Apa itu katup kontrol pneumatik

Abstrak: Sebagai peralatan kontrol otomatisasi industri yang penting, katup kontrol pneumatik banyak digunakan di banyak bidang seperti industri kimia, minyak bumi, tenaga listrik, metalurgi dan sebagainya.Ini menggunakan udara terkompresi sebagai sumber daya, dikombinasikan dengan posisi katup listrik dan aktuator, untuk mewujudkan kontrol yang tepat dari parameter proses seperti aliran sedang dan tekanan di pipa.kita akan memperkenalkan secara rinci komposisi struktural, prinsip kerja, karakteristik aplikasi, status kesalahan, resolusi kesalahan dan pentingnya dalam produksi industri katup kontrol pneumatik.

I. struktur dan komposisi katup kontrol pneumatik

Katup kontrol pneumatik terutama terdiri dari bagian-bagian berikut:

1. alat penggerak pneumatik: ini adalah komponen inti dari katup penyesuaian pneumatik, yang bertanggung jawab untuk menerima sinyal dari sistem kontrol (seperti PLC) dan mengubahnya menjadi tindakan mekanis.Pneumatic actuator biasanya termasuk diafragma pneumatic, komponen pegas, aktuator dan batang katup.

2. mengatur tubuh katup: termasuk spool katup, kursi katup dan tubuh katup itu sendiri. spool dan kursi adalah komponen kunci untuk mewujudkan efek throttling,Mereka mengontrol aliran dan tekanan media melalui perubahan posisi relatif.

3. posisi katup: digunakan untuk meningkatkan presisi kontrol katup. posisi sesuai dengan sinyal umpan balik pergeseran batang katup untuk memastikan akurasi dan stabilitas tindakan katup.

4. aksesoris: seperti katup penurun tekanan penyaring, katup solenoid, perangkat pengoperasian manual, dll., yang digunakan untuk membantu operasi normal sistem.

II. prinsip kerja katup kontrol pneumatik

Proses kerja katup kontrol pneumatik dapat dibagi menjadi langkah-langkah berikut:

Penerimaan dan konversi sinyal: katup kontrol pneumatik melalui sistem kontrol (seperti PLC) untuk menerima sinyal arus atau sinyal analog,sinyal ini dikonversi menjadi sinyal pneumatik melalui posisi katup listrik atau konverterMisalnya, sinyal arus 4-20mA biasa dapat dikonversi menjadi sinyal pneumatik 0,02-0,1MPa melalui posisi katup.Konversi ini memungkinkan aktuator pneumatik untuk melakukan tindakan yang sesuai sesuai dengan perubahan sinyal masukan.

2. Aksi aktuator

Ketika sinyal pneumatik masuk ke aktuator film tipis pneumatik, udara terkompresi mendorong membran untuk memperluas, yang pada gilirannya mendorong aktuator dan batang katup,menyebabkan spool untuk dipindahkan dan mengubah pembukaan katupSecara khusus:

- Ketika sinyal tekanan udara meningkat, tongkat dorong bergerak ke atas, mendorong batang katup dan gulungan ke atas, dan katup terbuka lebar;

- Ketika sinyal tekanan udara menurun, tongkat dorong bergerak ke bawah, mendorong batang katup dan gulungan ke bawah, katup menutup kecil.

3. Peran posisi katup

The valve positioner adjusts the action of the pneumatic actuator in real time according to the displacement feedback signal of the valve stem to ensure that the opening of the valve is consistent with the input signalKetika sinyal umpan balik seimbang dengan sinyal masukan, katup berhenti bergerak, sehingga memastikan akurasi dan stabilitas regulasi.

Posisi positif: Ketika sinyal masuk meningkat, tekanan udara keluar ke kepala diafragma meningkat, sehingga pembukaan katup meningkat.

Posisi yang bertindak terbalik: ketika sinyal masukan meningkat, tekanan udara keluar ke kepala diafragma menurun, sehingga pembukaan katup berkurang.

