8. Позиционеры
Для улучшения эксплуатационных качеств регулирующих клапанов они оснащаются мембранными исполнительными механизмами с позиционером и ручным дублером привода.
Позиционер (рис. IV.8) представляет собой устройство, предназначенное для перемещения штока строго пропорционально командному давлению путем использования обратной связи по положению штока. Таким путем исключается влияние сил трения, неуравновешенности плунжера, изменений эффективной площади мембраны с ходом плунжера и некоторых других факторов на положение плунжера, которое должно определяться только величиной командного давления воздуха. Действие указанных выше факторов приводит к рассогласованию между командным давлением воздуха и положением штока, которое в отдельных случаях может достигать 30% (диафрагмовые клапаны).
Позиционеры уменьшают гистерезис до 1,5 — 2% и менее и снижают запаздывание работы регулирующих клапанов. Применение позиционеров целесообразно в системах точного регулирования, при высоких давлениях среды, при работе регулирующих клапанов на вязких средах, пульпе, шламе, суспензиях и тому подобных средах. При условном ходе плунжера регулирующего клапана до 10 мм используется позиционер ПР-10, при ходе от 10 до 25 мм — позиционер ПР-10-25 (рис. IV.8). При условном ходе плунжера от 25 до 100 мм может быть использован позиционер ПР-10-100, снабженный рычажной передачей, благодаря которой может ступенчато изменяться передаточное отношение между ходом штока позиционера и ходом плунжера регулирующего клапана. Указанные позиционеры работают с использованием одного общего принципа — чувствительным элементом является мембранный узел, состоящий из двух мембран, имеющих неодинаковые эффективные площади: эффективная площадь нижней мембраны больше эффективной площади верхней. В связи с этим командное давление воздуха между мембранами создает усилие, направленное вниз. При перемещении в этом направлении мембранного узла сжимается пружина обратной связи, с увеличением усилия которой создается равновесное положение системы. Положение равновесия зависит от степени сжатия пружины, которое происходит с подъемом нижнего конца, связанного со штоком позиционера. Шток осуществляет обратную связь с регулирующим клапаном, упираясь в тарелку пневматического привода и перемещаясь с ней.
В позиционер подается сжатый воздух под давлением 0,2 — 1,0 кгс см2 от регулятора или устройства дистанционного управления и сжатый воздух под давлением 2 ± 0,5 кгс см2 для питания пневматического мембранного привода регулирующего клапана. Для управления используется пилотное устройство в виде клапана с двумя противоположно направленными седлами, через одно из которых воздух проходит в привод регулирующего клапана, через другое — в атмосферу. Положение пилотного клапана зависит от положения мембранного узла позиционера, которое, в свою очередь, зависит от величины командного давления воздуха и положения привода регулирующего клапана (положения плунжера). Седло пилотного клапана обычно имеет диаметр около 3 мм, ход клапана 0,15 — 0,20 мм. При достижении требуемого положения плунжера регулирующего клапана, определяемого командным давлением (положение штока позиционера), перекрывается подача сжатого воздуха в его пневмопривод и перемещение плунжера прекращается.
Источник
Что такое электропневматический позиционер?
Используя пневматические системы и для управления различными пневматическими устройствами, помимо пневмопреобразователей, не обойтись без электропневматических позиционеров.
Позиционеры – это специальные устройства, предназначенные для уменьшения или полного снятия рассогласования хода, а также повышения быстродействия и отклика пневматических мембранных и поршневых исполнительных механизмов путем включения обратной связи по положению выходного штока исполнительных механизмов.
Другими словами, позиционеры являются регуляторами в системе контроля, которые обеспечивают заданную координацию положения пневматического исполнительного механизма поступательного или поворотного действия (так называемая, регулируемая величина) и командного сигнала (задающая величина).
Как и любой другой регулятор, электропневматический позиционер имеет свой объект регулирования, задание, параметр, сигнал действующего рассогласования и выходной сигнал управления. При этом, в качестве объекта управления может выступать любой исполнительный механизм – пневмодвигатель вращательного и поступательного действия, пневмоприводы, пневмоцилиндры, а также регулирующие клапана. Объект управления – это то, ради чего задумывалась пневматическая система.
Параметр – применительно к позиционерам – положение штока клапана, положение пневмоцилиндра и т.д.
Заданием является управляющий сигнал от блока управления пневмосистемой или регулятора.
Сигнал действующего рассогласования – это разница между управляющим сигналом и, например, действительным положением штока клапана.
Выходной сигнал управления — это давление сжатого воздуха, которое поступает в рабочую полость исполнительного механизма и изменяет усилие тарированной пружины.
Таким образом, изменяя выходное давление или усилие тарированной пружины, позиционер обеспечивает соответствие положения штока клапана и управляющего сигнала, компенсируя, при этом, усилия, оказывающие воздействие на подвижную систему клапана. Такими усилиями могут быть: статическое и динамическое воздействие регулируемой среды, либо трение в подвижных соединениях.
