تحليل "Deadband" في صمامات التحكم

Deadbands هي السبب الرئيسي للانحرافات في العمليات ذات الحجم الكبير. تعد صمامات التحكم مصدرًا رئيسيًا للنطاق الميت في حلقة الأجهزة لمجموعة متنوعة من الأسباب مثل الاحتكاك ، والسفر الجوي ، والتواء البكرة ، والنطاق الميت في مكبرات الصوت أو الصمامات المنزلقة.

Deadband هي ظاهرة شائعة وتشير إلى نطاق أو عرض قيمة خرج وحدة التحكم التي لا تسمح لمتغير العملية قيد الاختبار بالتغيير عندما تغير إشارة الإدخال اتجاهها. عند حدوث اضطراب في الحمل ، ينحرف متغير العملية عن نقطة التحديد. هذا دييتم تصحيح viation من خلال إجراء تصحيحي تم إنشاؤه بواسطة وحدة التحكم وإعادته إلى العملية. ومع ذلك ، قد لا ينتج عن التغيير الأولي في إخراج وحدة التحكم تغيير تصحيحي مقابل في متغير العملية. سيحدث تغيير في متغير العملية المقابل فقط إذا تغير خرج وحدة التحكم بمقدار كبير بما يكفي للتغلب على التغيير في النطاق الميت.

إذا غيّر خرج وحدة التحكم الاتجاه ، فيجب على إشارة وحدة التحكم تجاوز النطاق الميت من أجل إحداث تغيير تصحيحي في متغير العملية ، ويعني وجود نطاق ميت في العملية أنه يجب زيادة خرج وحدة التحكم إلى مقدار كبير بما يكفي للتغلب على النطاق الميت وفقط بعد ذلك سيتم اتخاذ إجراء تصحيحي.

â أسباب العصابات الميتة

هناك العديد من الأسباب للنطاقات الميتة ، ولكن الاحتكاك والسفر الجوي في صمامات التحكم ، والتواء مغزل الصمامات الدوارة والعصابات الميتة في مكبرات الصوت هي بعض الأشكال الشائعة. نظرًا لأن معظم إجراءات التحكم المعدلة تتكون من تغييرات إشارة صغيرة (1٪ أو أقل) ، فقد لا يستجيب صمام التحكم ذي النطاق الميت الكبير للعديد من تغييرات الإشارة الصغيرة على الإطلاق. يجب أن يكون الصمام المصنع جيدًا قادرًا على الاستجابة للإشارات بنسبة 1 ٪ أو أقل لتقليل درجة انحراف العملية بشكل فعال. ومع ذلك ، فليس من غير المألوف أن تحتوي الصمامات على نطاقات خامدة بنسبة 5٪ أو أكبر. في مراجعة حديثة للمصنع ، وجد أن 30٪ من الصمامات بها أكثر من 4٪ نطاق عديم. أكثر من 65٪ من حلقات التحكم التي تم تدقيقها بها نطاقات ميتة أكبر من 2٪.

● تأثير العصابات الميتة

يمثل هذا الرسم البياني اختبار حلقة مفتوحة لثلاثة صمامات تحكم مختلفة في ظل ظروف عملية غير طبيعية. تستقبل هذه الصمامات مجموعة من المدخلات المتدرجة من 0.5٪ إلى 10٪. تعد اختبارات الخطوة تحت ظروف السوائل ضرورية لأن هذه الظروف تسمح بتقييم أداء مجموعة صمام التحكم بالكامل ، بدلاً من مجرد مشغل الصمام كما هو الحال في معظم الاختبارات القياسية.

● اختبارات الأداء

تقتصر بعض اختبارات أداء صمام التحكم على مقارنة إشارة الدخل بضربة محرك دفع المشغل. هذا أمر مضلل لأنه يتجاهل أداء الصمام نفسه.

المهم هو قياس الأداء الديناميكي للصمام في ظروف السوائل بحيث يمكن مقارنة التغييرات في متغيرات العملية بالتغييرات في إشارة الإدخال لتجميع الصمام. إذا كان ساق الصمام فقط يستجيب لتغيير في إشارة إدخال الصمام ، فإن هذا الاختبار يكون ذا صلة قليلة حيث لا يوجد تصحيح لانحرافات العملية دون تغيير مقابل في متغير التحكم.