Pemilihan posisi harus sesuai dengan persyaratan khusus aktuator dan katup pengatur untuk memastikan stabilitas dan keandalan sistem.

4Mengatur aliran dan tekanan media

Tekanan pra-ventil diubah menjadi tekanan pasca-ventil melalui efek throttling dari spool dan kursi katup. Proses penyesuaian spesifik adalah sebagai berikut:

-Regulasi tekanan: P2 dimasukkan ke ruang membran atas melalui pipa dan bertindak pada cakram atas, kekuatan yang dihasilkan seimbang dengan kekuatan reaksi dari pegas,yang menentukan posisi relatif spool dan kursiKetika P2 meningkat, kekuatan pada cakram atas meningkat, mengatasi kekuatan pegas, menutup gulungan, mengurangi area aliran,meningkatkan resistensi aliran, dan P2 berkurang sampai mencapai nilai yang ditetapkan.

-Regulasi aliran: Dengan mengubah posisi relatif gulungan dan kursi, area aliran media diatur, sehingga mengendalikan aliran.katup dibuka; ketika perlu untuk mengurangi aliran, katup ditutup.

5. umpan balik dan peraturan.

Dalam seluruh proses penyesuaian, perubahan pembukaan katup, tuas umpan balik akan memberikan posisi sinyal umpan balik real-time.Positioner menyesuaikan sesuai dengan sinyal umpan balik ini untuk memastikan akurasi dan stabilitas tindakan katupKetika sinyal umpan balik seimbang dengan sinyal masukan, katup berhenti bergerak dan mempertahankan tingkat pembukaan saat ini.

6Bentuk aksi aktuator pneumatik

Aksi positif: Ketika tekanan udara masuk aktuator pneumatik meningkat, aktuator bergerak ke bawah, yang disebut aksi positif.

Tindakan terbalik: Ketika tekanan udara masuk aktuator pneumatik meningkat, batang dorong bergerak ke atas, yang disebut aksi terbalik.

7. Forward dan reverse loading mekanisme regulasi

Katup pemuatan positif: Ketika spool bergerak ke bawah, luas cross-sectional dari aliran antara spool dan kursi katup berkurang.

Katup beban terbalik: Ketika gulungan bergerak ke bawah, luas penampang sirkulasi meningkat.

8. bentuk tindakan aktuator pneumatik

Air to Open (Air to Open, A.O.): ketika tekanan sinyal meningkat, katup secara bertahap terbuka; ketika tidak ada sinyal, katup ditutup.

Air to Close, AC: Ketika tekanan sinyal meningkat, katup secara bertahap ditutup; ketika tidak ada sinyal, katup sepenuhnya terbuka.

III. karakteristik aplikasi dari katup kontrol pneumatik.

Katup kontrol pneumatik memiliki keuntungan signifikan berikut, membuatnya banyak digunakan dalam sistem kontrol otomatisasi industri:

1Pengendalian sederhana: operasi dan pemeliharaan katup kontrol pneumatik relatif sederhana, tanpa perlu sirkuit elektronik yang kompleks, mengurangi tingkat kegagalan dan biaya pemeliharaan.

2. respon cepat: karena kecepatan respon cepat dari kekuatan udara terkompresi,katup kontrol pneumatik dapat diselesaikan dalam waktu singkat dari penerimaan instruksi untuk pelaksanaan seluruh proses tindakan, meningkatkan kecepatan respons sistem.

3. Benar-benar aman: katup kontrol pneumatik tidak bergantung pada drive tenaga listrik, untuk menghindari risiko percikan listrik, terutama untuk tempat yang mudah terbakar dan meledak.

4Kemampuan beradaptasi yang kuat: katup kontrol pneumatik dapat mengatur gas, uap, cairan dan media lainnya, cocok untuk kondisi kerja yang berbeda.

5. umur panjang: struktur katup kontrol pneumatik dirancang dengan wajar, pilihan bahan yang sangat baik, dengan daya tahan tinggi dan keandalan,dan dapat beroperasi stabil untuk waktu yang lama.

6. penghematan energi dan efisiensi tinggi: melalui kontrol yang tepat dari aliran media dan tekanan, katup kontrol pneumatik dapat secara efektif menghemat energi dan meningkatkan efisiensi produksi.

IV. tempat aplikasi yang khas

Katup penyesuaian pneumatik banyak digunakan di industri dan kesempatan berikut:

1. industri kimia: digunakan untuk mengatur aliran dan tekanan bahan dalam reaktor kimia, untuk memastikan stabilitas dan keselamatan kondisi reaksi.

2. industri minyak bumi: digunakan di sumur minyak, kilang minyak dan tempat lain untuk mengatur aliran dan tekanan di pipa transmisi minyak dan gas,untuk memastikan keamanan dan stabilitas proses produksi.

3. industri tenaga listrik: digunakan dalam sistem suplai air boiler dan sistem regulasi uap pembangkit listrik tenaga panas untuk memastikan stabilitas dan efisiensi operasi boiler.

4. industri metalurgi: digunakan dalam tungku tinggi, konverter dan peralatan lain sistem pendingin air, sistem regulasi gas, dll, untuk memastikan keamanan dan stabilitas proses produksi.

5. Industri farmasi: Ini digunakan untuk semua jenis bahan yang mengangkut dan mengatur dalam proses produksi farmasi,untuk memastikan akurasi dan standar higienis dari proses produksi.

V. keadaan kesalahan katup pengatur

Menurut bentuk tindakan, katup pneumatik biasanya dibagi menjadi gas terbuka dan gas tertutup.di sumber udara terputus, katup di posisi tertutup lebih aman atau posisi terbuka lebih aman.

Tipe ventil udara ke terbuka (Air to Open) di kepala diafragma tekanan udara meningkat, katup untuk membuka arah tindakan meningkat, ketika tekanan udara masuk mencapai batas atas,katup berada dalam keadaan terbuka penuhSebaliknya, ketika tekanan udara menurun, katup bertindak ke arah penutupan, dan ketika tidak ada udara masuk, katup ditutup sepenuhnya.katup tipe udara terbuka kadang-kadang disebut gagal untuk menutup (Gagal untuk menutup, FC).

Air untuk menutup (Air untuk menutup) katup bekerja dalam arah yang berlawanan dengan Air untuk membuka. tekanan udara meningkat, katup untuk menutup arah tindakan; tekanan udara menurun atau tidak ada input,katup untuk membuka arah atau keadaan terbuka penuhOleh karena itu, kadang-kadang disebut kesalahan untuk membuka tipe (Gagal untuk membuka, FO).

Katup kontrol dapat mengalami berbagai kesalahan selama operasi, terutama dalam kasus gangguan sumber udara atau sinyal listrik.katup kontrol biasanya dirancang dengan metode penanganan kesalahan yang berbeda:

1. FC (Fail to Close): Katup ditutup secara otomatis ketika sumber gas atau sinyal listrik hilang.seperti katup kontrol pada pipa gas bahan bakar.

2. FO (Fail to Open): Katup terbuka secara otomatis ketika sumber gas atau sinyal listrik hilang.katup ventilasi darurat.

3FL (Fail to Last Position): Ketika sumber udara atau sinyal listrik hilang, katup tetap berada di posisi saat ini.Cocok untuk aplikasi di mana respon segera terhadap kesalahan tidak diperlukan.

4. FLC (Gagal untuk Posisi Terakhir dengan Tren Penutupan): Ketika sumber udara atau sinyal listrik hilang, katup memegang posisi tetapi cenderung untuk menutup dan akhirnya menutup.Cocok untuk aplikasi yang membutuhkan penutupan lambat jika terjadi kerusakan.

5. FLO (Gagal untuk Posisi Terakhir dengan Tren Pembukaan, mempertahankan posisi asli dan cenderung terbuka): ketika sumber gas atau sinyal listrik hilang, katup mempertahankan posisi tetapi cenderung terbuka,dan akhirnya terbuka. Cocok untuk skenario aplikasi yang membutuhkan pembukaan lambat jika terjadi kegagalan.

