Válvula de controlo pneumática: realização do equipamento chave de controlo de automação industrial

Resumo: Como um importante equipamento de controle de automação industrial, a válvula de controle pneumática é amplamente utilizada em muitos campos, como indústria química, petróleo, energia elétrica, metalurgia e assim por diante.Ele usa ar comprimido como fonte de energia, combinado com o posicionador de válvulas elétricas e o actuador, para realizar o controlo preciso dos parâmetros do processo, tais como o fluxo médio e a pressão na tubulação.Vamos introduzir a composição estrutural, princípio de funcionamento, características de aplicação da válvula de controlo pneumática e sua importância na produção industrial.

I. Introdução

Com o rápido desenvolvimento da indústria moderna, os sistemas de controlo de automação são cada vez mais utilizados em vários campos.A válvula de controlo pneumática ocupa uma posição importante na automação industrial devido às suas vantagens de controlo simples, resposta rápida e segurança intrínseca.Princípio de funcionamento e características de aplicação da válvula de controlo pneumática para ajudar os leitores a compreender plenamente este importante equipamento.

II. estrutura e composição da válvula de controlo pneumática

A válvula de controlo pneumática é constituída principalmente pelas seguintes partes:

1. actuador pneumático: este é o componente central da válvula de controlo pneumático, é responsável pela recepção de sinais do sistema de controlo (como o PLC), e será convertido para a acção mecânica.O atuador pneumático inclui geralmente o diafragma pneumático, a mola, o atuador e os componentes da válvula.

2. corpo regulador da válvula: incluindo o cartucho da válvula, o assento da válvula e o próprio corpo da válvula.Eles controlam o fluxo e a pressão do meio através da mudança de posição relativa.

3. posicionador de válvula: utilizado para melhorar a precisão do controlo da válvula. posicionador de acordo com o sinal de retorno de deslocamento da haste da válvula para garantir a precisão e estabilidade da ação da válvula.

4. acessórios: tais como válvulas de filtragem, válvulas solenoides, dispositivos de comando manual, etc., utilizados para auxiliar o funcionamento normal do sistema.

III. o princípio de funcionamento da válvula de regulação pneumática

O processo de funcionamento da válvula de controlo pneumática pode ser dividido nas seguintes etapas:

Recepção e conversão de sinal: válvula de controlo pneumática através do sistema de controlo (como um PLC) para receber sinais de corrente ou sinais analógicos,Estes sinais são convertidos em sinais pneumáticos através do posicionador ou conversor de válvulas elétricasPor exemplo, um sinal de corrente comum de 4-20 mA pode ser convertido num sinal pneumático de 0,02-0,1 MPa através do posicionador da válvula.Esta conversão permite que o atuador pneumático faça as ações correspondentes de acordo com as alterações no sinal de entrada.

2Ação do actuador

Quando o sinal pneumático entra no atuador pneumático de película fina, o ar comprimido empurra a membrana para expandir, o que, por sua vez, empurra o atuador e o caule da válvula,causando o deslocamento da bobina e alterando a abertura da válvulaEspecificamente:

- Quando o sinal de pressão do ar aumenta, a barra de empurrão move-se para cima, conduzindo a haste da válvula e a bobina para cima, e a válvula se abre amplamente;

- Quando o sinal de pressão do ar diminui, a barra de empurrão se move para baixo, conduzindo a haste da válvula e a bobina para baixo, a válvula fecha-se de forma pequena.

3O papel do posicionador de válvula

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 signalQuando o sinal de retroalimentação é equilibrado com o sinal de entrada, a válvula para de se mover, garantindo assim a precisão e estabilidade do regulamento.

4Ajuste do fluxo e pressão do meio

A pressão antes da válvula (P1) é alterada para a pressão após a válvula (P2) através do efeito de estrangulamento da bobina da válvula e do assento da válvula.

- Regulação da pressão: P2 é introduzido na câmara de membrana superior através da tubulação e atua sobre o disco superior, a força resultante é equilibrada com a força de reação da mola,que determina a posição relativa da bobina e do bancoQuando o P2 aumenta, a força sobre o disco superior aumenta, supera a força da mola, fecha a bobina, reduz a área de fluxo,aumenta a resistência ao fluxo, e P2 diminui até atingir o valor definido.

- Regulação do caudal: alterando a posição relativa da bobina e do assento, a área de caudal do meio é regulada, controlando assim o caudal.A válvula está abertaQuando for necessário reduzir o caudal, a válvula é fechada.

