Introducción
Una válvula de control puede recibir una señal de control cambiante sin producir el movimiento esperado.la válvula sólo puede responder después de un retraso notable, o el actuador puede moverse repetidamente en pequeños saltos en lugar de seguir sin problemas el comando.
Estos síntomas a menudo se asocian con banda muerta, histeresis o estiramiento.Comprender la diferencia ayuda a los ingenieros a identificar la causa real del mal control en lugar de ajustar repetidamente el controlador o reemplazar componentes innecesariamente.
1¿Qué es la banda muerta de la válvula de control?
La banda muerta es un rango de cambio de la señal de entrada en el que la válvula no produce un cambio detectable en la posición o la salida.
Por ejemplo, la señal de control puede aumentar ligeramente, pero la válvula permanece inmóvil.
La banda muerta puede ser el resultado de una reacción mecánica en los enlaces, la flexibilidad en las conexiones de montaje, la fricción o la respuesta combinada del actuador y el posicionador.el problema es más notable cuando la dirección del movimiento cambia.
El exceso de banda muerta puede hacer que pequeños ajustes de control sean ineficaces.
2¿Qué es la histeresis?
La histeresis ocurre cuando la posición de la válvula depende en parte de la dirección desde la que se aproxima a una entrada dada.
Por ejemplo, la válvula puede alcanzar una posición mientras la señal aumenta y una posición ligeramente diferente cuando se aproxima a la misma señal mientras la señal disminuye.
La fricción mecánica, la deformación elástica, la reacción negativa y otras características del conjunto de válvulas pueden contribuir a este comportamiento.
La histeresis hace que la relación entre la señal de control y el recorrido de la válvula sea menos repetible.especialmente cuando el proceso opera dentro de un rango de control estrecho.
La banda muerta y la histeresis pueden aparecer juntas, pero no son idénticas.La histeresis describe una diferencia en la respuesta dependiendo de la dirección del enfoque..
3¿Qué es Stiction?
La fricción estática ocurre cuando la fuerza necesaria para iniciar el movimiento de la válvula es mayor que la fuerza necesaria para mantener el movimiento.
Una vez que la fuerza del actuador supera la fricción, la válvula se mueve repentinamente.producen un patrón de deslizamiento de palos.
Las causas comunes incluyen:
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Frotamiento excesivo del embalaje o embalaje ajustado incorrectamente.
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Corrosión, depósitos o contaminación alrededor de los componentes móviles.
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Componentes usados o dañados del actuador.
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Desalineación mecánica o mal montaje.
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Problemas en el posicionador o neumáticos que impiden el movimiento suave del actuador.
El estiramiento puede dar lugar a oscilaciones repetidas del proceso, movimiento innecesario del actuador y mayor desgaste.o aire de instrumento inestablePor lo tanto, el diagnóstico debe tener en cuenta el ciclo de control completo.
4Cómo estos problemas afectan el rendimiento del proceso
Las consecuencias operativas dependen de la aplicación, pero los efectos comunes incluyen:
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Oscilación del proceso:El controlador continúa ajustando su salida porque la válvula no responde sin problemas.
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Precisión de control reducida:Los pequeños cambios en la señal de control no producen cambios predecibles en el flujo.
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Aumento del consumo de energía:Las bombas, compresores, calentadores o sistemas de enfriamiento pueden trabajar más duro para compensar el control inestable.
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Desgaste prematuro de los componentes:Los movimientos repetidos de deslizamiento del palo pueden aumentar la tensión mecánica.
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Mantenimiento innecesario:Los equipos pueden reemplazar los posicionadores o actuadores cuando el verdadero problema es la fricción mecánica o la instalación.
Estos efectos pueden ser particularmente significativos en procesos que dependen de una presión estable, temperatura o regulación del flujo.
5Un enfoque práctico para resolver problemas
Si la salida del controlador cambia continuamente mientras la variable de proceso oscila, comparar la señal de control con el recorrido real de la válvula,cuando se dispone de una retroalimentación fiable de la posición.
Luego, inspeccione el conjunto de válvulas en un procedimiento de mantenimiento controlado.
Revisa los componentes mecánicos.Examinar las conexiones de montaje, la reacción de los enlaces, el estado del embalaje, el movimiento del actuador y los signos de contaminación o corrosión.
Revisa el sistema neumático.Confirmar que el suministro de aire del instrumento es estable y que los tubos, los accesorios y las conexiones de los actuadores no tienen fugas ni restricciones.
Evalúa el posicionador.Un posicionador digital puede ayudar a distinguir entre un comando de posición y la respuesta real de la válvula.
Revisa el ajuste del controlador.Si los sistemas mecánico y neumático funcionan correctamente, comprobar si el circuito de control es demasiado agresivo o si responde a perturbaciones del proceso.
Evite el uso de regulador de ajuste para compensar la fricción mecánica severa. Puede reducir temporalmente la oscilación sin corregir la falla subyacente.
6¿Puede ayudar un posicionador de válvula inteligente?
Los posicionadores digitales de válvulas pueden proporcionar información útil sobre el recorrido de la válvula, la señal de entrada, la presión del actuador y el estado de diagnóstico, dependiendo del modelo y la configuración.
Por ejemplo, los controladores digitales de válvulas Fisher FIELDVUE DVC6200 se pueden utilizar con herramientas de diagnóstico compatibles para evaluar el rendimiento de la válvula.Una evaluación similar puede ser posible con otros posicionadores digitales., incluidos los modelos Masoneilan SVI y Neles ND9000, con sujeción a sus capacidades individuales.
El diagnóstico puede ayudar a identificar una respuesta anormal, pero no demuestra automáticamente que una válvula tenga estiramiento.y condiciones de funcionamiento.
Conclusión
La banda muerta, la histeresis y la estiramiento pueden reducir el rendimiento de la válvula de control, pero describen diferentes comportamientos y pueden tener diferentes causas.Identificar el mecanismo correcto es esencial para seleccionar una acción correctiva eficaz.
Una investigación sistemática de los componentes mecánicos, el aire del instrumento, la retroalimentación del posicionador y el ajuste del controlador es generalmente más eficaz que reemplazar piezas basadas solo en los síntomas.
Para problemas persistentes de respuesta de la válvula, revise las tendencias de funcionamiento y la configuración de la válvula antes de decidir si se requiere ajuste, mantenimiento o reemplazo.
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