Comprender los posicionadores de válvulas: un componente esencial en la automatización industrial.

El posicionador de válvula, según su estructura: posicionador de válvula neumático, posicionador de válvula eléctrico y posicionador de válvula inteligente, es el accesorio principal de la válvula de control, generalmente utilizado junto con la válvula de control neumática, acepta la señal de salida del regulador y luego envía su señal de salida para controlar la válvula de control neumática, cuando la válvula de control actúa, el desplazamiento del vástago de la válvula y a través del dispositivo mecánico Cuando se opera la válvula de regulación, el desplazamiento del vástago de la válvula se retroalimenta al posicionador de válvula a través del dispositivo mecánico, y el estado de la posición de la válvula se transmite al sistema superior a través de la señal eléctrica.

El posicionador de válvula, según su forma estructural y principio de funcionamiento, se puede dividir en posicionador de válvula neumático, posicionador de válvula eléctrico-gas e posicionador de válvula inteligente.

El posicionador de válvula puede aumentar la potencia de salida de la válvula de regulación, reducir el retraso de transmisión de la señal de regulación, acelerar la velocidad de movimiento del vástago de la válvula, mejorar la linealidad de la válvula, superar la fricción del vástago de la válvula y eliminar la influencia de la fuerza desequilibrada, para garantizar el posicionamiento correcto de la válvula de regulación.

Posicionador de válvula Fisher DVC6200

1.2.1 El posicionador de válvula se divide en posicionador de válvula neumático, posicionador de válvula eléctrico y posicionador de válvula inteligente según la señal de entrada.

(1) La señal de entrada del posicionador de válvula neumático es una señal de gas estándar, por ejemplo, una señal de gas de 20 ~ 100 kPa, su señal de salida también es una señal de gas estándar. (2) La señal de entrada del posicionador de válvula eléctrico es una señal de corriente o voltaje estándar, por ejemplo, una señal de corriente de 4~20 mA o una señal de voltaje de 1~5 V, etc. Dentro del posicionador de válvula eléctrico, la señal eléctrica se convierte en fuerza electromagnética, y luego la señal de gas de salida se envía para controlar la válvula de conmutación. (3) El posicionador de válvula eléctrico inteligente convierte la señal de corriente de salida de la sala de control en la señal de gas para accionar la válvula de control, y de acuerdo con la fuerza de fricción del vástago de la válvula cuando la válvula de control está funcionando para compensar la fuerza de desequilibrio generada por la fluctuación de la presión del medio, de modo que el grado de apertura de la válvula corresponda a la señal de corriente de salida de la sala de control. Y la configuración inteligente se puede configurar para establecer los parámetros correspondientes para lograr el propósito de mejorar el rendimiento de la válvula de control.

1.2.2 Según la dirección de acción se puede dividir en posicionador de válvula unidireccional y posicionador de válvula bidireccional. El posicionador de válvula unidireccional para actuador de tipo pistón, el posicionador de válvula solo tiene una dirección de acción, el posicionador de válvula bidireccional actúa en ambos lados del cilindro del actuador de tipo pistón, en ambas direcciones de acción.

1.2.3 Según el símbolo de ganancia de la señal de salida y entrada del posicionador de válvula se divide en posicionador de válvula de acción directa y posicionador de válvula de acción inversa. El posicionador de válvula de acción directa aumenta la señal de entrada, la señal de salida también aumenta, por lo que la ganancia es positiva. El posicionador de válvula de reacción, la señal de entrada aumenta, la señal de salida disminuye, por lo tanto, la ganancia es negativa.

1.2.4 Según si la señal de entrada del posicionador de válvula es una señal analógica o una señal digital, se puede dividir en posicionador de válvula ordinario y posicionador de válvula eléctrico de bus de campo. La señal de entrada del posicionador de válvula ordinario es presión de aire analógica o señales de corriente y voltaje, la señal de entrada del posicionador de válvula eléctrico de bus de campo es la señal digital de bus de campo.