Стоит отметить, что в некоторых моделях электропневматических приборов конструктивно объединены функции позиционеров и преобразователей, при этом, обратная связь по положению штока или другого рабочего органа механизма, осуществляется при помощи линейно перемещающихся штоков, рычагов, либо эксцентрикового ролика для поворотных механизмов.
Современные цифровые интеллектуальные позиционеры, помимо своей основной задачи – регулирования положения штока клапана, могут выполнять огромное количество дополнительных функций, таких, как: обзор параметров состояния клапана, его автоматическая настройка и диагностика, а также, конфигурирование, моделирование, архивирование данных, получаемых в процессе работы. Однако, не всегда такие возможности позиционера востребованы, поэтому, прежде чем приобретать позиционер с множеством функций, подумайте, может быть для тех процессов, которые Вам необходимо запустить будет достаточно аналогового позиционера или обычного пневмопреобразователя?
На практике, используются, конечно, обычные пневматические и электропневматические позиционеры моделей ПП, ЭПП, ППМ-200, ЭПП-300. Именно они нашли наибольшее распространение на просторах России и стран СНГ.
— Пневматический позиционер ПП – может быть изготовлен как для одностороннего, так и для двустороннего действия. Это самый простой, однако, один из самых надежных позиционеров.
— Позиционер приводных механизмов ППМ-200 – позиционер изготавливается в соответствии с требованиями ПБ 09-540-03, может применяться как для поступательного, так и для поворотного рабочего хода.
— Электропневматический позиционер ЭПП и ЭПП-Ex – могут работать с барьером искрозащиты во взрывоопансых зонах. Имеют уровень взрывозащиты «особовзрывобезопасный».
— Электропневматический позиционер ЭПП-300 – прибор имеет встроенный HART-модем и может соединяться с управляющим устройством (ПК) по аналоговому или цифровому каналу.
Пневматический позиционер ППМ-200
Современные цифровые электропневматические позиционеры используются, также, для управления регулирующими поворотными или линейными клапанами. Принцип действия позиционера, в данном случае, состоит в установке регулирующего органа (штока) в положение, которое соответствует электрическому входному управляющему сигналу. Причем дополнительные функциональные входы могут быть использованы для установки клапана в безопасное положение или его блокировки.
Интеллектуальный позиционер Siemens SITRANS VP
Таким образом, можно сделать вывод о том, что пневматические и электропневматические позиционеры существенно дополняют возможности различных регуляторов давления с пневмоприводом. Позиционеры позволяют исключить гистерезис пневмосистемы (запаздывание отклика привода на команду управляющего блока), увеличить быстродействие и точность поддержания необходимых параметров, обеспечить надежность закрытия клапана при больших перепадах давления и тем самым герметизировать систему.
Источник
Позиционеры
- Поможем с выбором товара
- Предоставим техническую
консультацию - Ответим на любые вопросы
Область применения позиционера для клапана
Чтобы улучшить эксплуатационные свойства регулирующих клапанов, их оснащают мембранными исполнительными механизмами. Последние имеют позиционер и дублер привода.
Принцип работы устройства
Позиционер регулирующего клапана – это устройство, которое предназначено для движения штока в соответствии с командным давлением путем применения обратной связи по позиции штока. Благодаря этому, ликвидируется воздействие сил трения, дисбаланс плунжера. Все это приводит к рассогласованию между командным давлением воздуха и позицией штока, которое иногда может достигать 30%.
Позиционер для клапана сокращает гистерезис на 1,5-2% и сокращает запаздывание регулирующих клапанов. Применение устройства актуально в системах точного регулирования, когда присутствует высокое давление среды, когда регулирующие клапаны работают на вязких средах, шламе, пульпе и суспензиях.
Работают позиционеры по одному общему правилу – чувствительным компонентом выступает мембранный узел, который включает в себя две мембраны. Последние имеют неравноценные эффективные зоны – эффективная зона нижней на порядок больше эффективной зоны верхней. При перемещении мембранного узла в этом направлении пружина обратной связи сжимается, увеличивая усилие и создавая изостатическое положение системы. Положение устойчивости зависит от уровня сжатия пружины, которое сопровождается подъемом нижнего конца, объединенного со штоком позиционера.
Шток выполняет обратную связь с регулирующим клапаном, упираясь в тарелку пневматического привода и двигаясь по ней.
В позиционер для арматуры сжатый воздух подается от регулятора или устройства дистанционного управления, а также для питания пневматического мембранного привода регулирующего клапана. С целью управления применяется пилотное устройство в качестве клапана с двумя седлами, противоположно направленными друг к другу. Через одно из них воздух проходит в привод регулирующего клапана, а через другое – в атмосферу. Позиция пилотного клапана определяет позицию мембранного узла позиционера. Последний зависит от размера командного давления воздуха и позиции привода регулирующего клапана. Когда достигается требуемое положение плунжера регулирующего клапана, перекрывается подача сжатого воздуха в пневмопривод. Следовательно, движение плунжера прекращается.
