرک ها از فنر برای ارائه یک حالت شکست قطعی استفاده نمی کنند.

بلکه از فشار هوا برای باز کردن و بستن شیر استفاده می کنند.

در صورت از دست دادن فشار هوا، محرک نه قادر به باز کردن و نه بستن شیر خواهد بود و بنابراین تمایل دارد در موقعیت باقی بماند.

اگر شیر با طراحی کره ای با تر و تمیز نامتعادل باشد.

نیروهای اعمال شده بر روی پلاگین شیرا را در یک جهت حرکت می دهد (باعث رانش).

انتخاب حالت شکست شیر مناسب

مهم است که توجه داشته باشید که چگونه حالت شکست یک شیراغلب با عمل کنترل ان (هوا به باز، هوا به نزدیک) مرتبط است.

به عبارت دیگر، یک شیر کنترل پنوماتیک هوا ی باز به دلیل از دست دادن فشار هوا بسته می شود و بالعکس.

این یک واقعیت مهم است زیرا مهندسی ایمنی خوب مستلزم ان است که عوامل خطر فرایند به جای قرارداد یا عادت سیستم کنترل، حالت شکست شیر مناسب را تعیین کنند.

مردم ممکن است درک عملکرد یک شیر کنترل هوا به باز را اسان تر از یک دریچه هوا به بسته (سیگنال بیشتر = جریان سیال فرایند بیشتر) پیدا کنند.

اما این نباید یک اصل هدایت کننده در انتخاب شیر باشد.

کنترل  ولو های هوا ی باز به طور طبیعی بسته نمی شوند که به این معنی است که انها برای یک برنامه کنترل فرایند خاص مناسب هستند.

تنها در صورتی که این فرایند با یک شیر بسته شکست خورده امن تر از یک شیر باز شکست خورده باشد.

اگر این فرایند با یک شیر باز امن تر باشد، شیر کنترل پنوماتیک مشخص شده برای آن برنامه باید هوا نزدیک باشد.

 

فرایند طراحی Failsafe

در واقع، این اصل اساسی پایه و اساس  تصمیمات گرفته شده برای تمام اقدامات ابزار در حلقه های کنترل بحرانی را تشکیل می دهد:

ابتدا امن ترین حالت شکست شیر را تعیین می کند.

سپس اقدامات ابزار را به گونه ای انتخاب و  یا پیکربندی می کند که محتمل ترین حالت های شکست مسیر سیگنال منجر به حرکت شیر  کنترل به طور مداوم به ان موقعیت (امن تر) می شود.

به عنوان مثال، این سیستم خنک کننده خودکار را برای یک موتور تولید برق بزرگ در نظر بگیرید

سیستم خنک کننده خودکار را برای یک موتور تولید برق

واضح است که برای موتور خطرناک تر است که شیر بسته شود تا اینکه شیر باز شود.

اگر شیر بسته نشود، موتور به دلیل عدم خنک شدن بیش از حد گرم خواهد شد.

اگر باز نشود، موتور صرفا خنک تر از طراحی شده کار می کند.

تنها نتیجه منفی کاهش بهره وری است.

با توجه به این موضوع، تنها انتخاب معقول برای شیر کنترل، شیرای است که باز نمی شود

با این حال، انتخاب های ما در عمل ابزار با شیر کنترل پایان نمی یابد.

فرستنده دما، کنترل کننده و مبدل I / P چگونه باید پیکربندی شوند؟

در هر مورد، پاسخ باید به گونه ای عمل کند که شیر در صورت وقوع محتمل ترین خطای سیگنال ورودی، به طور پیش فرض به موقعیت شکست ایمن خود (کاملا باز) عمل کند.

بررسی سیستم کنترل: مبدل I / P

قدم زدن “به عقب” از طریق سیستم کنترل از شیر به سنسور دما، ابزار بعدی که ما با ان مواجه می شویم مبدل I / P است.

کار آن، تبدیل یک سیگنال جریان ۴-۲۰ میلی متر به یک فشار پنوماتیک مربوطه است که محرک دریچه می تواند استفاده کند.

از انجا که ما می دانیم که حالت شکست شیر بر اساس از دست دادن فشار هوا فعال است.

ما می خواهیم I / P به گونه ای پیکربندی شود که حداقل فشار را در صورت خطای الکتریکی در سیم کشی سیگنال ورودی ۴-۲۰ میلی متری خود تولید کند.

این که ایا سیم کشی کوتاه نمی شود یا باز نمی شود.

نتیجه در پایانه های ورودی I / P 0 میلی امپر خواهد بود.

بنابراین، پیکربندی مبدل I / P باید مستقیم باشد.

به گونه ای که یک سیگنال ورودی ۴ تا ۲۰ میلی متر به ترتیب فشار خروجی ۳ تا ۱۵ PSI تولید می کند (یعنی حداقل جریان ورودی حداقل فشار خروجی را تولید می کند).

کنترل کننده فرایند

ابزار بعدی در حلقه کنترل کننده است.

در اینجا، ما می خواهیم به احتمال زیاد شکست سیگنال ورودی منجر به حداقل سیگنال خروجی شود.

بنابراین شیر(یک بار دیگر) به طور پیش فرض به موقعیت “شکست امن” خود می رسد.

در نتیجه، ما باید کنترل کننده را برای حرکت مستقیم پیکربندی کنیم، همانطور که با مبدل I / P انجام دادیم (به عنوان مثال کاهش سیگنال PV از یک سیم شکسته یا اتصال شل در مدار ورودی منجر به کاهش سیگنال خروجی می شود).

شکست شیر در شرایط اضطراری

یکی دیگر از جزئیات مهم در این سیستم پیکربندی کنترل کننده به گونه ای است که نمایشگر اپراتور برای سیگنال خروجی هنوز به صورت بصری ثبت می شود:

۰٪ هنوز هم باید یک شیر کنترل بسته را نشان دهد،

در حالی که ۱۰۰٪ هنوز هم باید یک شیر باز را نشان دهد.

با دریچه هوا نزدیک (سیگنال به نزدیک از دیدگاه کنترل کننده)، این بدان معنی است که کنترل کننده باید برای نشانه معکوس در صفحه نمایش خروجی پیکربندی شود.

به طوری که خروجی ۴ میلی متر (شیرباز) ۱۰۰٪ باز است و خروجی ۲۰ میلی متر (شیرکاملا بسته) ۰٪ خوانده می شود.

این اطلاعات برای تکنسین که کنترل کننده خدمات است  مهم تر است.

که اپراتور با استفاده از این کنترلر هر روز کاری می بیند چیزی است که حس بصری می بیند.

جزئیات  بسیار مهم است اگر یک وضعیت اضطراری رخ دهد.

  اپراتور باید تصمیمات کسری از ثانیه را بر اساس نشانه هایی که می بیندانجام دهد.

جمع بندی

در این مقاله به بررسی انواع حالت های شکست شیر و راه حل آن پرداخته ایم.

شما می توانید انواع کنترل ولو، کنترل ولو فیشر، کنترل ولو سامسون، کنترل ولو سه راهه سامسون و انواع آبی توپی پوزیشنر، آی توپی پوزیشنر سامسون، آی توپی پوزیشنر YTC،  آی توپی پوزیشنر ABB، آی توپی پوزیشنر زیمنس، آی توپی پوزیشنر فیشر، آی توپی پوزیشنرماسونیلان، آی توپی پوزیشنر متسو، شیرپنوماتیک سامسون  و… را از شهباز صنعت تهیه کنید.

مقالات مرتبط:

انتخاب سایز مناسب کنترل ولو

کالیبراسیون کنترل ولو

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *