Como funciona um posicionador pneumático de válvulas?

O que é um posicionador de válvula pneumática?
Um posicionador pneumático de válvula é um instrumento utilizado para posicionar o tronco de uma válvula de controlo com base num sinal de pressão de ar de 3 a 15 PSI recebido de um controlador ou de uma estação de carga manual.
 

O posicionador de válvula pneumática é usado para aumentar ou diminuir a pressão do ar para acionar um atuador, o que garante um funcionamento confiável e preciso da válvula de controle.

Como funciona um posicionador pneumático de válvulas?
Os posicionadores de válvulas pneumáticas funcionam segundo o princípio do equilíbrio de forças.
 

Neste princípio de equilíbrio de forças, a câmara tem três portas para entrada de ar do instrumento, saída de sinal de comando e escape.
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a pressão no braço da alavanca é alterada ou regulada por um diafragma flexível através de um sensor externo.
Quando o sensor pressiona a extremidade direita da alavanca, a extremidade esquerda da alavanca se levanta para cima, abrindo a válvula de abastecimento de ar.
 

Como resultado, tanto a pressão na câmara quanto o sinal de controle no tubo de saída aumentam, causando o movimento do dispositivo controlado.
 

À medida que a pressão do ar na câmara aumenta,O diafragma é forçado para cima contra a pressão do sensor até que o sistema esteja novamente em equilíbrio na pressão mais alta e a válvula de abastecimento de ar se fecha..

Qual é a finalidade de um posicionador de válvula pneumática?
The main role or purpose of a positioner in a control valve is to create an interface between the PLC and the actuator to accurately regulate the position of the spool to open and close the regulating valve.
 

Um posicionador utilizado numa válvula de comando para um circuito específico atua como um tradutor, convertendo a linguagem do PLC na correspondente linguagem do atuador.
 

Isto significa que o posicionador converte um dado sinal de corrente contínua de 4 a 20 mA num sinal de pressão de ar proporcional de 3 a 15 PSI.
 

O princípio de funcionamento do posicionador de válvula pneumática é explicado aqui.

O posicionador pneumático contém um sensor I-P interno.
 

(Nome: Sensor IP
Os sensores IP são utilizados numa ampla gama de aplicações de automação industrial, especialmente onde é necessário um controlo preciso dos atuadores pneumáticos.Os sensores IP são amplamente utilizados na automação industrial, especialmente em aplicações que exijam um controlo preciso dos atuadores pneumáticos.
Por exemplo, nas indústrias do papel, química, refinaria e de transformação de alimentos,Os sensores I-P são utilizados para converter sinais elétricos padrão de sistemas de controlo em valores de pressão correspondentes para obter um controlo preciso das válvulas, garrafas e outros equipamentos.)

O princípio de funcionamento destes sensores baseia-se geralmente no efeito eletromagnético ou piezoelétrico,com um comprimento de 80 mm ou mais, mas não superior a 80 mm,, que por sua vez produz uma saída de pressão.
 

Os parâmetros de desempenho dos sensores IP incluem velocidade de resposta, linearidade, repetibilidade e estabilidade, que são todos fatores importantes a considerar na seleção e aplicação dos sensores IP.Além disso,, a fim de assegurar uma operação estável a longo prazo, o sensor I-P deve também ter uma boa adaptabilidade ao ambiente e capacidade anti-interferência.
 

Em geral, este sensor I-P converte um dado sinal de corrente contínua de 4 mA num sinal pneumático de 3 PSI e um sinal de corrente contínua de 20 mA num sinal pneumático de 15 PSI.
 

No entanto, estes sinais pneumáticos são proporcionais na faixa intermédia, por isso chamamos de sinal pneumático a pressão do ar de 3 a 15 PSI.

A válvula de comando é operada por um PLC:
 

Então agora podemos entender que, para que o PLC para abrir a válvula de controle em 50%, o PLC deve enviar um sinal de corrente contínua de 12 mA para o posicionador de válvula eletro-pneumática,e, em seguida, o posicionador converte o sinal de corrente de 12 mA recebido em um sinal pneumático correspondente de 9 PSI, e este sinal pneumático será enviado directamente para o actuador.
 

