پوزیشنر

پوزیشنر چیست؟ 

پوزیشنر (Positioner) یکی از تجهیزات مهم و ضروری هنگام استفاده از شیرآلات کنترلی است که وظیفه تعیین موقعیت صحیح استم شیر (Stem) را بر اساس سیگنال خروجی از کنترلر (معمولا 4 تا 20 میلی آمپر یا 3 تا 15 psi) برعهده دارد. در اتوماسیون صنعتی از پوزیشنر برای بهبود عملکرد شیرهای کنترل، افزایش سرعت واکنش شیر، کنترل دقیق موقعیت شیر، کاهش اصطکاک بین شیر و سیال و قابلیت کنترل از راه دور (پوزیشنر دیجیتالی) استفاده می شود.

پوزیشنرها با تنظیم فشار هوای ورودی به اکچویتور شیر را در موقعیت مناسب قرار می ‌دهند در واقع این تجهیزات موقعیت دقیق شیر را کنترل کرده و به جای اینکه کنترلر فرآیند به‌ طور مستقیم سیگنالی برای حرکت دادن شیر به اکچویتور ارسال کند به پوزیشنر ارسال کرده و پس از آنالیز آن، پوزیشنر سیگنال پنوماتیک به اکچویتور (Actuator)  منتقل می کند.

آنها سیگنال کنترلی دریافتی از سیستم کنترل را ارزیابی کرده و شیر را به درصد باز و بسته شدن مورد نظر می‌ رسانند. بدون استفاده از پوزیشنر، تعیین اینکه آیا شیر در موقعیت مطلوب قرار دارد یا نه، ممکن نیست. به همین دلیل استفاده از پوزیشنرها در سیستم‌ های کنترلی ضروری و حیاتی است. 

پوزیشنرها بر اساس سیگنال ورودی از کنترلر دارای سه مدل الکتروپنوماتیکی، پنوماتیکی و دیجیتال (هوشمند) می باشند که پوزیشنرهای دیجیتال به دلیل دقت بسیار بالاتر و مصرف هوای کمتر نسبت به دو مدل دیگر از محبوبیت بیشتری برخوردار هستند. توجه نمایید که هنگام انتخاب پوزیشنرها نوع مکانیزم شیر کنترلی (دابل اکت، سینگل اکت، خطی و روتاری) را در نظر بگیرید. به عنوان مثال از پوزیشنرهای روتاری برای شیرهای پرونه ای و توپی و از پوزیشنرهای خطی با شیرهای دیافراگمی و گلوب با حرکت خطی مجرابند استفاده می شود.

پوزیشنر در شیرهای خطی، حرکت استم شیر را کنترل می‌ کند به همین دلیل توسط اتصال فید بک Feed Back Linkage به استم متصل می شود. اما در شیرهای روتاری پوزیشنر روی اکچویتور پنوماتیک نصب می شود و درجه چرخش مجرابند را کنترل می کند. این کنترل دقیق به پوزیشنر این امکان را می‌ دهد که موقعیت صحیح شیر را بر اساس سیگنال‌ های کنترلی دریافتی تعیین کند.

فروش انواع پوزیشنر

فروشگاه تخصصی پیکاتک، به عنوان یکی از بزرگترین واردکنندگان و تأمین‌کنندگان تجهیزات ابزار دقیق و شیرآلات صنعتی در ایران، مفتخر است مجموعه‌ ای جامع و با کیفیت از انواع پوزیشنرها را به مشتریان خود ارائه دهد. پیکاتک انواع پوزیشنرها را از برندهای معتبر جهانی مانند ABB ، زیمنس، سامسون و دیگر برندهای برجسته در تکنولوژی‌های مختلف شامل پنوماتیکی، الکترو پنوماتیکی و دیجیتال با قیمت‌های رقابتی و ارسال سریع به سراسر کشور عرضه می‌ کند.

علاوه بر پوزیشنرها، فروشگاه پیکاتک انواع تجهیزات جانبی مورد نیاز شیرآلات کنترلی مانند اکچویتورها، شیر برقی، رله‌ بوستر و دیگر ملزومات ضروری برای بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های کنترلی را نیز ارائه می‌ دهد. بازدیدکنندگان محترم جهت دریافت مشاوره رایگان و استعلام قیمت پوزیشنر می‌ توانید با کارشناسان فروش ما در فروشگاه پیکاتک تماس بگیرید. 

