جهت مشاوره و خرید تلفنی با شماره : 88344718-021 ( 30 خط ویژه ) تماس بگیرید
جستجو
Filters
بستن

کنترل ولو

مرتب سازی بر اساس
نمایش در هر صفحه

کنترل ولو چیست :

تمام اقلامی که در مسیر لوله کشی استفاده می شوند را اجزا پایپینگ می گویند  .
 به طور کلی سیستم لوله کشی صنعتی از 4 جز تشکیل شده است که در ادامه مرجع پایپینگ به معرفی آنها می پردازیم.

1.    لوله (Pipe)
2.    اتصالات (Fitting)
3.    فلنج (Flange)، آب بند (Gasket)
4.    شیرآلات صنعتی (Valve)

شیر الات صنعتی :  

شیرها وظایف مختلفی در سیستم پایپینگ برعهده دارند که از مهمترین آنها می توان به کنترل فشار، جهت جریان و دبی جریان اشاره کرد .ولو ها (شیر ها) به سه دسته کلی تقسیم می شوند که در هر دسته انواع مختلفی شیر قرار دارند.

دسته اول شیرهایی که وظیفه قطع و وصل کردن کامل جریان را دارند:

بال ولو (شیر توپی یا Ball Valve)، گیت ولو (شیر دروازه ای یا Gate Valve) و پلاگ ولو ها (شیر سماوری یا Plug Valve)

دسته دوم شیر هایی که وظیفه کنترل جریان را بر عهده دارند :: شیرهای سوزنی (Needle Valves)، شیرهای کروی (Globe Valves) و شیرهای پروانه ای (Butterfly Valves) , شیرهای کنترلی (control valve )

دسته سوم شیر هایی یک طرفه که وظیفه جلوگیری از بازگشت سیال را دارند: چک ولوها (Check Valves)

 

کنترل ولو  

کنترل ولو ها همان طور که از اسمشان مشخص است در دسته شیرآلاتی که برای کنترل جریان به کار می روند، قرار می گیرد. در یک تعریف ساده، گروهی از شیرآلات صنعتی که وظیفه کنترل کردن پارامتر های فیزیکی سیال نظیر فشار، دما، جریان و سطح را بر عهده دارند، کنترل ولو (شیرهای کنترل یا control valve) نامیده می شوند.  رایج ترین قطعات کنترل نهایی که در سیستم های فرایندی به کار می روند، شیر های کنترلی (کنترل ولو) هستند. کنترل ولو (شیر کنترل) با کنترل و تنظیم سیال، که ممکن است گاز، بخار، آب یا یک محلول شیمیایی باشد، به مقابله با عامل آشفتگی رفته و سعی می کند متغیر فرآیند را تا حد امکان به نقطه تنظیمی اولیه باز گرداند. 

 


معمولا هر جا از کنترل ولو (شیر کنترلی) صحبت می شود، منظور از آن (مجموعه کنترل ولو) است. مجموعه کنترل ول (شیر کنترلی) قاعدتا از یک بدنه ولو valve body، مجموعه اجزای داخلی ولو (internal trim)، یک اکچویتور (actuator) برای به حرکت در آوردن قطعات شیر و متعلقات جانبی نظیر موقعیت دهنده positioned، ترانسدیوسرها (transducer)، رگلاتور های فشار تغذیه (supply pressure regulator)، عملگر های دستی manual operator، ضربه گیرها snubber و سوئیچ های حدی limit switch  تشکیل می شود.

 

اجزای کنترل ولو : 

مسلما کنترل ولو ها جزء قطعات بسیار مهم حلقه های کنترلی فرآیند هستند، هر چند شاید مهم ترین قطعه نباشند. اجزای یک کنترل ولو (شیر کنترلی) همانند یک زنجیر به هم پیوسته هستند و استحکام یک زنجیر به استحکام ضعیف ترین حلقه آن وابسته است. البته شیر های کنترلی، ضعیف ترین جزء این مجموعه نمی باشند. 