5Feedback e regulamentação

Em todo o processo de ajuste, a abertura da válvula muda, a alavanca de feedback dará ao posicionador um sinal de feedback em tempo real.O posicionador ajusta de acordo com este sinal de feedback para garantir a precisão e estabilidade da ação da válvulaQuando o sinal de retorno é equilibrado com o sinal de entrada, a válvula para de se mover e mantém a abertura de corrente.

IV. Características de aplicação da válvula de controlo pneumática

A válvula de controlo pneumática tem as seguintes vantagens significativas, tornando-a amplamente utilizada em sistemas de controlo de automação industrial:

1. controlo simples: o funcionamento e a manutenção da válvula de controlo pneumática são relativamente simples, não exigem circuitos electrónicos complexos, reduzindo a taxa de falhas e os custos de manutenção.

2. resposta rápida: devido à velocidade de resposta rápida da potência de ar comprimido,As válvulas de controlo pneumáticas podem ser concluídas num curto período de tempo, desde a recepção das instruções até à execução de todo o processo de acção., melhorar a velocidade de resposta do sistema.

3- Segurança intrínseca: as válvulas de controlo pneumáticas não dependem de um motor eléctrico, para evitar o risco de centelhas eléctricas, especialmente em locais inflamáveis e explosivos.

4Forte adaptabilidade: a válvula de controlo pneumática pode regular o gás, o vapor, o líquido e outros meios, adequados para diferentes condições de trabalho.

5. longa vida útil: a estrutura da válvula de controlo pneumática é razoavelmente concebida, a selecção de materiais é excelente, com elevada durabilidade e fiabilidade,e pode operar de forma estável durante muito tempo.

6. poupança de energia e elevada eficiência: através do controlo preciso do fluxo e da pressão dos meios, a válvula de controlo pneumática pode efetivamente poupar energia e melhorar a eficiência da produção.

Cenários de aplicação típicos

As válvulas de controlo pneumáticas são amplamente utilizadas nas seguintes indústrias e ocasiões:

1. indústria química: utilizadas para regular o fluxo e a pressão dos materiais no reator químico, para assegurar a estabilidade e segurança das condições de reação.

2. indústria petrolífera: utilizadas em poços de petróleo, refinarias de petróleo e outros locais para regular o caudal e a pressão no gasoduto de transporte de petróleo e gás,para assegurar a segurança e a estabilidade do processo de produção.

3. indústria de energia elétrica: utilizado no sistema de abastecimento de água da caldeira e no sistema de regulação de vapor da central térmica para assegurar a estabilidade e a eficiência do funcionamento da caldeira.

4. indústria metalúrgica: utilizadas em altos fornos, conversores e outros equipamentos, sistema de água de arrefecimento, sistema de regulação de gases, etc., para assegurar a segurança e estabilidade do processo de produção.

5Indústria farmacêutica: utilizado no processo de produção farmacêutica de vários materiais de transporte e regulamentação, para garantir a precisão do processo de produção e normas de saúde.

VI. tendência de desenvolvimento futuro

Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de automação industrial, a válvula de controlo pneumática também está a melhorar e a aperfeiçoar-se constantemente.A tendência de desenvolvimento da válvula de controlo pneumática reflete-se principalmente nos seguintes aspectos::

1Inteligente:a introdução de sensores inteligentes e módulos de comunicação para atingir funções de monitorização e diagnóstico remotos, a fim de melhorar o grau de automação e a fiabilidade do sistema;.

2• Integração: integrar a válvula de controlo pneumática com outros equipamentos de controlo para formar um sistema de controlo integrado, simplificando a instalação e a manutenção.

3• economia de energia e protecção do ambiente: otimizar ainda mais o processo de concepção e fabrico de válvulas de controlo pneumáticas, reduzir o consumo de energia e reduzir a poluição do ambiente.

4. multifuncional: desenvolvimento de válvulas de controlo pneumáticas com várias funções para satisfazer as necessidades complexas de diferentes condições de trabalho.

VII. Conclusão

Como um equipamento de controle de automação industrial eficiente, confiável e seguro, a válvula de controle pneumática tem sido amplamente utilizada em muitas indústrias.O seu design estrutural único e as suas vantagens técnicas tornam-no uma parte indispensável da produção industrial moderna.No futuro, com a inovação contínua e o desenvolvimento da tecnologia, a válvula de controlo pneumática certamente mostrará mais potencial e espaço de desenvolvimento em mais campos,fornecendo soluções mais perfeitas para a produção e proteção ambiental de várias indústrias.