1.2.5 Según si el posicionador de válvula con CPU se puede dividir en posicionador de válvula eléctrico ordinario y posicionador de válvula eléctrico inteligente. El posicionador de válvula eléctrico ordinario no tiene una CPU, por lo tanto, no tiene la inteligencia, no puede lidiar con la operación inteligente. El posicionador de válvula eléctrico inteligente con CPU, puede manejar la operación inteligente relevante, por ejemplo, puede ser compensación no lineal del canal de avance, etc., el posicionador de válvula eléctrico de bus de campo también puede ser con PID y otros módulos funcionales para lograr la operación correspondiente.

1.2.6 también se puede categorizar según el método de detección de la señal de retroalimentación.

Por ejemplo, el posicionador de válvula con detección de enlace mecánico de señales de posición de la válvula: el posicionador de válvula con detección de efecto Hall de detección de desplazamiento del vástago: método de inducción electromagnética de detección de desplazamiento del vástago del posicionador de válvula, etc.

El posicionador de válvula es el accesorio principal de la válvula de control. Tomará la señal de desplazamiento del vástago como la señal de medición de retroalimentación, la señal de salida del controlador como una señal de ajuste, para la comparación, cuando los dos tengan desviación, cambiará la señal de salida al actuador, de modo que el actuador actúe, el establecimiento de una correspondencia uno a uno entre la cantidad de desplazamiento del vástago y la señal de salida del controlador. Por lo tanto, el posicionador de válvula consta de un sistema de control de retroalimentación con el desplazamiento del vástago como la señal de medición y la salida del controlador como la señal de ajuste. La variable de manipulación del sistema de control es la señal de salida del posicionador de válvula al actuador.

(1) Se utiliza en sistemas de ajuste importantes con altos requisitos de calidad de ajuste para mejorar la precisión de posicionamiento y la fiabilidad de las válvulas de ajuste.

(2) Se utiliza en aplicaciones donde la diferencia de presión entre los dos extremos de la válvula es grande (△p>1MPa). Aumente la fuerza de salida del actuador aumentando la presión de la fuente de gas para superar la fuerza desequilibrada generada por el líquido en el carrete y reducir el error de recorrido.

(3) Cuando el medio regulado es de alta temperatura, alta presión, baja temperatura, tóxico, inflamable, explosivo, para evitar fugas externas, el empaque a menudo se presiona muy firmemente, por lo que la fricción entre el vástago de la válvula y el empaque es mayor, en este momento con el posicionador puede superar el retraso de tiempo.

(4) El medio regulado es un fluido viscoso o contiene suspensiones sólidas, el posicionador puede superar la resistencia del medio al movimiento del vástago.

(5) Se utiliza para válvulas de regulación de gran calibre (Dg>100 mm) para aumentar el empuje de salida del actuador.

(6) Cuando la distancia entre el regulador y el actuador es superior a 60 m, se puede utilizar el posicionador para superar el retraso en la transmisión de la señal de control y mejorar la velocidad de reacción de la acción de la válvula.

(7) Se utiliza para mejorar las características de flujo de la válvula reguladora.

(8) Un regulador para controlar dos actuadores para implementar el control de rango dividido, se pueden utilizar dos posicionadores, respectivamente, para aceptar la señal de entrada baja y la señal de entrada alta, entonces un actuador de acción de rango bajo, otro de acción de rango alto, es decir, constituye una regulación de rango dividido.

Los actuadores comúnmente utilizados son actuadores neumáticos, actuadores eléctricos, carrera recta, carrera angular. Se utiliza para abrir y cerrar varios tipos de válvulas, paneles de viento, etc. de forma automática y manual.

Posicionador de válvula neumático Masoneilan Svi II

El posicionador de válvula neumático es uno de los accesorios y accesorios importantes de la válvula de control neumática, y desempeña el papel de posicionamiento de la válvula.