پوزیشنر چگونه کار می کند؟

پوزیشنر یکی از تجهیزات جانبی است که برای تنظیم فشار هوای ابزار دقیق به منظور عملکرد بهینه اکچویتور یک شیر کنترلی استفاده می‌ شود. به عبارت دیگر، پوزیشنر به منظور دستیابی به موقعیت مناسب استم شیر، فشار هوای ورودی به اکچویتور را تنظیم می‌ کند تا با سیگنال خروجی از کنترلر همخوانی داشته باشد.

پوزیشنر یک رابطه خطی بین سیگنال ورودی از اتاق کنترل و موقعیت شیر کنترلی برقرار می‌ کند. یک پوزیشنر با عملکرد مناسب تضمین می کند که کنترل ولو به خوبی عمل کرده و مطیع سیگنال فرمان می باشد. همچنین هر پوزیشنری باید روشی برای حس کردن موقعیت ولو داشته باشد و این تنها راهی است که آن را قادر می سازد تا موقعیت استم ولو را با سیگنال فرمان مقایسه کند.

با توجه به اینکه اهرم پوزیشنر به‌ طور مستقیم به استم شیر خطی متصل شده است، این اتصال به نام Feed Back Lever شناخته می‌ شود و بازخورد دقیقی از موقعیت شیر به کنترلر ارائه می‌ دهد. کنترلر یا PLC با دریافت اطلاعات موقعیت شیر که توسط پوزیشنر مشخص می‌ شود، قادر خواهد بود با ارسال سیگنال مناسب موقعیت شیر را تغییر دهد.

اگر موقعیت استم شیر با سیگنال ارسالی از کنترلر همخوانی نداشته باشد، فشار پنوماتیکی وارد بر دیافراگم یا پیستون اکچویتور به‌طور خودکار تغییر خواهد کرد. این تغییر فشار باعث می‌ شود که اکچویتور شیر را به موقعیت صحیحی که با سیگنال ارسالی مطابقت دارد، منتقل کند در نهایت با توجه به اتصال اهرم پوزیشنر به استم شیر، این تجهیز بازخوردی از موقعیت شیر به کنترلر ارائه می‌ دهد.

برخی از پوزیشنرها دارای ویژگی هایی مانند سیگنال فیدبک یا عیب یابی خودکار می باشند که با توجه به این ویژگی ها از قیمت گرانتری نسبت به پوزیشنرهای معمولی برخوردار خواهند بود. پوزیشنر با سیگنال فیدبک (Feed back signal) علاوه بر خروجی به اکچویتور، قابلیت ارسال سیگنال فیدبک از موقعیت صحیح استم را در قالب سیگنال 4 تا 20 میلی آمپر به اتاق کنترل دارد.

انواع پوزیشنر

پوزیشنرها به سه گروه زیر بر اساس سیگنال دریافتی از کنترلر تقسیم بندی می شوند. این تجهیزات پس از دریافت سیگنال ورودی و تقویت آن سیگنالی متناسب با ورودی برای کنترل موقعیت باز و بسته شدن شیرآلات به اکچویتور ارسال می کنند.

پوزیشنر پنوماتیکی (Pneumatic Positioner)

پوزیشنرهای پنوماتیک معمولاً سیگنال‌ های پنوماتیکی 3 تا 15 psi را از اتاق کنترل دریافت و پس از تحلیل آن سیگنال پنوماتیک دیگری به اکچویتور ارسال می کنند. این پوزیشنرها با توجه به سیگنال فشار هوای دریافتی، عملگر یا محرک شیر را  تنظیم می‌ کنند تا شیر به موقعیت مورد نظر برسد و در آن موقعیت کنترل شود. در پوزیشنرهای پنوماتیکی سینگل اکت از سه گیج فشار برای نمایش فشار تغذیه، فشار هوای ورودی به پوزیشنر و فشار هوای خروجی از پوزیشنر (ورودی اکچویتور) استفاده می شود.

یکی از مزایای اصلی پوزیشنرهای پنوماتیکی این است که به دلیل عدم وجود جریان الکتریکی در آنها، به‌ طور ذاتی ایمن و بدون خطر (Ex i) هستند که این ویژگی آنها را برای استفاده در محیط‌های خطرناک و انفجاری مناسب می‌سازد. با این حال، به‌ دلیل پیشرفت فناوری و عملکرد دقیق‌ تر پوزیشنرهای الکتروپنوماتیکی و دیجیتال استفاده از پوزیشنرهای پنوماتیکی به‌ تدریج در حال کاهش است. 