اجزای اصلی یک کنترل ولو به شرح زیر است 

پلاگ (Plug): پلاگ در واقع در مسیر عبور جریان قرار دارد و اجازه عبور یا عدم عبور جریان را می دهد. در صورت دقت به تصویر کنترل ولو مشاهده می شود که اگر پلاگ به پایین بیاید، مسیر سیال بسته خواهد شد. همچنین با وارد شدن فشار به پلاگ، پلاگ به پایین آمده و بر روی نشیمنگاه (seat) قرار می‌گیرد.

ساقه (Stem): وظیفه اصلی ساقه به حرکت در آوردن پلاگ است. ساقه (stem)، محل اتصال بدنه کنترل ولو به عملگر (actuator) است. فشار هوای وارد شده به عملگر، از طریق ساقه به پلاگ وارد می شود و باعث می گردد که پلاگ به بالا یا پایین حرکت کند.

کلاه (Bonnet): یکی دیگر از اجزای اصلی کنترل ولو، کلاه یا کلاهک شیر است. در واقع هنگامی که از اجزای کنترل ولو صحبت می کنیم، منظور از کلاه، کلاهک یا درپوش ولو است. در صورت برداشته شدن کلاه، امکان مشاهده ادوات داخلی ولو وجود دارد. لازم به ذکر است که کلاه به دو صورت پیچی و جوشی می تواند بر روی کنترل ولو قرار گیرد.

 

 

ACTUATOR  :

ویژگی اصلی کنترل ولو ها، این است که این شیرها اتوماتیک بوده و عملگر آن ها در یکی از سه نوع الکتریک، هیدرولیک و یا پنوماتیک تولید می شود. این یعنی کنترل ولو ها در دسته شیر های خودکار قرار دارند. 


پنوماتیکی (Pneumatic): شیرهای کنترل عملگر هوا (پنوماتیک) به طور معمول به دلیل سادگی مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا تنها به یک منبع هوای فشرده نیاز دارند در بعضی از انواع نیز، فشار فرایند از جریان گاز فرآیند فراهم می شود.

اکچویتور پنوماتیکی  (دیافراگمی/پیستونی):
اکچویتور های پنوماتیکی مستقیماً عمل می کنند و از سیگنال هوا از یک دستگاه کنترل خارجی برای ایجاد یک عمل کنترل تعدیل کننده استفاده می کنند. نیروی سیگنال هوا از طریق درگاه فوقانی به اکچویتور وارد می شود و در تمام سطح دیافراگم اکچویتور توزیع می شود. دیافراگم روی صفحه دیافراگم و به نیروی بازگشت فنر فشار می یابد، که سپس ساقه شیر را به حرکت در می آورد.

 

 

اکچویتور برقی(Electrical) : 

اکچویتور های برقی دستگاه هایی هستند که از موتور استفاده می کنند و از سیگنال ورودی الکتریکی برای تولید چرخش شافت موتور استفاده می کنند. این چرخش به نوبه خود توسط اتصال واحد به یک حرکت خطی ترجمه شده است، که باعث می شود ساقه شیر و پلاگ را برای کنترل جریان حرکت دهد.

 

اکچویتور هیدرولیکی (Hydraulic):  محرک های هیدرولیکی فشار سیال را به حرکت تبدیل می کنند. در نوع هیدرولیکی آن ها دریچه توسط محیط نامتراکمی مانند آب یا روغن فعال می شود.

 

عملکرد کنترلی شیر کنترل 

عملگر (Actuator) در شیر کنترل از طریق میله (Stem) به شیر متصل می شود و نیروی لازم جهت حرکت شیر را فراهم می کند. همان گونه که در بخش بالا مطرح شد، محرک را می توان به صورت الکتریکی، پنوماتیک یا هیدرولیکی کنترل کرد شیر کنترل به منظور کار کردن، سیگنالی از کنترل کننده ای مانند PLC یا DCS دریافت می کند. کنترل کننده سرعت جریان واقعی را با مقدار جریان دلخواه مقایسه می کند که به آن SetPoint می گویند و نوعی خروجی تولید می کند تا شیر را حرکت داده و در نهایت سرعت جریان را به مقدار مطلوب و تنظیم شده برساند. واکنش کنترلی شیر کنترل به دو صورت زیر بررسی می شود:

 
کنترل کننده PID شیر کنترل 

ممکن است این پرسش مطرح شود که با تغییر سرعت جریان، دریچه به چه مقداری می تواند باز یا بسته شود؟
در جواب ابتدا باید اشاره کرد که این رخداد به موارد گوناگونی هم چون درصد تغییر دبی و یا قطر لوله بستگی خواهد داشت. صرف نظر از این، کنترل کننده نیز باید به گونه ای تنظیم شود که با ایجاد هر گونه تغییری در سرعت جریان، بتواند پاسخی صحیح به سیستم اصلی ارسال کند. این امر به صورت معمول با استفاده از کنترل PID در PLC یا Controller حاصل می شود.

