¿Cómo funciona un posicionador de válvulas neumáticas?

¿Qué es un posicionador de válvula neumático?
Un posicionador de válvula neumático es un instrumento utilizado para posicionar el tallo de una válvula de control basado en una señal de presión de aire de 3 a 15 PSI recibida de un controlador o estación de carga manual.
 

El posicionador de válvula neumática se utiliza para aumentar o disminuir la presión del aire para accionar un actuador, lo que garantiza un funcionamiento fiable y preciso de la válvula de control.

¿Cómo funciona un posicionador de válvulas neumáticas?
Los posicionadores de válvulas neumáticos funcionan según el principio del equilibrio de fuerzas.
 

En este principio de equilibrio de fuerzas, la cámara tiene tres puertos para la entrada de aire del instrumento, la salida de la señal de control y el escape.
T.

La presión en el brazo de la palanca se modifica o regula mediante un diafragma flexible a través de un sensor externo.
Cuando el sensor presiona el extremo derecho de la palanca, el extremo izquierdo de la palanca se levanta hacia arriba, abriendo la válvula de suministro de aire.
 

Como resultado, tanto la presión en la cámara como la señal de control en el tubo de salida aumentan, causando el movimiento del dispositivo controlado.
 

A medida que la presión del aire en la cámara aumenta,el diafragma se fuerza hacia arriba contra la presión del sensor hasta que el sistema está de nuevo en equilibrio a la presión más alta y la válvula de suministro de aire se cierra.

¿Cuál es el propósito de un posicionador de válvula neumática?
The main role or purpose of a positioner in a control valve is to create an interface between the PLC and the actuator to accurately regulate the position of the spool to open and close the regulating valve.
 

Un posicionador utilizado en una válvula de control para un circuito específico actúa como un traductor, convirtiendo el lenguaje del PLC en el lenguaje del actuador correspondiente.
 

Esto significa que el posicionador convierte una señal de corriente continua dada de 4 a 20 mA en una señal de presión de aire proporcional de 3 a 15 PSI.
 

El principio de funcionamiento del posicionador neumático de válvulas se explica aquí.

El posicionador neumático contiene un sensor I-P interno.
 

(Nombre: Sensor IP)
Los sensores IP se utilizan en una amplia gama de aplicaciones de automatización industrial, especialmente cuando se requiere un control preciso de los actuadores neumáticos.Los sensores IP se utilizan ampliamente en la automatización industrial, especialmente en aplicaciones que requieren un control preciso de los actuadores neumáticos.
Por ejemplo, en las industrias del papel, química, refinería y procesamiento de alimentos,Los sensores IP se utilizan para convertir las señales eléctricas estándar de los sistemas de control en valores de presión correspondientes para lograr un control preciso de las válvulas, botellas y otros equipos.)

El principio de funcionamiento de estos sensores se basa generalmente en el efecto electromagnético o piezoeléctrico,con una capacidad de transmisión superior a 300 W,, que a su vez produce una salida de presión.
 

Los parámetros de rendimiento de los sensores I-P incluyen la velocidad de respuesta, la linealidad, la repetibilidad y la estabilidad, que son factores importantes a tener en cuenta al seleccionar y aplicar sensores I-P.Además, para garantizar un funcionamiento estable a largo plazo, el sensor I-P también debe tener una buena adaptabilidad al medio ambiente y una buena capacidad antiinterferencia.
 

En general, este sensor I-P convierte una señal de corriente continua de 4 mA dada en una señal neumática de 3 PSI y una señal de corriente continua de 20 mA en una señal neumática de 15 PSI.
 

Sin embargo, estas señales neumáticas son proporcionales en el rango intermedio, por lo que llamamos a la presión del aire de 3 a 15 PSI una señal neumática.

La válvula de control se maneja a través de un PLC:
 

Así que ahora podemos entender que para que el PLC abra la válvula de control en un 50%, el PLC debe enviar una señal de corriente continua de 12 mA al posicionador de válvula electro-pneumática,y luego el posicionador convierte la señal de corriente de 12 mA recibida en una correspondiente señal neumática de 9 PSI, y esta señal neumática se enviará directamente al actuador.
 

