Цифрови позиционери за задвижвания с флуидна мощност

Пневматичните и хидравличните задвижвания рутинно задействат амортисьорни задвижвания, дебитни клапани, вакуум регулатори и други устройства в безброй приложения в процеса. Въпреки това, може да има значителна разлика в производителността между конвенционалните позиционери с отворен контур и цифровите позиционери със затворен контур, използвани при такива задачи. Проблемът, обясни Ed Steutermann, президент на KyTronics, Prospect, Ky., Е, че контролерите с отворен контур прилагат една команда за управление. Без ползата от обратна връзка, потребителят може да приема само точни резултати, тъй като няма увереност, че усилията за контрол имат желания ефект.

За разлика от тях, контролите със затворен контур гарантират, че точната информация непрекъснато протича в контура за обратна връзка от датчика на процеса към предавателя, контролера и задвижването и обратно. С тези позиционери тази последователност „измерване-вземане-задейства“ започва в момента, в който контролирана променлива се променя и не спира, докато не бъде изпълнено желаното условие на процеса, каза Steutermann.

Цифровите позиционери на KyTronics контролират пневматични и хидравлични въртящи или линейни задвижвания, като цилиндри или мембранни оператори. (Могат да се използват и с електромеханични задвижващи механизми.)

Например в пневматични приложения използват външни електромагнитни клапани с ниско напрежение за контрол на въздушния поток към задвижването. Това елиминира гърбиците, пружините, клапаните и отворите, които причиняват проблеми при поддръжката в конвенционалните електропневматични позиционери. Електронният модул сравнява сигналите на контролера и позицията и в случай на несъответствие отваря електромагнитния клапан за подаване на поток и бързо преместване на задвижването в зададено положение. Това води до надеждна работа, защото валът на задвижващия механизъм винаги се придвижва в същото положение в отговор на същия сигнал, а не в положение за балансиране на силата, както при конвенционалните позиционери. По този начин позиционерите на KyTronics не се влияят от неблагоприятни условия, като „стриймване“ в задвижването или промяна в налягането на въздуха.

От своя страна позиционерите с отворен контур са по същество пропорционални контролери, при които плъзгащ се клапан се отваря пропорционално на смяната на сигнала. Движението на задвижването не започва, докато достатъчно количество въздух изтича в задвижването, за да достигне разделителната сила. Това може да доведе до забележими закъснения, издигане на сигнала на контролера, превишаване и трептене - всичко това може да навреди на работата на системата.

Възможността за бързо достигане и заключване в определеното положение също има предимство при хидравлични приложения. Това е така, защото позиционерът предотвратява движението на вала на задвижването въпреки динамичните промени (обикновено налягане) поради течността на течността в системата. От друга страна, конвенционалните позиционери могат да позволят положението на клапана да се отклонява от предвиденото в отговор на външни сили.

Ключов елемент за обратна връзка е сензорът. Безконтактният магнитен енкодер, прикрепен към вала на задвижващия механизъм, осигурява прецизен цифров сигнал за контрол на работата в затворен контур, каза Steutermann. Устройството използва дискретни сензори на Хол ефект в масив на платката на енкодера. Магнитен магнитометър реагира на движението на вала и се движи над масива, за да генерира уникален двоичен сигнал за всеки прираст на движение. Сензорите на практика са имунизирани срещу шок и сигналите не се отклоняват поради износване или температура, което ефективно елиминира необходимостта от повторно калибриране при нормално обслужване. По подобен начин сигналите за положение от линейни преобразуватели могат да се използват за управление на устройства като силови цилиндри.

Друго предимство е, че работната течност не влиза в позиционерите, така че прахът или водата не нарушават работата. Това се различава от конвенционалните позиционери, които изискват непрекъснато обезвъздушаване за работа, дори когато позиционерът не движи задвижващ механизъм. (Издухният въздух се извежда от завода за сгъстен въздух на растението, преминава през типичен позиционер и се изпуска в атмосферата.) Това увеличава експлоатационните разходи. В допълнение, такива позиционери имат взаимодействащи електронни, механични и пневматични елементи. Издухният въздух съдържа задържана вода, масло и мръсотия, които могат да нарушат тези елементи и да изискват поддръжка.

KyTronics предлага два основни модела позиционери. DLA модулът може да бъде монтиран дистанционно (до 2000 фута от клапана), за да се избегне излагането на електроника на вибрации, температурни крайности и тежки или опасни среди. DLA показва положението на клапана, потвърждава, че задействащият механизъм работи правилно, и ръчно отменя, за да заобиколи контролния сигнал. MCDLU модулите се монтират на клапана с енкодер и електроника, поставени в едно и също помещение.

Позиционерите могат директно да настройват и наблюдават отдалечени задействащи механизми, както и клапани за изключване, със или без технологичен контролер. Съхранените програми предоставят избираеми полеви отговори, като отказ за отказ или затворен сигнал при загуба на сигнал или захранване, както и персонализирани отговори, включително частични интервали и разделителни диапазони. Съобщава се, че настройката и калибрирането са бързи и ясни.

Повторяемостта е ± 0,5%, работен температурен диапазон от -50 ° до 300 ° F и устройствата изискват 12-24 Vdc или 120/240 Vac мощност.

DLA и MCDLU модулите се използват повече от 15 години в различни изисквания. Повечето от оригиналните единици, каза Steutermann, все още се използват. DLA моделите са особено подходящи за здрави условия, тъй като чувствителната електроника е разположена извън враждебни или неудобни зони, като например в труднодостъпни места за задвижване на клапани / амортисьори. Само енкодерът е на задвижването. Например, няколко са задействали амортисьори за горещ въздух в стоманена валцова фабрика при температури доста над 100 ° F. Сигналът за положение предава на дистанционен контролер, разположен на повече от 300 фута. DLA процесорът също има възможности за диагностика, за да предупреждава и точно определя позиционерите или системните проблеми. Други типични приложения включват използване в машини за вакуумно шиене и производство на цигари.