6. AFL/EFC (Advanced Fail to Close)

-AFL/EFC-1: Kehilangan pasokan udara katup solenoid tidak dimatikan, katup memegang posisi.

-AFL/EFC-2: Terlepas dari apakah sumber gas hilang, katup solenoid tidak aktif, katup berada dalam posisi tertutup.

7. AFL/EFO (Advanced Fail to Open)

-AFL/EFO-1: Kehilangan pasokan udara katup solenoid tidak de-energized, katup memegang posisi.

-AFL/EFO-2: Katup berada dalam posisi terbuka terlepas dari apakah sumber udara hilang solenoid dimatikan.

VI.kegagalan dan pemecahan masalah katup pneumatik

1, katup pneumatik tidak dapat bertindak

Fenomena kesalahan: katup pneumatik tidak dapat dibuka atau ditutup.

Analisis penyebab

A, tekanan gas yang tidak cukup atau penyumbatan saluran gas: pekerjaan katup pneumatik tergantung pada tekanan gas yang stabil.akan menyebabkan katup tidak bisa menjadi tindakan normal.

B, kegagalan katup solenoid: katup solenoid adalah bagian penting dari sistem kontrol katup pneumatik.akan mempengaruhi langsung tindakan katup pneumatik.

C, kegagalan aktuator: piston atau silinder di dalam aktuator macet atau fenomena kebocoran internal, juga akan menyebabkan katup pneumatik tidak dapat bekerja dengan baik.

D, kotoran atau penyumbatan di dalam tubuh katup: mungkin ada kotoran atau penyumbatan di dalam tubuh katup, yang mempengaruhi jalur aliran, yang menyebabkan katup tidak dapat dibuka atau ditutup secara normal.

Metode penghapusan

A. Periksa apakah tekanan sumber gas dan saluran gas normal, jika ada masalah, perbaiki tepat waktu.membersihkan atau mengganti bagian yang tersumbat di sirkuit udara.

B. Mengganti katup solenoid atau membersihkan gulungan.

C,Periksa aktuator, seperti piston, silinder, dll untuk kerusakan atau kebocoran internal, jika ada bagian yang rusak, gantilah tepat waktu.Secara teratur pelumasan bagian bergerak dari aktuator untuk mengurangi keausan.

D,Bersihkan bagian dalam tubuh katup untuk memastikan bahwa jalur aliran lancar.perhatikan untuk menjaga kebersihan media untuk menghindari kotoran ke dalam tubuh katup.

2, katup pneumatik tindakan lambat

Fenomena kesalahan: kecepatan pembukaan atau penutupan katup pneumatik lambat.

Analisis penyebab

A. Tekanan sumber gas yang tidak cukup atau penyumbatan saluran gas: Tekanan sumber gas yang tidak cukup atau penyumbatan saluran gas akan menyebabkan tindakan katup pneumatik lambat.

B. gesekan yang berlebihan di dalam aktuator: gesekan yang berlebihan antara piston dan dinding silinder di dalam aktuator, atau penuaan segel, dapat menyebabkan tindakan katup pneumatik yang lambat.

C. Kekotoran atau penyumbatan di dalam tubuh katup: mungkin ada kekotoran atau penyumbatan di dalam tubuh katup, yang mempengaruhi jalur aliran yang lancar, yang mengarah pada tindakan katup pneumatik yang lambat.

Metode penghapusan

A. Periksa apakah tekanan sumber udara dan sirkuit udara normal, jika ada masalah, perbaiki tepat waktu.membersihkan atau mengganti bagian yang tersumbat dalam sirkuit udara.

B. Pelumasan alat penggerak dan penggantian bagian-bagian yang buruk dipakai.

C. Bersihkan bagian dalam tubuh katup untuk memastikan bahwa jalur aliran lancar.perhatikan menjaga kebersihan media untuk menghindari kotoran ke dalam tubuh katup.