پوزیشنر الکتروپنوماتیکی (Electro-Pneumatic Positioner)

پوزیشنر الکتروپنوماتیکی یک سیگنال الکتریکی (معمولا 4-20 میلی آمپر) ورودی از اتاق کنترل را به یک خروجی پنوماتیک (3 تا 15 psi) برای کنترل محرک شیر تبدیل می کند. عملکرد این نوع پوزیشنرها مشابه با پوزیشنرهای پنوماتیکی است اما با این تفاوت که به جای استفاده از فشار هوا به‌عنوان ورودی، از جریان الکتریسیته به‌عنوان سیگنال ورودی استفاده می شود.

پوزیشنر الکتروپنوماتیکی جزء پوزیشنرهای آنالوگ است زیرا سیگنال الکتریکی ورودی به آن یک سیگنال آنالوگ 4 تا 20 میلی آمپر است. پوزیشنر الکتروپنوماتیکی یا ای توپی پوزیشنر دقت بالاتر و پاسخگویی سریع تری در مقایسه با پوزیشنرهای پنوماتیکی دارند همچنین دارای قابلیت ادغام با سیستم های کنترل دیجیتال می باشند.

پوزیشنر دیجیتال (Digital Positioner)

پوزیشنر دیجیتال از نظر دریافت و ارسال سیگنال، عملکردی مشابه با پوزیشنر آنالوگ الکتروپنوماتیکی دارد. اما تفاوت اصلی آنها در این است که سیگنال ورودی الکتریکی به پوزیشنر دیجیتال از نوع دیجیتال است، که امکانات و قابلیت‌های پیشرفته‌ تری را به ارمغان می‌ آورد. پوزیشنر دیجیتال این امکان را فراهم می‌ کند که هر شیر پنوماتیکی به‌طور مؤثر از راه دور کنترل شود. 

پوزیشنرهای دیجیتال یا هوشمند از یک میکروکنترلر (ریزپردازنده) برای تنظیم موقعیت عملگر شیر و همچنین ضبط و نگهداری داده‌ها استفاده می‌کنند. این ریزپردازنده‌ها قابلیت تشخیص و ارتباط دوطرفه را فراهم می‌آورند که به ساده‌سازی تنظیمات و عیب‌ یابی کمک می‌ کند. پوزیشنرهای هوشمند به‌دلیل دقت بالای خود، از جریان هوای کمتری نسبت به پوزیشنرهای آنالوگ استفاده می‌ کنند و امکان تشخیص دیجیتالی آنلاین را فراهم می کنند.

با استفاده از سیگنال‌های دیجیتال، پوزیشنرهای دیجیتال می‌توانند دقت بالاتری در کنترل موقعیت شیرها ارائه دهند و به سرعت به تغییرات سیگنال‌ های ورودی واکنش نشان دهند. این نوع پوزیشنرها معمولاً دارای مزایایی مانند خودتشخیصی، ثبت داده‌ها و ارتباط با سیستم‌ های کنترل پیشرفته (مانند HART یا Fieldbus) هستند.

جدول مقایسه انواع پوزیشنر

برندهای مطرح تولید کننده پوزیشنر

• پوزیشنر ای بی بی ABB
• پوزیشنر فیشر FISHER
• پوزیشنر فلو سرو FLOWSERVE
• پوزیشنر کینترول KINETROL
• پوزیشنر ماسونیلان Masoneilan
• پوزیشنر متسو Metso
• پوزیشنر سامسون SAMSON
• پوزیشنر زیمنس SIEMENS
• پوزیشنر یوکوگاوا Yokogawa

مزایای استفاده از پوزیشنر

پوزیشنرها از اجزای ضروری در استفاده از شیرهای کنترلی به شمار می روند که نقش مهمی در تضمین کنترل دقیق جریان سیال در فرآیندهای مختلف صنعتی ایفا می کنند. در ادامه برخی از مزایای کلیدی استفاده از پوزیشنرها همراه شیرآلات کنترلی ذکر می شود:

