کاربرد شیر های صنعتی در اتوماسیون صنعتی
کاربرد شیر صنعتی در اتوماسیون صنعتی در چند سال گذشته پیشرفت های عمده ای داشته است. در حالی که خود شیر های صنعتی تا حد زیادی بدون تغییر هستند، تاکید بیشتر بر اتوماسیون صنعتی و موقعیت دقیق این ابزارها است. گروه صنعتی سپیانی فعال در زمینه اتوماسیون صنعتی plc از شما دعوت میکند تا در ادامه این مقاله همراه ما باشید. این مقاله اهمیت کاربرد شیر صنعتی در اتوماسیون صنعتی را در کارخانه های فرآیند مدرن و همچنین ملاحظاتی برای اطمینان از عملکرد بهینه شیر توضیح می دهد. هنگام انتخاب یک دستگاه یا فناوری برای خودکارسازی سوپاپ ها، فاکتور های زیادی در این امر نقش دارند. آنها شامل الزامات کاربردی خاص، گواهینامه های الکتریکی، سطح یکپارچگی ایمنی (SIL)، پروتکل های دیجیتال در مقابل ارتباطات آنالوگ سنتی و موارد دیگر هستند.
حتما بخوانید : اتوماسیون صنعتی چیست؟
شیر های صنعتی
شیر وسیله ای برای کنترل عبور سیال از لوله یا مجرا است. آنها می توانند خودکار یا دستی باشند. برای کاربرد های عمومی یا کاربرد های حیاتی طراحی شده است. برای محیط های ناهموار و خشن یا برای استفاده عمومی غیر صنعتی ساخته شده است. اتوماسیون صنعتی یک شیر نه تنها به فعال سازی آن اشاره دارد، بلکه شامل موقعیت یابی، بازخورد و تشخیص سلامت آن نیز می شود. فعال سازی را میتوان از طریق تعدادی از وسایل انجام داد.
مطلب مرتبط : شیر پنوماتیک چیست؟ انواع آن
فعالسازی شیر های صنعتی
فعال سازی دستی را داریم (چه یک سوپاپ دستی یا یک چرخ) عملکرد پنوماتیکی وجود دارد که معمولاً از هوا برای باز و بسته کردن یک شیر استفاده می کند. لازم بذکر است که محرک الکتریکی وجود دارد که معمولاً زمانی استفاده می شود که منبع هوا قابل اطمینانی وجود نداشته باشد. محرک هیدرولیکی در کاربرد های طاقچه استفاده می شود. (زیر دریا، خط لوله و مواردی از این دست) موقعیت‌دهنده های سوپاپ سیگنال کنترل را با موقعیت محرک سوپاپ مقایسه می‌کنند و محرک را بر این اساس حرکت می‌دهند. آنها هم با شیر های خطی و هم با شیر های چرخشی استفاده می شوند. پوزیشنر های سوپاپ زمانی استفاده می شوند که فشار 0.2 تا 1 بار در محفظه دیافراگم قادر به مقابله با اصطکاک و فشار های دیفرانسیل بالا نباشد.
انواع موقعیت سوپاپ، الکترو پنوماتیک (I/P)، پنوماتیک، دیجیتال و الکترونیکی وجود دارد. بازخورد، ارتباطی است که دریچه در واقع در آن قرار دارد در مقایسه با جایی که ورودی می گوید باید باشد. دستگاه های بازخورد می‌توانند به شکل یک موقعیت‌گیر، سیگنال HART، سیگنال Profibus یا Fieldbus یا یک فرستنده بازخورد 4-20ma جداگانه باشند. در نهایت، تشخیص عیب‌یابی معمولاً از طریق سیگنال‌های HART، Profibus یا Fieldbus ارسال میشود. این داده‌ها در یک نرم‌افزار مدیریت دارایی، مانند سیستم FDM (مدیر دستگاه میدانی) Honeywell یا سیستم AMS Fishers جمع‌آوری می‌شوند. این داده‌های HART را میتوان از طریق جفت پیچ خورده یا بی‌سیم (یا WirelessHART یا ISA100) مخابره کرد. نتیجه این امر تعدادی از تولیدکنندگان سوپاپ را نشان می‌دهد. همه چیز از شیر های صنعتی سبک گلوب، دریچه‌های کنترل V-Ball، دریچه‌های کنترل قطعه‌ای، دریچه‌های پروانه‌ای، شیرهای توپی، چاقو شیر لبه، شیر دروازه و شیر سوزنی.
