¿Qué es un posicionador de válvula neumático?
Un posicionador de válvula neumático es un instrumento utilizado para posicionar el vástago de una válvula de control basándose 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 neumático se utiliza para aumentar o disminuir la presión de aire para accionar un actuador, lo que garantiza un funcionamiento fiable y preciso de la válvula de control.
¿Cómo funciona un posicionador de válvula neumático?
Los posicionadores de válvula 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.
La presión en el brazo de palanca se cambia o regula mediante un diafragma flexible a través de un sensor externo.
Cuando el sensor presiona hacia abajo en 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, lo que provoca el movimiento del dispositivo controlado.
A medida que aumenta la presión de aire en la cámara, el diafragma se ve forzado hacia arriba contra la presión del sensor hasta que el sistema vuelve a estar 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 neumático?
La función principal o propósito de un posicionador en una válvula de control es crear una interfaz entre el PLC y el actuador para regular con precisión la posición del carrete para abrir y cerrar la válvula de regulación.
Un posicionador utilizado en una válvula de control para un circuito específico actúa como un traductor. Convierte el lenguaje del PLC en el lenguaje del actuador correspondiente.
Esto significa que el posicionador convierte una señal de corriente continua de 4 a 20 mA en una señal de presión de aire proporcional de 3 a 15 PSI.
El principio de funcionamiento del posicionador de válvula neumático se explica aquí.
El posicionador neumático contiene un sensor I-P interno.
Sustantivo: Sensor I-P
Los sensores I-P se utilizan en una amplia gama de aplicaciones de automatización industrial, especialmente donde se requiere un control preciso de los actuadores neumáticos. Los sensores I-P 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, refinación y procesamiento de alimentos, los sensores I-P 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, cilindros y otros equipos.
El principio de funcionamiento de estos sensores se basa generalmente en el efecto electromagnético o piezoeléctrico, mediante el cual la señal eléctrica recibida se convierte en movimiento mecánico a través de un mecanismo de conversión interno, 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 considerar 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 ambiental y capacidad antiinterferencias.
En general, este sensor I-P convierte una señal de corriente continua de 4 mA 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 señal neumática a la presión de aire de 3 a 15 PSI.
La válvula de control se opera 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-neumático, y luego el posicionador convierte la señal de corriente de 12 mA recibida en una señal neumática de 9 PSI correspondiente, y esta señal neumática se enviará directamente al actuador.
Se requiere la fuente de aire del instrumento como otra entrada al posicionador de la válvula. La fuente de aire para el instrumento se filtra y regula a través de un filtro y regulador de aire para proporcionar aire limpio al posicionador de la válvula. (En condiciones de trabajo reales, el posicionador de válvula neumático se utiliza porque el aire de entrada contiene impurezas o no es aire limpio, lo cual es una razón común por la que el posicionador de válvula neumático es propenso a fallar).
Al utilizar suficiente presión de aire del instrumento, el posicionador de la válvula puede 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 vástago de la válvula para abrir y cerrar dentro del rango deseado. Esta retroalimentación se envía desde la válvula de control al posicionador a través de un dispositivo mecánico. De esta manera, el posicionador determina la cantidad de presión requerida para mover el vástago del actuador.
¿Qué es un posicionador de válvula?
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 la 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.
La señal de entrada es proporcionada por los fuelles del sistema de control neumático. A medida que aumenta la señal de entrada, los fuelles se expanden y actúan sobre la viga. La viga gira y mueve el deflector asociado con la boquilla.
A medida que cambia la posición del deflector, la presión a la boquilla cambia en consecuencia y acciona el relé neumático.
En esta etapa tenemos un transductor de presión-presión como entrada. Para crear un posicionador, debe haber retroalimentación. La retroalimentación confirma que la válvula de control está respondiendo 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 leva está unida a un brazo que gira con el recorrido de la válvula. La señal de retroalimentación también actúa sobre la viga, creando una fuerza de reacción con la señal de entrada en los fuelles.
Si la señal de entrada al dispositivo aumenta, los fuelles actuarán sobre la viga nuevamente y moverán la aleta de la válvula más cerca de la boquilla. A medida que la boquilla y la presión de salida aumentan, la válvula se mueve y la retroalimentación de la leva actúa sobre el otro lado de la viga y aleja el deflector de la boquilla.
La viga se conoce como el elemento de suma. Tanto la entrada como la retroalimentación actúan sobre la viga de suma y se comparan constantemente entre sí.
Si las fuerzas son iguales, la relación entre la boquilla y el deflector permanece estable y la presión de salida de la unidad permanece constante.
La posición de la válvula permanece 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 equilibran nuevamente.
Si el posicionador está calibrado correctamente, la posición de la válvula corresponderá a la señal de control dada.
Demos un ejemplo:
Ingrese una señal de control usando de 3 a 15 PSI.
| Señal de Control |
Apertura de la Válvula |
Posición de la Válvula |
| Presión de Aire |
Señal |
| 3PSI |
4mA |
Totalmente Abierta |
0% |
| 9PSI |
12mA |
Medio Abierta |
50% |
| 15PSI |
20mA |
Totalmente Cerrada |
100% |
Refiriéndose a la tabla anterior.
- Con una señal de control de 3 PSI, la válvula está totalmente abierta al 0%.
- Con una señal de control de 9 PSI, la válvula viaja un 50%.
- Con una señal de control de 15 PSI, la válvula está totalmente 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 en la posición de la válvula.
Además de la posición del vástago, existen muchos otros beneficios al usar un posicionador de válvula de control. Los posicionadores de alta precisión se utilizan a menudo para lograr el control de estrangulamiento de los actuadores de pistón para adaptarse a señales de control incompatibles. Asegurar 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 válvula: 1) Posicionadores de válvula neumáticos; 2) Posicionadores de válvula electro-neumáticos (EP); y 3) Posicionadores de válvula digitales. Este artículo trata principalmente sobre el trabajo relacionado con el posicionador de válvula neumático.
¿Dónde está ubicado el posicionador de la válvula?
Ubicación de montaje del posicionador de válvula neumático:
- En las válvulas de control de carrera recta, el posicionador de la válvula generalmente se monta en la carcasa exterior o superior del actuador neumático.
- En las válvulas de control de carrera angular, el posicionador de la válvula generalmente se monta cerca del extremo del eje.
El posicionador está conectado mecánicamente al vástago o husillo de la válvula.
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