 

1. در حالت عادی:

 بسته در حالت عادی (Normally-Closed)

شیر هنگام روشن شدن باز می شود و هنگامی که جریان در آن قطع است، فنر جدا شده در داخل شیر، آن را مجبور به بسته شدن می کند. نیروی مغناطیسی سیم پیچ برقی باید بر نیروی فنر غلبه کند تا شیر باز شود. اگر این اتفاق رخ ندهد، نیروی فنر دریچه را بسته نگه می دارد و در صورت قطع برق، شیر به طور خودکار بسته می شود

باز در حالت عادی (Normally-Open)

شیر هنگام روشن شدن بسته می شود و با قطع شدن  جریان، فنر جدا شده در داخل شیر، آن را مجبور به باز شدن می کند. نیروی مغناطیسی سیم پیچ برقی باید بر نیروی فنر غلبه کند تا دریچه بسته شود. اگر چنین نشود، نیروی فنر دریچه را باز نگه می دارد. در صورت قطع برق، شیر به طور خودکار باز می شود.

 
2. در حالت خرابی: 

 به علت ویژگی های ساختاری عملگرهای پنوماتیک یک شیر کنترل، هنگام از دست رفتن سیگنال کنترل، شیر کنترل در موقعیت خاصی از کار می افتد و دریچه های محرک یا اتوماتیک پس از خارج شدن نیروی عملگر به حالت از قبل تعیین شده باز می گردند. با افزایش فشار هوا، دیافراگم (Diaphragm) لاستیکی شیر به سمت فنر فشار آورده و پایه شیر را به سمت پایین بدنه شیر منتقل می کند. با کاهش فشار هوا، فنر پایه شیر را از بدنه آن خارج می کند.

این موقعیت که در آن شیر کنترل در صورت افت سیگنال به آن تغییر می کند، به عنوان "حالت ایمن در زمان خرابی" (Control Valve Fail-safe-Mode) شناخته می شود. تعریف نوع حالت ایمنی در برابر خرابی به برنامه ای که در شیر کنترل برای آن استفاده می شود، بستگی دارد:
بسته در حالت خرابی (Fail-Closed): گاهی عملگر موجب بسته شدن دریچه در یک شیر کنترل می شود.


باز در حالت خرابی (Fail-Open): گاهی نیز عملگر می تواند سبب باز شدن دریچه در شیر کنترل می شود.
در عملکرد عادی شیر کنترل، نیروی فنر باید بر عملگر الکتریکی یا پنوماتیکی غلبه کند. در صورت قطع برق در عملگر، نیروی الکتریکی یا پنوماتیکی دیگر وجود نخواهد داشت و فشاری که فنر ایجاد می کند دریچه را مجبور به باز شدن خواهد کرد.

کنترل کننده PID شیر کنترل  ممکن است این پرسش مطرح شود که با تغییر سرعت جریان، دریچه به چه مقداری می تواند باز یا بسته شود؟

در جواب ابتدا باید اشاره کرد که این رخداد به موارد گوناگونی هم چون درصد تغییر دبی و یا قطر لوله بستگی خواهد داشت. صرف نظر از این، کنترل کننده نیز باید به گونه ای تنظیم شود که با ایجاد هر گونه تغییری در سرعت جریان، بتواند پاسخی صحیح به سیستم اصلی ارسال کند. این امر به صورت معمول با استفاده از کنترل PID در PLC یا Controller حاصل می شود.