في جميع اختبارات الصمامات الثلاثة ، استجابت حركة قضيب دفع المشغل بشكل جيد للتغيرات في إشارة الإدخال. من ناحية أخرى ، اختلفت الصمامات بشكل كبير في قدرتها على تغيير معدل التدفق في الاستجابة لتغير في إشارة الدخل.

يستجيب الصمام أ ، متغير العملية (معدل التدفق) جيدًا لإشارة إدخال صغيرة تصل إلى 0.5٪.

يتطلب الصمام B تغييرًا في إشارة الإدخال بنسبة تزيد عن 5٪ قبل أن تبدأ في الاستجابة بشكل جيد لكل خطوة من خطوات إشارة الإدخال.

يتطلب الصمام C ، وهو أسوأ بكثير ، تغييرًا في الإشارة بنسبة تزيد عن 10٪ قبل أن يبدأ في الاستجابة بشكل جيد لكل خطوة من خطوات إشارة الإدخال.

بشكل عام ، فإن قدرة الصمامات B أو C على تحسين انحراف العملية ضعيفة للغاية.

● احتكاك

يعد الاحتكاك سببًا رئيسيًا للنطاقات الميتة في صمامات التحكم. الصمامات الدوارة حساسة للغاية للاحتكاك الناتج عن حمل المقعد العالي المطلوب للإغلاق. أنواع الختم القوية ، أحمال المقعد العالية ضرورية للحصول على تصنيف إغلاق. نظرًا لقوى الاحتكاك العالية وانخفاض صلابة إجهاد المحرك ، فإن أعمدة الصمام لا يمكنها نقل الحركة إلى عنصر التحكم. نتيجة لذلك ، قد يُظهر الصمام الدوار ذو التصميم السيئ نطاقًا ثابتًا كبيرًا له تأثير واضح على درجة انحراف العملية.

عادة ما يقوم المصنعون بتشحيم أختام الصمامات الدوارة أثناء عملية التصنيع ، ولكن بعد بضع مئات من الدورات فقط ، تتلاشى طبقة التزييت. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للأحمال الناتجة عن الضغط أن تتسبب أيضًا في تآكل الختم. والنتيجة هي أنه في بعض أنواع الصمامات ، قد يزداد احتكاك الصمام بنسبة 400٪ أو أكثر. يوضح هذا أن الاستنتاجات المستخلصة حول الأداء باستخدام بيانات من الأنواع القياسية لتقييم الصمامات قبل استقرار عزم الدوران مضللة. يُظهر الصمامان B و C أن عوامل عزم الدوران الاحتكاكية العالية هذه يمكن أن يكون لها تأثير مدمر على أداء صمام التحكم.

احتكاك العبوة هو المصدر الرئيسي لصمامات التحكم في السكتة الدماغية الاحتكاك غير المباشر. في هذه الأنواع من الصمامات ، قد يختلف الاحتكاك المقاس بشكل كبير اعتمادًا على شكل الصمام وتكوين التعبئة.

يمكن أن تسبب هذه الفجوة انقطاعًا في الحركة عندما يغير الجهاز اتجاهه. تحدث الفجوات عادةً في الأجهزة ذات التكوينات المختلفة لمحركات التروس. مشغلات الرف والجناح معرضة بشكل خاص لتخليص العصابات الميتة. تعاني بعض وصلات عمود دوران الصمامات أيضًا من مشاكل في العصابات الميتة.

على الرغم من أنه يمكن تقليل الاحتكاك بشكل كبير من خلال التصميم الجيد للصمام ، إلا أنه من الصعب التخلص منها تمامًا. يجب أن يكون صمام التحكم المصمم والمصنع من قبل Awell قادرًا على التخلص من العصابات الميتة بسبب الخلوص. لتحقيق أفضل النتائج لتقليل انحرافات العملية ، يجب أن يكون إجمالي المساحة الميتة لمجموعة الصمام بأكملها أقل من أو يساوي 1٪ ، وتكون النتيجة المثالية منخفضة بنسبة 0.25٪.