چگونه ویژگی های عدم امنیت در دریچه های فعال هوا کار می کنند؟
پیام بگذارید

در زمینه اتوماسیون صنعتی مدرن ، کنترل سیال یک پیوند مهم است. دریچه های فعال شده هوا در بسیاری از صنایع مانند پتروشیمی ، برق ، تصفیه آب ، مواد غذایی و دارو و غیره به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. به دلیل ساختار ساده ، پاسخ سریع و ایمنی زیاد. با این حال ، در محیط های صنعتی ، وقفه های غیر منتظره برای کنترل سیستم ها یا منابع انرژی اغلب رخ می دهد. به منظور اطمینان از اینكه فرآیند تولید می تواند در چنین شرایط غیر منتظره ای از پیش تعیین شده ایمن باشد و از آسیب تجهیزات ، آلودگی محیط زیست و حتی تلفات خودداری كند ، شیرهای فعال شده هوا معمولاً با عملکرد "ناكام" طراحی می شوند. در این مقاله به مفاهیم اساسی و اصول کاری عملکرد ناکام دریچه های فعال شده هوا و اهمیت آن در اطمینان از ایمنی صنعتی می پردازیم.
امنیت ناکام چیست؟
به اصطلاح "ایمن-ایمن" به این معنی است که وقتی سیستم با خرابی اجزای کلیدی (مانند سیگنال های کنترل و منابع قدرت) برخورد می کند ، می تواند به طور خودکار به حالت امن از پیش تعیین شده تغییر یابد که می تواند خطرات را بدون مداخله خارجی به حداقل برساند. برای دریچه های فعال شده هوا ، این "حالت امن" معمولاً به دریچه کاملاً باز (ناکام ، FO) یا کاملاً بسته (Fail-Close ، FC) اشاره دارد. کدام حالت انتخاب شده است به نیازهای ایمنی شیر در فرآیند خاص بستگی دارد.
به عنوان مثال ، وضعیت ناکامی دریچه ای که برای تأمین سوخت قطع اضطراری استفاده می شود ، باید "شکست" باشد تا در صورت از دست دادن کنترل ، از ادامه جریان سوخت جلوگیری کند. در حالی که ممکن است وضعیت ناکامی دریچه ای که برای خنک کننده آب مورد استفاده قرار می گیرد ، نیاز به "عدم موفقیت" داشته باشد تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات مهم در صورت عدم موفقیت کنترل در جلوگیری از آسیب بیش از حد ، می توانند خنک شوند. هدف از طراحی ایمن عدم اعتماد به مکانیسم داخلی برای مجبور کردن دریچه برای رسیدن به این موقعیت امن از پیش تعیین شده در هنگام از بین رفتن قابلیت های کنترل طبیعی است.
مکانیسم ایمن
متداول ترین راه برای دستیابی به عملکردهای ایمن از هوا ، استفاده از دریچه های فعال شده با هوای تک کار با توابع بازگشت بهار (محرک تک عمل بهار) است. این محرک حاوی یک محفظه هوا و بهار برگشتی است. اصل کار آن را می توان به دو مرحله تقسیم کرد: در حین کار عادی ، سیستم کنترل هوای فشرده شده را به داخل محفظه هوا محرک منتقل می کند و فشار گاز بر روی پیستون یا دیافراگم عمل می کند. رانش تولید شده غلبه بر نیروی پیش بار بهار و اصطکاک و نیروی متوسط عملکرد دریچه را بر عهده دارد و ساقه دریچه را به سمت حرکت سوق می دهد ، به طوری که دریچه به موقعیت مورد نیاز برای کار برسد (برای مثال ، اگر یک نوع "بسته شده" باشد ، تهویه باعث می شود دریچه در حین کار عادی باز شود).