برای اتوماسیون شیرآلات صنعتی، محرک های آن ها را می توان در انواع کارخانه های فرآیندی به کار گرفت. از آن ها در تصفیه خانه های فاضلاب، نیروگاه ها، پالایشگاه ها، معادن و فرآیندهای هسته ای، کارخانه های تولید مواد غذایی و خطوط لوله استفاده می شود. محرک های شیرآلات سهم عمده ای در کنترل خودکار فرآیند دارند و از نظر طراحی و بعد با سایر شیرآلات صنعتی تفاوت دارند.

 

متریال و یا نوع جنس به کار رفته 

متریال یا جنس کنترل ولو ها انواع مختلفی دارد. این مواد اولیه شامل کلاهک یا درپوش، بدنه، ساقه و نشیمنگاه می شود.  متریالی چون: کربن استیل، استنلس استیل، چدن، آهن انعطاف پذیر، برنج، برنز، چدن و PVC  جنس شیرهای کوچک از برنز، برنج، و فولاد ساخته می شود. ولی ولو های سایز بزرگ از چدن، فولاد (استیل) ساخته می شود. چرا که در معرض فشار های بالا قرار می گیرند.  نشیمنگاه هم می تواند از جنس بدنه باشد. البته با توجه به نوع کاربردشان؛ در ساخت آن ها از مواد اولیه متفاوت با بدنه هم ساخته می شوند. بدنه شیرآلات هم معمولا از جنس استنلس استیل، برنج و برنز ساخته می شود.

 

کاربردهای شیر کنترل در صنعت:

شیرهای کنترلی در کاربردهای مختلفی استفاده می‌‌شوند چراکه اهداف مختلفی برای استفاده از آنان وجود دارد و از عناصر مهم سیستم‌های کنترل صنعتی به شمار می‌‌روند. به طور کلی ، آنها با تغییر اندازه مقدار سیال عبوری که بر اساس سیگنال‌های کنترل کننده به آن‌ها می‌‌رسد، سرعت مایعات مانند مواد شیمیایی  گازها یا بخار را کنترل می‌‌کنند. با تعیین سرعت عبور مواد می‌توان مشخصه‌هایی از فرآیند مانند فشار یا دما را کنترل کرد. هر کارخانه تولیدی از صدها حلقه کنترلی مختلف برای تولید محصولات خود استفاده می‌کند. در همه حلقه‌ها با اندازه گیری پارامترهای فیزیکی به کمک سنسور و ارجاع آن به کنترل کننده و پردازش اطلاعات، سیگنال کنترلی آماده می‌‌شود. اما یکی از اجزای سیستم‌های کنترلی که غیرقابل انکار است، اغتشاش (Disturbance) می‌‌باشد که می‌تواند روند کنترلی سیستم ما را با مشکل رو به رو کند. اغتشاش شامل هر عامل بیرونی و یا محیطی است که بر عملکرد مطلوب سیستم کنترلی تاثیر می‌‌گذارد. اما هنگام مواجهه با اغتشاش چه باید کرد؟ یکی از استراتژی‌های مهم برگرداندن متغیر‌ها به مقداری است که آن‌ها قبل از ورود اغتشاش به سیستم و مختل کردن آن داشته اند می‌‌باشد. این استراتژی معمولا توسط شیرهای کنترل انجام می‌گردد. به عنوان مثال اگر فشار یک سیال زیاد شود ممکن است باعت انفجار شود یا اگر دما بیش از حد زیاد شود ممکن است باعث تولید محصول معیوب شود. در برخی از کاربرد‌ها، از انواع شیر کنترل در حالت‌های fail-close و fail-open در شرایط اضطراری استفاده می‌‌شود.

 

کنترل ولو در چه صنایعی مورد استفاده قرار‌‌ می‌‌ گیرد؟

این شیر در خطوط انتقال صنایع مختلف به عنوان شیر کنترل نهایی مورد استفاده قرار‌‌ می‌‌ گیرد. از جمله این صنایع عبارتند از:
پالایش نفت
تولید کاغذ
مواد شیمیایی و دارویی
صنایع غذایی
نیروگاه‌های برق

 

 

یک مثال از کاربرد کنترل ولو‌ها در سیستم کنترلی :

Filter by:

Clear All
از: 0 تومان تا: 17,250,000 تومان
0 17250000
تلفن پشتیبانی: 88344718-021 ( 30 خط ویژه ) | همه روزه پاسخگوی شما هستیم.