A fonte de ar do instrumento é necessária como outra entrada para o posicionador da válvula.A fonte de ar para o instrumento é filtrado e regulado através de um filtro de ar e regulador para fornecer ar limpo para o posicionador da válvula. (Em condições de trabalho reais, o posicionador de válvula pneumática é utilizado porque o ar de entrada contém impurezas ou não é ar limpo,que é uma razão comum pela qual o posicionador de válvula pneumática é propenso a mau funcionamentoNão.
 

Utilizando a pressão de ar do instrumento suficiente, o posicionador de válvula é capaz de converter o sinal de pressão desejado na quantidade correta de movimento do atuador.
 

O posicionador também precisa receber feedback para posicionar com precisão a haste da válvula para abrir e fechar dentro do intervalo desejado.Este feedback é enviado da válvula de controle para o posicionador através de um dispositivo mecânicoDesta forma, o posicionador determina a quantidade de pressão necessária para mover a haste sobre o atuador.

O que é um posicionador de válvulas?
Um posicionador de válvula é um dispositivo que estrangula uma válvula de controle para um ponto de ajuste desejado.
 

Um sinal de entrada e um sinal de feedback são as duas entradas do posicionador de válvula.
 

O sinal de entrada é o sinal de controlo que fornece o ponto de regulação para o posicionador, enquanto o sinal de retorno indica a posição actual da válvula de controlo.
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O sinal de entrada é fornecido pelos fuzis do sistema de controlo pneumático.O feixe gira e move o defletor associado ao bico.
À medida que a posição do deflector muda, a pressão no bico muda em conformidade e ativa o relé pneumático.
 

Neste estágio, temos um transdutor de pressão-pressão como entrada.O feedback confirma que a válvula de comando está a responder ao sinal de entrada e que a posição da válvula é consistente com o sinal de entrada dadoAqui, os componentes mecânicos fornecem o sinal de retorno da válvula de controlo para o posicionador.
 

A cam é ligada a um braço que gira com a viagem da válvula.
 

Se o sinal de entrada para o dispositivo aumentar, os fuzis agirão sobre o feixe novamente e moverão a aba da válvula mais perto do bico.a válvula se move e o feedback da cam atua no outro lado do feixe e move o flapper longe do bocal.
 

O feixe é referido como o elemento de soma. Tanto a entrada quanto o feedback atuam no feixe de soma e são constantemente comparados uns com os outros.
 

Se as forças forem iguais, a relação entre o bico e a aba permanece estável e a pressão de saída da unidade permanece constante.
 

Se uma das forças mudar, a posição da válvula é novamente ajustada à mudança no bico e na pressão de saída até que as duas forças sejam novamente equilibradas.
Se o posicionador for calibrado correctamente, a posição da válvula corresponderá ao sinal de comando dado.
 

Vamos dar um exemplo:
Introduzir um sinal de controlo utilizando 3 a 15 PSI.

Referindo-se ao quadro acima.
1) Com um sinal de controlo de 3 PSI, a válvula está totalmente aberta 0%.
2) Com um sinal de controlo de 9 PSI, a válvula viaja 50%.
3) Com um sinal de controlo de 15 PSI, a válvula está totalmente fechada 100% do tempo.
O posicionador permite que a válvula de comando supere o atrito da válvula e as forças de processo que podem causar desvios na posição da válvula.
 

Além da posição do caule, há muitos outros benefícios para o uso de um posicionador de válvula de controle.Os posicionadores de alta precisão são frequentemente usados para obter controle de estrangulamento de atuadores de pistão para acomodar sinais de controle incompatíveis. Garantir o fechamento correto das válvulas de controlo, realizar o controlo de intervalo dividido e alterar as características de ganho das válvulas de controlo.
 

E existem 3 tipos principais de posicionadores de válvulas: 1) posicionadores de válvulas pneumáticos; 2) posicionadores de válvulas eletro-pneumáticas (EP); e 3) posicionadores de válvulas digitais.Este artigo aqui é principalmente sobre o trabalho relacionado ao posicionador de válvula pneumática.

Onde está localizado o posicionador da válvula?
Localização de montagem do posicionador pneumático da válvula:
 

- Nas válvulas de regulação de curso recto, o posicionador da válvula é normalmente montado no exterior ou na caixa superior do atuador pneumático.
 

- Nas válvulas de regulação do curso angular, o posicionador da válvula é normalmente montado perto da extremidade do eixo.
O posicionador é ligado mecanicamente ao caule ou fuso da válvula.