• دقت بهبود یافته: پوزیشنرها بازخوردی در مورد موقعیت شیر ارائه می دهند و امکان کنترل دقیق تر نرخ جریان را فراهم می کنند. آنها اثر هیسترزیس را در عملکرد شیر به حداقل می ‌رسانند که منجر به کنترل دقیق ‌تر می‌ شود.
• زمان پاسخگویی سریعتر: پوزیشنرها می‌توانند موقعیت شیر را با سرعت بیشتری در پاسخ به تغییرات در سیگنال کنترل تنظیم کنند و پاسخگویی کلی سیستم را بهبود بخشند. آنها به به حداقل رساندن فاصله زمانی بین سیگنال کنترل و پاسخ شیر کمک می کنند، که در فرآیندهای دینامیکی بسیار مهم است.
• قابلیت‌های ارتباطی: بسیاری از پوزیشنرهای مدرن به پروتکل‌های ارتباطی دیجیتال (مانند HART، Fieldbus Foundation) مجهز هستند که امکان ادغام با سیستم‌های کنترل پیشرفته و نظارت آسان‌تر را فراهم می‌کند. پوزیشنرهای دیجیتال می‌ توانند اطلاعات تشخیصی و داده‌های ارزشمندی را ارائه دهند و به عیب‌ یابی کمک کنند.
• کاهش فرسایش و اصطکاک: با اطمینان از عملکرد شیر در محدوده بهینه خود، پوزیشنرها می توانند سایش مکانیکی را کاهش داده و عمر شیر را افزایش دهند. آنها را می توان با انواع شیرهای کنترلی از جمله شیرهای گلوب، توپی و پروانه ای استفاده کرد.

نکات مهم خرید پوزیشنر

انتخاب و خرید پوزینشر مناسب برای شیر کنترل جهت بهینه سازی و اطمینان از عملکرد شیر بسیار مهم است. برخی از مهمترین نکاتی که هنگام خرید پوزیشنر باید توجه نمایید به شرح زیر است:

• برند سازنده: یکی از پارامترهای مهم هنگام خرید پوزیشنر، توجه به برند و کشور سازنده محصول است زیرا معمولا برندهای معتبر و مشهور مانند فیشر به دلیل کیفیت بالای محصولات خود از قیمت بالاتری برخوردار می باشند.
• نوع پوزیشنر: پوزیشنرها دارای سه مدل پنوماتیکی، الکتروپنوماتیکی و دیجیتال می باشند که بر اساس نوع سیگنال ورودی انتخاب می شوند. هر کدام از این پوزیشنرها دارای مزایایی هستند که بهبود دقت، کنترل بهتر و افزایش سرعت واکنش شیر کمک می کنند.
• نوع اکچویتور: هنگام خرید پوزیشنر نوع عملکرد اکچویتور سینگل اکت و دابل اکت را در نظر بگیرید زیرا پوزیشنرهای مورد استفاده برای اکچویتورهای دابل اکت دارای دو خروجی پنوماتیکی به اکچویتور می باشند. علاوه بر این به نوع حرکت خطی یا روتاری مجرابند شیر توجه نمایید.
• قیمت: پوزیشنرها با توجه به ویژگی های مختلف مانند نوع سیگنال ورودی، متریال، برند، دارای سیگنال فیدبک، عیب یابی خودکار و غیره قیمت های متفاوتی دارند. به عنوان مثال بین سه نوع پوزیشنر پنوماتیکی، الکتروپنوماتیکی و دیجیتالی، پوزیشنرهای دیجیتال به دلیل دقت بالا و ویژگی های پیشرفته از قیمت بالاتری برخوردار هستند.
• سیگنال ورودی: پوزیشنرهای مختلف سیگنال ورودی گوناگونی دارند. به عنوان مثال پوزیشنرهای الکتروپنوماتیکی دارای سیگنال ورودی 4 تا 20 میلی آمپر، پوزیشنرهای پنوماتیکی دارای ورودی معمولا 3 تا 15 psi و پوزیشنرهای دیجیتال دارای پروتکل های ارتباطی دیجیتال مانند HART یا Foundation Fieldbus می باشند. 
• متریال بدنه: پوزیشنرها با انواع بدنه استیل، آلومینیوم و پلاستیکی تولید می شوند. بر اساس شرایط فرآیندی متریال را به گونه ای انتخاب کنید تا از آسیب به محفظه در محیط های خورنده جلوگیری شود.
• دمای فرآیندی: اطمینان حاصل کنید که پوزیشنر می تواند در محدوده دمایی محیط و فرآیند کار کند. همچنین شرایط محیطی مانند رطوبت، گرد و غبار و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی را در نظر بگیرید و یک پوزیشنر با درجه حفاظت از نفوذ (IP) بالا انتخاب کنید.
• تاییدیه ها: برای کاربرد پوزیشنر در مناطق خطرناک اطمینان حاصل کنید که پوزیشنر دارای تاییدیه های ضد انفجاری مانند ATEX، IECEx ،CSA ،  FM  و غیره باشد.