موقعیت‌دهنده سوپاپ شیر صنعتی
یک جزء حیاتی از عنصر کنترل نهایی یک حلقه فرآیند در شیر صنعتی است. پوزیشنرها سیگنال های الکتریکی را به سیگنال های پنوماتیکی برای کنترل جابجایی محرک تبدیل می کنند. این در نهایت یک شیر را در یک موقعیت متوسط در پاسخ به سیگنال کنترل فرآیند متغیر نگه می‌دارد. تولیدکنندگان موقعیت‌دهنده شیر صنعتی باید الزامات دقیق را برای کارایی، قابلیت اطمینان و کاهش مصرف انرژی برآورده کنند و در عین حال ابزارهای مقرون به صرفه‌ای را که نیازهای صنعت را برآورده می‌کنند، تولید کنند. نیاز به تشخیص‌های پیش‌بینی‌کننده، تقاضایی است که برای موقعیت دهنده های دریچه ها اعمال میشود. پیش‌بینی خرابی‌ها در شیر، سیگنال کنترل و موقعیت‌دهنده قبل از تبدیل شدن به یک رویداد فاجعه‌بار و تعطیلی نیروگاه بسیار مهم است.
پیشرفت های اخیر شیر های صنعتی
صنعت شیر کنترلی به سرعت سایر زمینه های فناوری محور نوآوری نمی کند. به‌جای پیشرفتهای بزرگ در نبوغ، طراحان به آرامی محصولات را با گذشت زمان تطبیق داده و بهبود می‌بخشند و نرخ پیشرفت آهسته اما ثابتی را ارائه می‌دهند. در دهه گذشته، پیشرفتهای پوزیشن‌دهنده شیرهای دیجیتال و هوشمند از قابلیت‌های عملکردی سیستم‌های مکانیکی و الکتروپنوماتیکی پیشی گرفته است. پیشرفتهای پروتکل ارتباطات دیجیتال به فناوری کنترل‌کننده‌های هوشمند امکان پیشرفت و ادغام عملکرد های پیچیده‌تر را می‌دهد.
به عنوان مثال، سازندگان پوزیشنر از طرح‌هایی دور می‌شوند که به تماس مستقیم با میل سوپاپ برای بازخورد به پوزیشن‌گر نیاز دارند و به نفع فناوری حسگر اثر هال غیر تماسی هستند. بهبود در تشخیص دستگاه با تسهیل انتقال از تعمیر و نگهداری اصلاحی سنتی و مبتنی بر برنامه به تعمیر و نگهداری پیش بینی، نقش مهمی ایفا می کند. عیب‌یابی با موقعیت‌دهنده‌های سوپاپ بسیار پیچیده‌تر میشود و توانایی تست سوپاپ‌ها را برای تعیین نیاز به تعمیر و نگهداری یا تعویض ارائه می‌دهد.
توسعه‌هایی مانند پروتکل‌های فیلدباس دیجیتال و واحدهای پردازش مرکزی کم‌مصرف، تکامل موقعیت‌دهنده سوپاپ به‌عنوان یک رایانه را تسریع کردند. درست همانطور که حسگرها و کنترلرهای فرآیند قابلیت های هوشمند را به دست آوردند، موقعیت دهنده ها و کنترل کننده های سوپاپ همان مسیر را دنبال کردند.
پوزیشنر های شیر صنعتی هوشمند
معرفی پوزیشنر های شیر صنعتی هوشمند با قابلیت های داخلی جهت ترند، عیب یابی، وضعیت آلارم و… در بسیاری از موارد نیاز به نرم افزارهای خارجی را بی نیاز می کند. این رویکرد برای کاربران نهایی ایمن تر و ایمن تر است. زیرا تغییرات تنظیمات باید به صورت فیزیکی در موقعیت دهنده سوپاپ انجام شود. علاوه بر این، نگهداری داده‌های تاریخچه سوپاپ در موقعیت‌دهنده به جای نرم‌افزار سیستم کنترل توزیع‌شده، تضمین میکند که در صورت حذف موقعیت‌دهنده از سرویس، اطلاعات ارزشمندی از دست نمی‌رود. قابلیت پیکربندی موضعی موقعیت دهنده نیز نیاز به یک دستگاه دستی پرهزینه را برطرف می کند.
برخی از مهمترین نوآوری‌ها در مانیتورینگ خودکار دریچه‌ها مربوط به هوای تامینی (به عنوان مثال، اندازه‌گیری و ثبت فشار هوای تغذیه به پوزیشنر و ارائه هشدار در صورت کاهش فشار به زیر فشار تعیین‌شده) و هوای خروجی (یعنی اندازه‌گیری و ثبت خروجی) است. فشار هوا به محرک و ارائه هشدار در صورت عدم وجود آن پس از مدتی، انتشار گازهای گلخانه ای (یعنی تشخیص نشتی در قسمت زیر شیر صنعتی و بستن شیر بدون کنترل خارجی در صورت وجود نشتی)، و شیر برقی خاموش شدن اضطراری (ESD) (یعنی آزمایش و تعیین اینکه آیا شیر برقی مطابق با شرایط اضطراری عمل می کند یا خیر) است.