El posicionador de válvula neumático funciona según el principio del equilibrio de par, cuando la presión de la señal P1 a través del fuelle 2 aumenta, hace que la palanca principal 3 gire alrededor del punto de pivote, de modo que el tope de la boquilla 9 se cierre a la boquilla, la contrapresión de la boquilla amplificada por el amplificador unidireccional 8, a través de la cámara de membrana del actuador la presión aumenta, de modo que el vástago de la válvula se mueve hacia abajo. Y acciona la palanca de retroalimentación girando alrededor del punto de pivote, la leva de retroalimentación también realiza una rotación en sentido antihorario, a través del rodillo para hacer que la palanca auxiliar 4 gire alrededor del punto de pivote, y el resorte de retroalimentación se estire, la tensión del resorte en la palanca principal 3 y la presión de la señal utilizada en el fuelle para lograr el equilibrio de par, el instrumento alcanza el estado de equilibrio. La posición de la válvula del actuador se mantiene en un cierto grado de apertura, y una cierta presión de señal corresponde a un cierto grado de apertura de la válvula. El modo de acción anterior es de acción directa, si desea cambiar el modo de acción, simplemente voltee la leva, la dirección A en la dirección B, etc., puede ser. El llamado posicionador de acción directa es que la presión de la señal aumenta, la presión de salida también aumenta; el llamado posicionador de acción inversa es que la presión de la señal aumenta, la presión de salida disminuye. Un actuador de acción directa puede realizar la acción de un actuador de acción inversa siempre que esté equipado con un posicionador de acción inversa; por el contrario, un actuador de acción inversa puede realizar la acción de un actuador de acción directa siempre que esté equipado con un posicionador de acción inversa.

Posicionador de válvula neumático

El posicionador de válvula neumático recibe señales eléctricas débiles como 4-20mA del controlador o sistema de control, y entrega señales de aire al actuador neumático para controlar la posición de la válvula.

Se utiliza junto con la válvula de control neumática para formar un bucle de control cerrado. La señal de corriente continua dada por el sistema de control se convierte en una señal de aire para accionar la válvula de regulación y controlar la acción de la válvula de regulación. Al mismo tiempo, de acuerdo con el grado de apertura de la válvula de control para la retroalimentación, de modo que la posición de la válvula se pueda posicionar correctamente de acuerdo con la señal de control de salida del sistema.

El posicionador de válvula neumático y el actuador neumático juntos constituyen una unidad de control automático y una variedad de válvulas de control conectadas a la depuración e instalación, combinadas con válvulas de control neumáticas. Se utiliza en varios campos de control de procesos de automatización industrial.

Posicionador electro-neumático de válvula Fisher 3582i

Como DCS se utiliza cada vez más en el campo, muchos de los controladores se utilizan en el controlador del sistema de control central, por lo que el control central a la escena son señales eléctricas de 4-20 mA a la escena y la necesidad de que la acción de la válvula sea más rápida.

Aunque el posicionador de válvula desde el posicionador de válvula de gas/gas inicial, el desarrollo del posicionador de válvula eléctrico/gas hasta el actual posicionador de válvula digital, el posicionador de válvula de bus regional, pero sus principios básicos y funciones principales no han cambiado significativamente.

Con el desarrollo de la tecnología de instrumentación, el campo de la instrumentación neumática ha sido gradualmente ocupado por la instrumentación eléctrica y el control por computadora, y ahora solo en algunas ocasiones especiales todavía se utiliza la instrumentación neumática, como la instrumentación en el accesorio de la válvula “posicionador” por el posicionador de válvula neumática original (P / P) gradualmente por el posicionador de válvula eléctrico/gas (E / P) en su lugar. El “posicionador” también ha sido gradualmente reemplazado por posicionadores de válvula eléctricos/neumáticos (E/P) de los posicionadores de válvula neumáticos originales.

Entonces, ¿en el posicionador de válvula eléctrico/gas las señales eléctricas de entrada se convierten en señales de gas? Tomemos el convertidor eléctrico/neumático tipo SAMSON 6111 como ejemplo para presentar su principio de funcionamiento (como la imagen 1):

Amplificador de potencia neumática (8) en el diseño; elija la fuerza del resorte adecuada (8.2), de modo que cuando la señal de entrada sea 0 mA para mantener la salida PA en 100 mbar, de modo que la presión de salida a través del orificio de estrangulamiento constante (8.4) de modo que la boquilla (7) dentro de una cierta contrapresión.

