Цифровые позиционеры для гидравлических приводов

Пневматические и гидравлические приводы обычно приводят в действие приводы заслонок, клапаны потока, регуляторы вакуума и другие устройства в бесчисленных технологических процессах. Однако между обычными позиционерами с разомкнутым контуром и цифровыми позиционерами с замкнутым контуром, используемыми в таких задачах, может существовать значительный разрыв в производительности. Проблема, пояснил Эд Steutermann, президент KyTronics, Prospect, Ky., Заключается в том, что контроллеры с разомкнутым контуром применяют одну команду управления. Без обратной связи пользователь может только предполагать точные результаты, поскольку нет уверенности в том, что усилие контроля даст желаемый эффект.

Напротив, органы управления с обратной связью обеспечивают непрерывную передачу точной информации в контуре обратной связи от датчика процесса к преобразователю, контроллеру и приводу и обратно. С этими позиционерами эта последовательность «измерить-решить-привести в действие» начинается в тот момент, когда изменяется контролируемая переменная, и не останавливается до тех пор, пока не будет выполнено требуемое условие процесса, сказал Steutermann.

Цифровые позиционеры с закрытым контуром KyTronics управляют пневматическими и гидравлическими поворотными или линейными приводами, такими как цилиндры или мембранные приводы. (Они также могут использоваться с электромеханическими приводами.)

Например, в пневматических системах они используют внешние электромагнитные клапаны низкого напряжения для управления потоком воздуха к приводу. Это устраняет кулачки, пружины, задвижки и отверстия, которые вызывают проблемы с обслуживанием в обычных электропневматических позиционерах. Электронный модуль сравнивает сигналы контроллера и положения и, в случае несоответствия, открывает электромагнитный клапан для подачи потока и быстро перемещает привод в положение заданного значения. Это обеспечивает надежную работу, поскольку вал привода всегда перемещается в одно и то же положение в ответ на один и тот же сигнал, а не в положение баланса сил, как в обычных позиционерах. Таким образом, позиционеры KyTronics не подвержены влиянию неблагоприятных условий, таких как «заклинивание» в приводе или изменение давления воздуха.

Позиционеры с разомкнутым контуром, с другой стороны, являются по существу пропорциональными контроллерами, в которых золотниковый клапан открывается пропорционально изменению сигнала. Движение привода не начинается до тех пор, пока в привод воздуха не поступит достаточное количество воздуха, чтобы достичь силы отрыва. Это может привести к заметным задержкам, увеличению сигнала контроллера, перерегулированию и колебаниям - все это может снизить производительность системы.

Возможность быстрого достижения и блокировки в указанном положении также имеет преимущество в гидравлических применениях. Это связано с тем, что позиционер предотвращает движение вала привода, несмотря на динамические изменения (обычно давление) из-за потока жидкости в системе. С другой стороны, обычные позиционеры могут позволить положению клапана отклоняться от намеченного в ответ на внешние усилия.

Ключевым элементом обратной связи является датчик. По словам Штойтерманна, бесконтактный магнитный датчик, прикрепленный к валу привода, обеспечивает точный цифровой сигнал положения для управления работой с обратной связью. В устройстве используются дискретные датчики Холла в массиве на плате энкодера. Магнитный поворотный рычаг реагирует на движение вала и перемещается по массиву, генерируя уникальный двоичный сигнал для каждого приращения движения. Датчики практически невосприимчивы к ударам, и сигналы не дрейфуют из-за износа или температуры, что эффективно устраняет необходимость повторной калибровки при нормальной эксплуатации. Точно так же сигналы положения от линейных преобразователей могут использоваться для запуска таких устройств, как силовые цилиндры.

Еще одним преимуществом является то, что рабочая жидкость не попадает в позиционеры, поэтому пыль или вода не мешают работе. Это отличается от обычных позиционеров, которые требуют непрерывного выпуска воздуха для работы, даже когда позиционер не перемещает привод. (Отводимый воздух забирается из коллектора сжатого воздуха установки, проходит через обычный позиционер и выходит в атмосферу.) Это увеличивает эксплуатационные расходы. Кроме того, такие позиционеры имеют взаимодействующие электронные, механические и пневматические элементы. Отводимый воздух содержит захваченную воду, масло и грязь, которые могут загрязнить эти элементы и требуют технического обслуживания.

KyTronics предлагает две основные модели позиционеров. Модуль DLA может быть установлен на расстоянии (до 2000 футов от клапана), чтобы избежать воздействия на электронику вибрации, экстремальных температур и жестких или опасных сред. DLA отображает положение клапана, подтверждение того, что привод работает правильно, и ручное управление для обхода управляющего сигнала. Модули MCDLU устанавливаются на клапан с датчиком и электроникой, размещенными в одном корпусе.

Позиционеры могут напрямую регулировать и контролировать дистанционные приводы, а также двухпозиционные клапаны с контроллером процесса или без него. Хранимые программы предоставляют выбираемые по полю отклики, такие как открытие или закрытие при сбое при потере сигнала или мощности, а также настраиваемые отклики, включая частичные пролеты и разделенные диапазоны. Настройка и калибровка, как сообщается, быстрая и простая.

Повторяемость составляет ± 0,5%, диапазон рабочих температур от -50 ° до 300 ° F, и для устройств требуется напряжение 12-24 В пост. Тока или 120/240 В переменного тока.

Устройства DLA и MCDLU используются более 15 лет в самых разных условиях. По словам Штойтерманна, большинство оригинальных устройств все еще используются. Модели DLA особенно подходят для тяжелых условий эксплуатации, поскольку чувствительная электроника расположена вне труднодоступных или неудобных мест, например, в труднодоступных местах привода клапана / заслонки. Только датчик находится на приводе. Например, некоторые из них работали с заслонками горячего воздуха в сталепрокатном стане при температурах значительно выше 100 ° F. Сигнал положения передается на пульт дистанционного управления, расположенный на расстоянии более 300 футов. Процессор DLA также имеет диагностические возможности для оповещения и определения проблем позиционера или системы. Другие типичные применения включают использование в вакуумных швейных и сигаретных машинах.