3, Kebocoran katup pneumatik

Fenomena kegagalan: katup pneumatik dalam keadaan tertutup masih memiliki kebocoran media.

Analisis penyebab

A, kerusakan segel atau penuaan: segel (seperti O-ring, gasket) kerusakan atau penuaan, dapat menyebabkan katup pneumatik dalam keadaan tertutup masih memiliki kebocoran media.

B, sambungan tubuh katup longgar atau tidak tertutup dengan baik: sambungan tubuh katup longgar atau tidak tertutup dengan baik juga dapat menyebabkan katup pneumatik dalam keadaan tertutup masih memiliki kebocoran media.

C. Kebocoran di dalam aktuator: kebocoran silinder atau piston di dalam aktuator akan mempengaruhi kinerja penyegelan katup pneumatik.

Metode penghapusan

A. Ganti segel yang rusak atau tua. Periksa status segel secara teratur, deteksi dan pengobatan yang tepat waktu.

B. Mengencangkan sambungan tubuh katup untuk memastikan penyegelan yang baik. Selama instalasi, ikuti prosedur operasi secara ketat untuk memastikan kinerja penyegelan koneksi.

C. Periksa bagian dalam aktuator, jika ada kebocoran perbaikan atau mengganti bagian tepat waktu..

4"Pneumatic valve positioning inaccuracy" (kesalahan penentuan posisi katup pneumatik)

Fenomena kesalahan: katup pneumatik tidak dapat mencapai posisi saklar yang telah ditetapkan sebelumnya.

Analisis penyebab

A, kegagalan posisi atau pengaturan yang tidak benar: posisi adalah bagian penting dari sistem kontrol katup pneumatik.katup pneumatik tidak akan mencapai posisi switch yang telah ditetapkan sebelumnya.

B. Tekanan aktuator pneumatik yang tidak cukup atau tidak diatur dengan benar:Tekanan aktuator pneumatik yang tidak mencukupi atau tidak diatur dengan benar juga dapat menyebabkan katup pneumatik tidak mencapai posisi switch yang telah ditetapkan sebelumnya.

Metode pemecahan masalah

A. Periksa apakah posisier itu rusak atau tidak diatur dengan benar, dan ganti atau sesuaikan kembali jika perlu. Kalibrasi posisier secara teratur untuk memastikan kondisi kerja yang baik.

B. Periksa apakah stroke aktuator pneumatik tidak cukup atau tidak diatur dengan benar, sesuaikan atau ganti bagian jika perlu.Periksa secara teratur pukulan aktuator pneumatik untuk memastikan bahwa ia memenuhi persyaratan desain.

5,Kasalahan lainnya

5.1 Aksi katup mulai melompat

Fenomena kegagalan: dimulainya fenomena lompatan tindakan katup.

Analisis penyebab: beban mungkin terlalu besar, perlu meningkatkan spesifikasi aktuator.

Metode penghapusan: sesuai dengan beban aktual, pilih spesifikasi aktuator yang sesuai untuk memastikan bahwa ia dapat memenuhi persyaratan beban.

5.2 Melompat pada akhir tindakan katup

Fenomena kegagalan: fenomena melompat pada akhir tindakan katup.

Analisis penyebab: tindakan mungkin terlalu cepat, energi inersia terlalu besar, kebutuhan untuk meningkatkan katup kontrol kecepatan atau buffer eksternal.

Metode penghapusan: dalam sistem pneumatik untuk meningkatkan katup kontrol kecepatan atau perangkat penyangga eksternal, mengurangi kecepatan tindakan, mengurangi dampak energi inersia.

5.3 Tidak ada sinyal kembali ke sinyal

Fenomena kesalahan: tidak ada output sinyal kembali ke sinyal.

Analisis penyebab: saluran listrik sinyal mungkin tersumbat pendek, pemutusan sambungan, kebutuhan untuk memperbaiki saluran listrik atau mengganti mikro.

Cara Mengatasinya: Periksa saluran listrik sinyal, perbaiki sirkuit pendek atau yang rusak, dan ganti saklar mikro jika perlu.