El posicionador de válvula electro-neumático 4763 de SAMSON (Imagen 2) como ejemplo, los componentes principales del posicionador se muestran en la Imagen 2.

1. Palanca de retroalimentación (1) 2. Resorte de retroalimentación (6) 3. Fuelle de retroalimentación (7) 4. Amplificador de potencia neumática (7 inferior) 5. Convertidor eléctrico/neumático (21)

Señal de entrada ↑ → presión de aire en el punto Pe ↑ → biela (9) en la caja de aire de retroalimentación se mueve hacia la izquierda → resorte de compresión (6), placa deflectora (10.2) se mueve más cerca de la boquilla (10.1) → presión de aire de salida ↑ → vástago de la válvula (para válvula de apertura neumática) ↑ → resorte de compresión (6) → biela (9) en la caja de aire de retroalimentación se mueve hacia la derecha → placa deflectora (10.2) se aleja de la boquilla (10.1) → presión de aire de salida (Pst) ↓. Cuando la fuerza del resorte de retroalimentación está equilibrada con la fuerza del fuelle de retroalimentación, la posición de la válvula se mantiene en la posición correspondiente a la señal de entrada.

B) Posicionamiento

Vástago de la válvula ↑ debido al cambio en las condiciones del proceso → compresión del resorte del actuador → resorte de compresión (6) → movimiento hacia la derecha de la biela (9) en el fuelle de retroalimentación → deflector (10.2) deja la boquilla (10.1) → presión de aire de salida ↓ → fuerza del resorte hacia abajo desde el actuador devuelve la posición de la válvula a su lugar original.

Ajuste el punto cero: cuando la señal de entrada es 4 mA, la presión de salida del posicionador de válvula debe ser 0,2 MPa. Si no es preciso, puede ajustar el tornillo de ajuste cero en el posicionador de válvula. Ajuste el recorrido: cuando la señal de entrada es 20 mA, la presión de salida del posicionador de válvula debe ser 1,0 MPa. Si no es preciso, puede ajustar el tornillo de ajuste de recorrido en el posicionador de válvula. Después del ajuste, compruebe repetidamente si el punto cero y el recorrido están dentro del rango requerido. Si el puntero aún indica que la válvula no está completamente abierta o completamente cerrada, generalmente se debe a que el recorrido del actuador de la válvula de regulación no es suficiente, debe aflojar el tornillo de bloqueo del vástago de la válvula, girar lentamente el vástago de la válvula, de modo que la válvula alcance la posición de apertura y cierre requerida.

1. El posicionador de válvula tiene señal de entrada pero no salida.

(1) Falla del conjunto del solenoide, se recomienda cambiar el conjunto del solenoide.

(3) El ajuste del punto cero del deflector del amplificador neumático es demasiado alto, el deflector se aleja de la boquilla.

(5) Conexión incorrecta de la línea de aire (incluido el amplificador).

2. No hay señal de entrada del posicionador de válvula, pero la señal de salida siempre es máxima.

(2) Obstrucción de la boquilla.

El circuito de aire comprimido es lento o la presión de salida provocará daños en el cabezal de la membrana de la válvula reguladora, fugas de aire, lo que resultará en una señal de entrada pero la falla de acción lenta de la válvula reguladora, de modo que la válvula reguladora no pueda lograr el efecto de regulación oportuna, métodos de tratamiento para verificar la cámara de la membrana, reemplazar el diafragma.

3. Mala linealidad del posicionador de válvula.

(1) Hay objetos extraños en la boquilla o el deflector. (2) El resorte de retroalimentación está atascado. (3) El mecanismo de enlace no está bien instalado. (4) La selección de la leva es incorrecta. (5) Ligera fuga de aire en el fuelle de retroalimentación.