تست ضربه‌ای جزئی (PST)
یکی از پیشرفتهای مهم در فناوری شیرهای خودکار، تست ضربه‌ای جزئی (PST) است، یک ویژگی در پوزیشنر که یک دریچه ESD را از 100 درصد باز به موقعیت از پیش تعیین‌شده (80 درصد) و سپس به 100 درصد برمی‌گرداند. این نشان می دهد که دریچه در صورت لزوم حرکت می کند. تکنیک‌های جدید به گیاهان اجازه می‌دهد تا PST را از یک منبع خارجی یا به‌طور خودکار بر اساس یک بازه زمانی تعیین‌شده انجام دهند، با گزارش‌هایی که نتایج آزمون را نشان می‌دهد. بعلاوه، نسل فعلی پوزیشنرهای هوشمند می توانند از ورودی های گسسته و خروجی های گسسته برای راه اندازی یک خروجی برای کنترل استفاده کنند. در حالی که نظارت بر اصطکاک سوپاپ نشان دهنده افزایش یا کاهش اصطکاک در شیر و نوع پسماند ناشی از آن است.
مزایای شیر های صنعتی هوشمند
پیشرفتهای مداوم در موقعیت‌ساز شیرهای هوشمند و دیجیتال تأثیر چشمگیری بر کارایی کارخانه، سودآوری کلی و هزینه‌های چرخه عمر دارایی داشته است. با هدف بهبود در ابزار دقیق و سلامت سیستم، آزمایش های امضای سوپاپ را می توان برای ارزیابی دقیق وضعیت اجزای داخلی یک شیر انجام داد. این امر به حذف سرویس تجهیزات غیر ضروری، خرید قطعات یدکی و تعویض سوپاپ کمک می کند. روند و هیستوگرام‌ها می‌توانند در پس‌زمینه اجرا شوند تا عملکرد پوزیشن‌گر را ردیابی کنند، و فهرست وضعیت آلارم می‌تواند رکوردی از آلارم‌ها را ارائه دهد. این ویژگی‌های پیشرفته، برنامه‌ریزان کارخانه فرآیند را قادر می‌سازد تا سلامت کلی دارایی‌های ابزار خود را تعیین کنند و سپس استراتژی‌های تعمیر و نگهداری مؤثر را تدوین کنند.
حتما بخوانید : کاربرد ابزار دقیق در اتوماسیون صنعتی
برخی از تولیدکنندگان پوزیشنر راه‌حل‌های پیشرفتهای را برای نظارت بر انتشار گازهای گلخانه‌ای فراری ارائه کرده‌اند که می‌تواند به جلوگیری از خرابی مهر و موم زیر شیر و بسته‌بندی و احتمال تخلیه گازهای خطرناک کمک کند. این راه حل ها به پوزیشنر امکان می دهند که محفظه آب بند زیر را حس کند، دریچه را باز یا ببندد. یا اگر فشار بیش از حد زیاد شد، آن را به موقعیت از پیش تعیین شده منتقل کند. اگر پوزیشنر نشتی را تشخیص دهد، می‌تواند هشداری را به اپراتورها در مورد وضعیت شیر آغاز کند. از طریق تشخیص زودهنگام انتشار گازهای گلخانه‌ای فراری از طریق نظارت بر نشت، کارخانه‌ها می‌توانند فوراً تعمیر و نگهداری را برای به حداقل رساندن آلودگی هوا و جلوگیری از جریمه برنامه‌ریزی کنند.
انتخاب راه حل مناسب
طرح‌های موقعیت‌دهنده شیر صنعتی مدرن به آنها اجازه می‌دهد تا به عنوان دستگاه‌های روشن و خاموش یا برای هر ترکیبی از کنترل‌ها شامل تنظیم، مدولاسیون، مخلوط کردن یا حتی جداسازی استفاده شوند. پوزیشنرهای سوپاپ ابزاری بسیار مهندسی شده هستند و نباید آنها را به عنوان کالا در نظر گرفت. پرداختن به عملکرد شیر صنعتی تأثیر چشمگیری بر کارایی کارخانه، سودآوری کلی و هزینه های چرخه عمر دارایی دارد. کارخانه های فرآیندی دو الزام اولیه برای شیر های صنعتی دارند: سهولت استفاده و مقرون به صرفه بودن.
