انواع کنترل ولو و شیرهای کنترلی موجود
انتخاب کنترل ولو به متغیر موردنیاز برای کنترل، نوع سیال و شرایط عملیاتی بستگی دارد. در این دسته میتوان مدلهایی مانند کنترل ولو پنوماتیک، شیر کنترل فشار، شیر کنترل دما و کنترل ولو تدریجی را بررسی کرد. تفاوت این محصولات فقط در نام یا نحوه تحریک نیست؛ نوع بدنه، تریم، عملگر، محدوده فشار و دما و مشخصات جریان نیز در انتخاب نهایی مؤثرند. در کاربردهای صنعتی، کنترل ولو معمولاً بخشی از یک حلقه کنترل است و فرمان سیستم کنترل را به تغییر موقعیت شیر و در نتیجه تغییر جریان تبدیل میکند. استاندارد IEC 60534 نیز اصطلاحات و الزامات عمومی مربوط به کنترل ولوهای فرآیندی را پوشش میدهد. بنابراین هنگام خرید، بهتر است صرفاً بر اساس سایز لوله یا قیمت اولیه تصمیمگیری نشود و مشخصات واقعی فرآیند نیز در نظر گرفته شود.
کنترل ولو پنوماتیک
کنترل ولو پنوماتیک با استفاده از هوای فشرده، عملگر شیر را حرکت میدهد و برای تنظیم پیوسته جریان در بسیاری از فرآیندهای صنعتی استفاده میشود. در یک مجموعه متداول، سیگنال کنترل به پوزیشنر یا تجهیز واسط میرسد و فشار هوای مناسب برای حرکت اکچویتور تنظیم میشود. پوزیشنر میتواند موقعیت ساقه یا شفت شیر را با مقدار فرمان مقایسه کرده و فشار هوای اکچویتور را برای رسیدن به موقعیت موردنظر تنظیم کند. هنگام انتخاب این نوع شیر باید علاوه بر نوع اکچویتور، به فشار هوای در دسترس، حالت عملکرد در زمان قطع هوا، سایز شیر، نوع سیال و افت فشار توجه کرد. در سایت ETC-Industrial نیز شیر کنترلی پنوماتیک در میان محصولات مرتبط با این دسته ارائه شده است. قیمت مدل پنوماتیک بنابراین تنها تابع خود بدنه شیر نیست و مشخصات اکچویتور و تجهیزات کنترلی نیز میتواند روی هزینه نهایی اثر بگذارد.
شیر کنترل فشار
شیر کنترل فشار برای تنظیم فشار در نقطه مشخصی از فرآیند به کار میرود و بسته به آرایش سیستم میتواند برای کنترل فشار بالادست یا پاییندست استفاده شود. انتخاب این شیر نیازمند بررسی فشار ورودی، فشار مطلوب خروجی، دبی و ویژگیهای سیال است؛ بنابراین نمیتوان یک مدل را صرفاً بر اساس قطر خط برای همه کاربردها مناسب دانست. در محصولات ETC-Industrial، مدلهایی با عنوان Pressure Control Valve و شیر کنترل فشار خروجی در دستههای مرتبط ارائه شدهاند. در کاربردهای حساس، مشخصات بدنه، متریال تریم، محدوده تنظیم، نوع اتصال و شرایط دمایی نیز باید بررسی شوند. اگر هدف فقط کاهش فشار ثابت باشد، ممکن است تجهیزی مانند شیر تقلیل فشار انتخاب شود؛ اما در یک حلقه کنترل فرآیندی، انتخاب کنترل ولو به ساختار کامل سیستم کنترل و نیاز فرآیند وابسته است.
شیر کنترل دما و شیر ترموستاتیک
شیر کنترل دما ترموستاتیک برای تنظیم دمای یک فرآیند از طریق کنترل جریان سیال گرمکننده یا خنککننده استفاده میشود. در مدلهای ترموستاتیک، تغییر دما توسط حسگر به حرکت مکانیکی تبدیل میشود و موقعیت شیر متناسب با شرایط دمایی تغییر میکند. این نوع تجهیز میتواند برای کاربردهایی مانند مدارهای حرارتی، مبدلهای حرارتی و خطوط یا مخازنی که نیاز به کنترل خودکار دما دارند مناسب باشد. ETC-Industrial در حال حاضر مدلهایی از شیر ترموستاتیک مانند TCV 10-01 و TCV 10-04 را معرفی کرده است. مشخصات اعلامشده هر مدل از نظر سایز، فشار و دمای مجاز متفاوت است؛ بنابراین اعداد فنی یک محصول را نباید به کل خانواده شیرهای ترموستاتیک تعمیم داد. هنگام خرید، محدوده تنظیم دما، سیال فرآیندی، فشار و دمای کاری و نوع اتصال باید با شرایط واقعی خط تطبیق داده شود.
کنترل ولو تدریجی
کنترل ولو تدریجی برای تنظیم پیوسته و کنترلشده جریان طراحی میشود؛ به این معنا که شیر صرفاً در وضعیت کاملاً باز یا کاملاً بسته قرار نمیگیرد و میتواند در موقعیتهای میانی نیز کار کند. این ویژگی برای فرآیندهایی اهمیت دارد که تغییرات جریان باید بهصورت کنترلشده انجام شود. در سایت ETC-Industrial، «کنترل ولو تدریجی» بهعنوان یک دسته مستقل معرفی شده و کاربردهایی مانند کنترل فشار، دما و سطح برای آن مطرح شده است. با این حال، انتخاب شیر تدریجی مناسب به پارامترهایی مانند دبی، افت فشار، نوع سیال، محدوده کاری و مشخصه جریان وابسته است. برای سایزینگ نیز استانداردهای شناختهشده ISA/IEC وجود دارند و اطلاعاتی مانند فشار بالادست و پاییندست، دما، چگالی و مشخصات خط در فرآیند انتخاب اهمیت دارند.