Разновидности устройств
Позиционер в качестве исполнительного механизма для трубопроводной арматуры бывает:
Электропневматический позиционер – это стандартный позиционер пневмопривода, который оснащен дополнительным электропневматическим преобразователем. Последний получает аналоговый входной сигнал постоянного тока от системы управления и преобразует его в пропорциональный пневматический сигнал, который после передается стандартному позиционеру. Почти каждый позиционер пневматический может быть оснащен электропневматическим преобразователем.
Позиционер пневматический необходим, чтобы сократить рассогласование хода и повысить скорость действия пневматических мембранных и поршневых исполнительных механизмов с помощью введения обратной связи по положению выходного штока исполнительных механизмов. Позиционер привода пневматического – это комплектующее устройство для исполнительных механизмов.
Где купить?
Компания Max-Air Technology специализируется на производстве и реализации устройств с пневматическим и электропневматическим принципом действия. Поскольку мы занимаемся производством более 15 лет, то гарантируем высокое качество нашей продукции. Каждый наш товар сопровождается гарантией итальянской компании.
Продукция нашей компании является востребованной как у масштабных государственных и коммерческих компаний, так и у небольших фирм. Это обуславливают высокие технические характеристики устройств. Позиционер крана, как и другие элементы арматуры, позволяет управлять технологическими процессами. Более того, гарантирует высокую степень контроля производственного процесса, исключает появление разного рода неполадок.
Если Вы хотите купить нашу продукцию, то сделать это можно в режиме онлайн или в телефонном режиме. Кроме того, мы можем связаться с Вами в любое удобное для Вас время в телефонном режиме. Для этого на сайте следует заполнить заявку, где указать свое имя и контактный телефон. Мы принимаем оплату безналичным расчетом. Возможен возврат или обмен товара в течение 2 недель с момента приобретения.
Источник
Электропневматические позиционеры и преобразователи
Электропневматические позиционеры и электропневматические преобразователи используются для управления исполнительными пневматическими механизмами. Несмотря на то, что эти приборы имеют схожее название, они различны по выполняемым функциям. Но при этом в некоторых моделях пневмопроборов преобразователи функционально объединяют с позиционерами, что создает определенную путаницу.
Различия между позиционерами и преобразователями
Основная функция электрического преобразователя изначально заключается в преобразовании токового стандартного сигнала в пневматический. Это необходимо, чтобы осуществить управление исполнительным пневматическим механизмом. Так, ток стандартного значения 4-20мА прибор преобразует в пневмосигнал 0,2-10бар, либо в сигнал из другого диапазона, соответствующий имеющемуся давлению сжатого воздуха.
Электрический позиционер регулирует положение (позицию) подвижной части системы регулирующего клапана. Поскольку позиционер является регулятором, он, как и каждый подобный прибор, имеет:
- Задание. Это управляющий сигнал, который поступает от системы регулятора или управления.
- Параметр. Это положение штока клапана.
- Сигнал рассогласования. Этот параметр представляет собой разницу между сигналом управляющим и действительным местоположением штока.
- Выход, или сигнал управления. Это может быть либо давление сжатого воздуха, которое поступает в рабочую полость механизма, либо меняющееся усилие пружины тартрированного типа.
Все параметры направлены на объект регулирования, который представляет собой исполнительный механизм регулирующего пневмоклапана.
Принцип работы позиционера состоит в следующем: он изменяет выходное давление либо усилие, создаваемое тартрированной пружиной, тем самым обеспечивает положение штока клапана в соответствии управляющему сигналу. Для этого позиционер компенсирует усилия, которые действуют на подвижную систему клапана (это могут быть трения подвижных частей между собой, динамическое или статическое воздействие регулируемой среды).
Взаимосвязь позиционера и преобразователя
Если в исполнительном механизме используется клапан регулирующий, оснащенный пневматическим позиционером, но необходимо интегрировать этот регулирующий клапан в систему электронного управления, между позиционером и электронной системой необходимо установить преобразователь электропневматический.
Также использование преобразователя вместо позиционера также бывает необходимо в случае, когда невозможно или нежелательно использовать позиционеры. Например, в малоинерционных системах управления (при регулировании расхода жидкости) позиционеры ухудшают динамику протекающего процесса. Кроме того, эти приборы при значительных силах трения могут в таких системах вызвать высокую колебательность регулировочного процесса. Поэтому для обеспечения более благоприятного переходного процесса регулирования лучше использовать именно преобразователь.
Современные позиционеры интеллектуального типа кроме регулирования положения штока клапана способны выполнять несколько дополнительных функций, например, осуществлять автоматическую диагностику, настройку, моделирование и архивирование и ряд других. Правда, во многих системах эти функции не востребованы. В таком случае необходимо выбирать между преобразователем и аналоговым позиционером.
Кроме того, сегодня существуют такие конструкции электропневматических позиционеров, которые имеют встроенные функции преобразователей – объединенные модели. Таким образом, эти устройства способны существенно дополнить возможности регуляторов давления, оборудованных пневматическим приводом. Они исключают гистерезис и увеличивают быстродействие, точность поддержания параметров, при больших перепадах давления обеспечивают надежное закрытие клапана. Установка одного такого прибора избавляет от необходимости дополнительно комплектовать систему преобразователями или выбирать между двумя приборами.
Источник