با این حال، هنگام انتخاب دستگاهی برای خودکارسازی سوپاپ ها، تعدادی از عوامل کلیدی نقش دارند:
- الزامات برنامه های کاربردی خاص برای آن رعایت میشود
- ضد انفجار است
- ذاتا ایمن است
- درجه حرارت بالا دارد
- دمای پایین دارد
- FM
- CSA
- ATEX
- usCSA/FM
- رتبه بندی SIL
سیستم ایمنی کارخانه
ارتباطات، اتوماسیون صنعتی را در تاسیسات پیچیده صنعتی پیش می‌برد. موقعیت‌دهنده‌های شیر صنعتی باید بتوانند با همه پروتکل‌های دستگاه میدانی شناخته‌شده، از آنالوگ سنتی گرفته تا HART, Modbus Profibus, FOUNDATION Fieldbus و اترنت صنعتی ارتباط برقرار کنند. فناوری موقعیت‌ساز سوپاپ که ارتباطات دیجیتال را یکپارچه میکند. دید و کنترل بیشتری بر دارایی های حیاتی را به اپراتور های کارخانه ارائه می‌دهد. موقعیت‌دهنده های شیر هوشمند قابلیت افزایش یافته و مزایای عملی را در رابطه با بهبود عملکرد کارخانه و راندمان عملیاتی بیشتر ارائه می‌دهند.
دلیل اصلی محبوبیت پوزیشنرهای دیجیتال این است که آنها می توانند کارهای خیلی بیشتری از کنترل موقعیت سوپاپ انجام دهند. جدیدترین موقعیت‌دهنده‌ها همچنین می‌توانند اطلاعات مربوط به شیر را جمع‌آوری کنند تا به طور خودکار به کاربران در مورد عملکرد و مونتاژ آن هشدار دهند.
نگاه به آینده شیر های صنعتی
یک واکنش طبیعی به فشارهای فزاینده اقتصادی، محیطی و رقابتی، نوسازی فناوری اتوماسیون است و بسیاری از شرکت‌ها در نتیجه بر روی ابزار دقیق کنترلی قدرتمند و پیشرفته سرمایه‌گذاری می‌کنند. فناوری برای کمک به پردازش کارخانه‌ها برای ساده‌سازی عملیات و کارآمدتر کردن آنها در دسترس است. یک مثال اتوماسیون سوپاپ است. تامین کنندگان راه حل شیر خودکار ویژگی هایی را برای برآورده کردن نیازهای در حال تغییر صنعت توسعه می دهند. اشکال جدیدی از ارتباطات و همچنین ابزارهایی برای برآوردن نیازهای تشخیصی اضافی در راه است. سوئیچ از شیر های صنعتی خطی پنوماتیک به شیرهای صنعتی خطی الکتریکی در دید آینده این صنعت است.
شیرهای صنعتی برای هوش دیجیتال مناسب هستند و ممکن است یکی از مهمترین عناصر یک استراتژی مدیریت دارایی کارخانه موفق باشند. با قابلیت‌های هوشمندتر اتوماسیون صنعتی شیر، کاربران نهایی بهتر می‌توانند مشکل را قبل از خرابی تشخیص داده و تعمیر کنند. اتوماسیون صنعتی در شیر صنعتی پیشرفته به انواع سازندگان کمک می کند تا به طور مداوم کارایی فرآیند و کیفیت محصول را بهبود بخشند و در عین حال از مردم، گیاهان و محیط زیست محافظت کنند.
آخرین نسل از موقعیت گیرهای شیر صنعتی هوشمند سازمان های صنعتی را قادر می سازد تا تشخیص های بیشتری را به صورت محلی انجام دهند و عملکرد کلی شیر را با هزینه کمتر بهتر درک کنند. هر تصمیمی برای استفاده از پوزیشنر روی شیر باید با متخصصان آگاه و با تجربه دریچه کنترل گرفته شود که می توانند در مورد نوع مناسب پوزیشنر و تکنیک نصب که برای بهینه سازی شیر صنعتی بسیار مهم است مشاوره دهند.
سخن پایانی
گروه صنعتی سپیانی پیشرو در زمینه ی اتوماسیون صنعتی و با بیش از دو دهه فعالیت مستمر و موفق در داخل و خارج کشور در خدمت صاحبان صنایع است. فعالیت اصلی تیم سپیانی اتوماسیون صنعتی، راه اندازی خطوط تولید، تعمیر و نگهداری و نیز مشاوره راه اندازی و اجرای اتوماسیون صنعتی است. همچنین شما عزیزان میتوانید جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه تجهیزات صنعتی و خرید آنها به سایت فروشگاهی ما مراجعه کنید. بعلاوه میتوانید فرم درخواست مشاوره رایگان ما را کامل کنید تا تکنسین های ما در کمترین زمان ممکن با شما تماس بگیرند.