قیمت کنترل ولو به چه عواملی بستگی دارد؟
قیمت کنترل ولو یک عدد ثابت برای همه مدلها نیست و از ترکیب مشخصات فنی، نوع ساخت و شرایط کاری تعیین میشود. مهمترین عوامل شامل سایز و کلاس فشاری، جنس بدنه و تریم، نوع شیر، نوع اکچویتور، پوزیشنر و سایر متعلقات، محدوده دما و فشار و همچنین مشخصات سیال هستند. در فرآیند سایزینگ، اطلاعاتی مانند سایز خط، فشار ورودی و خروجی، اختلاف فشار، دما و دبی موردنیاز باید مشخص باشد. همچنین در کاربردهای خاص، نیاز به متریال مقاومتر یا طراحی ویژه میتواند هزینه را افزایش دهد. به همین دلیل مقایسه قیمت دو کنترل ولو بدون مقایسه مشخصات فنی آنها ممکن است نتیجه دقیقی نداشته باشد. برای استعلام قیمت، بهتر است اطلاعاتی مانند سایز، فشار و دمای کاری، نوع سیال، دبی و نوع فرمان یا اکچویتور همراه با درخواست خرید ارائه شود تا مدل مناسب دقیقتر تعیین شود.
راهنمای انتخاب شیر کنترلی مناسب
برای انتخاب شیر کنترلی ابتدا باید مشخص شود دقیقاً کدام متغیر فرآیند باید کنترل شود؛ برای مثال جریان، فشار، دما یا سطح. سپس مشخصات سیال شامل فاز، دما، فشار، چگالی و در صورت نیاز ویژگیهای خورندگی یا فرسایندگی بررسی میشود. در مرحله بعد باید دبی موردنیاز و فشار بالادست و پاییندست مشخص شود تا سایزینگ شیر بر مبنای شرایط واقعی انجام گیرد. Emerson نیز برای سایزینگ کنترل ولو، مشخصات خط، فشار، دما، دبی و خواص سیال را از دادههای اصلی موردنیاز معرفی میکند و به رویههای ISA و IEC برای سایزینگ اشاره دارد. پس از انتخاب بدنه و تریم، اکچویتور و در صورت نیاز پوزیشنر انتخاب میشوند. در نهایت نوع اتصال، متریال، کلاس فشار، محدوده دمایی، شرایط نصب و الزامات نگهداری باید کنترل شوند. قیمت بهتر است در مرحله نهایی و در کنار این مشخصات مقایسه شود، نه بهعنوان تنها معیار خرید.
اجزای اصلی کنترل ولو چیست؟
یک مجموعه کنترل ولو معمولاً از بدنه شیر، تریم، ساقه یا شفت، اکچویتور و در بسیاری از کاربردها پوزیشنر و متعلقات کنترلی تشکیل میشود. بدنه بخش تحت فشار است و مسیر عبور سیال را در خود جای میدهد. تریم شامل قطعاتی مانند پلاگ و سیت است که مستقیماً در کنترل مسیر جریان نقش دارند. اکچویتور انرژی لازم برای تغییر موقعیت شیر را تأمین میکند و میتواند در طراحیهای مختلف پنوماتیکی، الکتریکی یا هیدرولیکی وجود داشته باشد. پوزیشنر نیز برای تطبیق موقعیت واقعی ساقه یا شفت با فرمان کنترلی استفاده میشود و میتواند دقت پاسخ مجموعه را بهبود دهد. نوع و اندازه هر جزء باید متناسب با شیر و شرایط فرآیند انتخاب شود؛ بنابراین خرید بدنه شیر بدون توجه به اکچویتور و تجهیزات کنترلی، انتخاب کاملی محسوب نمیشود.
کنترل ولو چگونه کار میکند؟
کنترل ولو بخشی از حلقه کنترل فرآیند است و وظیفه آن تبدیل فرمان کنترلی به تغییر واقعی در جریان سیال است. ابتدا یک سنسور یا تجهیز اندازهگیری، متغیر فرآیند مانند فشار، دما یا دبی را اندازهگیری میکند. کنترلر مقدار اندازهگیریشده را با Set Point مقایسه کرده و بر اساس اختلاف ایجادشده فرمان مناسب را به عنصر نهایی کنترل ارسال میکند. در یک مجموعه پنوماتیک، این فرمان میتواند از طریق پوزیشنر به فشار هوای اکچویتور تبدیل شود؛ اکچویتور نیز ساقه یا شفت شیر را حرکت میدهد و موقعیت تریم تغییر میکند. پوزیشنر با دریافت بازخورد موقعیت، به رسیدن شیر به موقعیت موردنظر کمک میکند. در نتیجه، میزان عبور سیال تغییر میکند و متغیر فرآیند به سمت مقدار تنظیمشده حرکت میکند. عملکرد دقیق این مجموعه به انتخاب صحیح شیر، اکچویتور، پوزیشنر و سایزینگ وابسته است.