در طی این فرآیند ، بهار فشرده یا کشیده شده و انرژی بالقوه را ذخیره می کند. هنگامی که یک خرابی رخ داد ، مانند وقفه در منبع هوای فشرده شده (مانند پارگی خط لوله منبع هوا ، خاموش کردن کمپرسور هوا) یا از بین رفتن قدرت در دریچه الکترونوئید کنترل کننده مدار هوا ، باعث قطع شدن مدار هوا می شود ، فشار وارد شده به محفظه هوای Actuator به سرعت ناپدید می شود. در این مرحله ، انرژی بالقوه ذخیره شده بهار فشرده شده یا کشیده قبلاً آزاد می شود و پیستون یا دیافراگم را در حرکت معکوس فشار می دهد ، و ساقه دریچه را برای هدایت شیر به سمت موقعیت ناکام از پیش تعیین شده سوق می دهد (به عنوان مثال ، شیر "شکست خورده" به طور خودکار بسته می شود). کل فرآیند کاملاً به نیروی مکانیکی بهار متکی است و به انرژی خارجی یا سیگنال ها متکی نیست ، بنابراین از قابلیت اطمینان عملیاتی در صورت خرابی اطمینان می یابد.
ماشه ایمن شکست
در سیستم های اتوماسیون صنعتی مدرن ، عملکرد "عدم امنیت" دریچه های فعال هوا معمولاً به دو دلیل اصلی ایجاد می شود: قطع عرضه واقعی هوای فشرده شده و عدم موفقیت یا قطع سیگنال کنترل.


اول ، از دیدگاه منبع هوا ، از بین رفتن منبع هوای فشرده شده رایج ترین محرک است. در حین کار ، اگر کمپرسور هوا کار را متوقف کند ، فشار مخزن بنزین به حد پایین تنظیم می شود ، یک نشت آشکار در خط لوله اصلی وجود دارد ، یا پارگی خط لوله تأمین گاز به دلیل خوردگی ، لرزش و غیره ، محرک قادر به فشار کافی هوا برای فشار دادن پیستون یا دیافراگم برای حرکت نخواهد بود. علاوه بر این ، چندین مؤلفه کمکی کلیدی در مدار هوای کنترل وجود دارد ، مانند فیلترهای هوا ، تنظیم کننده فشار ، روان کننده ها و غیره. اگر این مؤلفه ها باعث افت فشار پایین دست به دلیل آلودگی ، انسداد یا نارسایی پیری شوند ، همچنین باعث فشار کافی هوای رانندگی نمی شود که در واقع توسط Actuator دریافت می شود. هنگامی که فشار به یک نقطه بحرانی که نمی تواند بر اصطکاک بدنه دریچه یا از پیش بار بهار برطرف شود ، کاهش می یابد ، محرک به طور خودکار فشار اصلی هوا را آزاد می کند و مکانیسم بهار برای شروع یک عمل ناکام مداخله می کند.
ثانیا ، از دست دادن سیگنال های کنترل از قسمت کنترل الکترونیکی نیز یک مسیر محرک است که نمی توان آن را نادیده گرفت. در بیشتر سیستم های کنترل پنوماتیک ، باز و بسته شدن منبع هوای محرک توسط یک شیر برقی کنترل می شود. هنگامی که دریچه solenoid کار می کند ، برای ایجاد سیم پیچ برای تولید یک میدان مغناطیسی به جریان متکی است ، به طوری که هسته دریچه در حالت باز یا معکوس قرار دارد تا کنترل کند که آیا هوای فشرده وارد محفظه کار محرک می شود. هنگامی که دریچه solenoid به دلیل قطع برق در سیستم کنترل ، عملکرد رله غیر طبیعی ، تماس با سیم ضعیف یا خرابی ماژول ، از دست داد ، چشمه بازده داخلی آن باعث می شود هسته دریچه مجبور شود به موقعیت پیش فرض بازگردد. در این زمان ، دریچه solenoid نه تنها کانال ورودی هوا را می بندد بلکه ممکن است کانال اگزوز را نیز باز کند و باعث می شود فشار داخلی محرک به سرعت کاهش یابد. در این حالت ، محفظه کار در محرک فشار را از دست می دهد ، و بهار فشرده شده در داخل آن ، انرژی ذخیره شده را آزاد می کند ، پیستون را به عقب سوق می دهد و دریچه را به سمت "موقعیت ایمن ناکام" سوق می دهد.







