Zwiększanie bezpieczeństwa w sterowaniu mediami płynnymi i gazowymi

Zaawansowane sterowanie to przede wszystkim zbieranie istotnych danych procesowych i postępowanie według ustalonego algorytmu w oparciu o te dane. Jeśli informacja jest niekompletna, układ może wejść w stan, którego projektant nie przewidział i, co łatwo sobie wyobrazić, może doprowadzić do awarii lub przestoju w produkcji, a tym samym do strat finansowych.

O ile w przypadku siłowników czy napędów elektrycznych nie sprawia trudności zebranie informacji na temat położenia poprzez zastosowanie wyłączników krańcowych, czujników elektrycznych lub przetworników pozycji, to w przypadku elektrozaworów procesowych nie jest to już takie proste.

Najważniejszą daną procesową jest stan zaworu, czyli informacja o tym, czy jest on zamknięty czy otwarty. Można zastosować wtyczkę z diodą LED, jednak taka informacja odpowiada tylko na pytanie czy napięcie zostało podane na cewkę. W przypadku, gdy cewka jest uszkodzona lub zawór zaciął się i fizycznie nie zmienia stanu, użytkownik nie dostanie jasnej informacji.

Można również mierzyć przepływ na wyjściu zaworu. Brak przepływu oznacza zawór zamknięty, jednak gdy przepływ występuje nie wiemy czy zawór jest w pełni otwarty, czy np. z powodu mechanicznej blokady tylko częściowo otwarty. Rozwiązaniem mogą być tutaj elektrozawory współosiowe z elektrycznym sygnałem potwierdzenia pozycji zaworu.

Zawory współosiowe (1) stoją niejako w opozycji do tradycyjnie rozumianych zaworów procesowych. Już wstępne porównanie z zaworami bezpośredniego działania (2) czy membranowymi (3) pokazuje istotne różnice w zasadzie działania i budowie zaworu.

typy zaworów procesowych.jpg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Rys. 1. Typy zaworów procesowych

 

Nieskomplikowana budowa zaworu posiada liczne zalety, takie jak m.in. wysoka żywotność, duży przepływ, krótki czas przełączania. Jednak to możliwość zastosowania czujnika położenia czyni zawór współosiowy jednym z najbezpieczniejszych rozwiązań w procesowym sterowaniu mediami płynnymi i gazowymi.

 

Zasada działania zaworu współosiowego

Budowa elektrozaworu współosiowego (wersja NZ).jpg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 2. Budowa elektrozaworu współosiowego (wersja NZ)

 

Zasada działania zaworu współosiowego jest prosta: na ruchomym trzpieniu zaworu umieszczony jest magnes (podobnie jak w tłoku siłownika). Dzięki temu możliwe jest zastosowanie czujnika położenia (jak na rys. 3). Sygnał z takiego czujnika możemy podpiąć do dowolnego urządzenia sterującego. Najczęściej jest to sterownik PLC.

Czujnik położenia.jpg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Rys. 3. Czujnik położenia – rysunek poglądowy

 

Czujnik może wykrywać pozycję otwartą, pozycję zamkniętą lub obydwie te pozycje. W tym ostatnim przypadku otrzymujemy największą kontrolę nad aplikacją, a tym samym jeszcze bardziej poprawiamy bezpieczeństwo procesu.

Elektrozawór RSG.jpg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Rys. 4. Elektrozawór RSG z przyłączami flanszowymi i czujnikami pozycji (otwartej i zamkniętej) wykorzystywany w przemyśle Automotive

 

Czujniki potwierdzające elektrycznym sygnałem pozycję zaworu występują w zaworach RSG jako opcja. Ten dodatkowy koszt jest najbardziej uzasadniony w przypadku sterowania agresywnym i niebezpiecznym medium (przemysł chemiczny, petrochemiczny) oraz wszędzie tam, gdzie na pierwszym miejscu stawia się na bezawaryjność i brak przestojów produkcyjnych.

Zobacz więcej: Elektromagnetyczne zawory współosiowe