Se requiere la fuente de aire del instrumento como otra entrada para el posicionador de válvula.La fuente de aire para el instrumento se filtra y regula a través de un filtro de aire y regulador para proporcionar aire limpio al posicionador de válvula. (En condiciones de trabajo reales, el posicionador neumático de válvulas se utiliza porque el aire de entrada contiene impurezas o no es aire limpio,que es una razón común por la cual el posicionador de válvula neumática es propenso a mal funcionamiento¿ Por qué?
 

Utilizando suficiente presión de aire del instrumento, el posicionador de válvulas es capaz de convertir la señal de presión deseada en la cantidad correcta de movimiento del actuador.
 

El posicionador también necesita recibir retroalimentación para posicionar con precisión el tallo de la válvula para abrir y cerrar dentro del rango deseado.Esta retroalimentación se envía desde la válvula de control al posicionador mediante un dispositivo mecánicoDe esta manera, el posicionador determina la cantidad de presión necesaria para mover el tallo en el actuador.

¿Qué es un posicionador de válvulas?
Un posicionador de válvula es un dispositivo que estrangula una válvula de control a un punto de ajuste deseado.
 

Una señal de entrada y una señal de retroalimentación son las dos entradas del posicionador de válvula.
 

La señal de entrada es la señal de control que proporciona el punto de ajuste para el posicionador, mientras que la señal de retroalimentación indica la posición actual de la válvula de control.
T.

La señal de entrada es suministrada por los fuelles del sistema de control neumático.El haz gira y mueve el deflector asociado con la boquilla.
A medida que la posición del deflector cambia, la presión en la boquilla cambia en consecuencia y activa el relé neumático.
 

Para crear un posicionador, debe haber retroalimentación.La retroalimentación confirma que la válvula de control responde a la señal de entrada y que la posición de la válvula es consistente con la señal de entrada dada.Aquí, los componentes mecánicos proporcionan la señal de retroalimentación de la válvula de control al posicionador.
 

La cámara está conectada a un brazo que gira con el recorrido de la válvula.
 

Si la señal de entrada al dispositivo aumenta, los fuelles actúan sobre el haz de nuevo y mover la válvula más cerca de la boquilla.la válvula se mueve y la retroalimentación de la cámara actúa en el otro lado de la viga y mueve la solapa lejos de la boquilla.
 

Tanto la entrada como la retroalimentación actúan sobre el haz de sumación y se comparan constantemente entre sí.
 

Si las fuerzas son iguales, la relación entre la boquilla y la solapa se mantiene estable y la presión de salida de la unidad se mantiene constante.
 

Si una de las fuerzas cambia, la posición de la válvula se ajusta nuevamente al cambio en la boquilla y la presión de salida hasta que las dos fuerzas se equilibren nuevamente.
Si el posicionador está calibrado correctamente, la posición de la válvula corresponderá a la señal de control dada.
 

Vamos a dar un ejemplo:
Introducir una señal de control con 3 a 15 PSI.

Se refiere a la tabla anterior.
1) Con una señal de control de 3 PSI, la válvula está totalmente abierta 0%.
2) Con una señal de control de 9 PSI, la válvula se desplaza en un 50%.
3) Con una señal de control de 15 PSI, la válvula está completamente cerrada el 100% del tiempo.
El posicionador permite que la válvula de control supere la fricción de la válvula y las fuerzas del proceso que pueden causar desviaciones de la posición de la válvula.
 

Además de la posición del tallo, hay muchos otros beneficios al usar un posicionador de válvula de control.Los posicionadores de alta precisión a menudo se utilizan para lograr el control de estrangulamiento de los actuadores de pistón para acomodar señales de control incompatibles. Garantizar el cierre correcto de las válvulas de control, realizar el control de rango dividido y cambiar las características de ganancia de las válvulas de control.
 

Y hay 3 tipos principales de posicionadores de válvulas: 1) posicionadores de válvulas neumáticos; 2) posicionadores de válvulas electro-pneumáticos (EP); y 3) posicionadores de válvulas digitales.Este artículo aquí es principalmente sobre el trabajo relacionado con el posicionador de válvula neumática.

¿Dónde se encuentra el posicionador de válvula?
Posición de montaje del posicionador de válvula neumática:
 

- En las válvulas de control de curso recto, el posicionador de válvula se coloca generalmente en la parte exterior o superior de la carcasa del actuador neumático.
 

- En las válvulas de control de golpes angulares, el posicionador de la válvula se coloca generalmente cerca del extremo del eje.
El posicionador está conectado mecánicamente al tallo o al husillo de la válvula.