نحوه موقعیت سنجی ولو ها توسط پوزیشنر

در صنعت برای اینکه ولو ها به درستی کار کنند و در حین عملیات دچار خرابی یا وقفه نشوند، باید به طور مداوم موقیت آن ها کنترل و سنجیده شده و نیز پایش این امر به طور متناوب و با سرعت بالایی، انجام شود تا  علاوه بر به حداقل رساندن خاموشی ها، از تاخیر در کار به خوبی جلوگیری کرده و ضرر و زیان های موجود در این حوزه به خوبی رفع شود. در این راستا پوزیشنر ها از جمله تجهیزات کنترلی هستند که جهت تنظیم شیر و برآورد موقعیت آن ها به کار رفته و می تواند با تقویت فرمان کنترلی، سیگنال را بدون تماس مستقیم شیر با عملگر، به صورت مستقیم به اکچویتور بفرستد و دقت عملکردی عملیات را به خوبی تضمین کند.

اجزاء کلی پوزیشنر ها

پوزیشنر ها بر اساس کاربرد گسترده در صنعت، در انواع و اقسام متنوعی طراحی و تولید می شوند. اما به طور کل ساختمان اصلی آن ها شامل موارد زیر است:

1. بیلوز یا شیر راهنما (spool valve): وظیفه این شیرها دریافت سیگنال فرستاده شده از سوی کنترل کننده می باشد که این شیر های راهنما هم در سیستم های هیدرولیک و هم در انواع پنوماتیک به کار رفته و در هر دو صورت می تواند در دریافت سیگنال ورودی به خوبی عمل کنند.
2.  میله رابط (interface rod): این بخش موقعیت تغییر یافته ساق شیر را با سیگنالی که دریافت کرده مقایسه می کند، به بیان دیگر وظیفه اصلی این میله ارزیابی و صحت سنجی سیگنال هایی است  که از طریق کنترل کننده به پوزیشنر رسیده است. علاوه بر آن ،این میله اتصال پوزیشنر به شیر کنترل را ممکن ساخته و می تواند با توجه به نوع و اندازه پوزیشنر ها، طراحی مختلفی داشته باشد. مهم این است که میله رابط و پوزیشنر به خوبی کالیبره و تنظیم شده باشند تا عملکرد دقیق مطابق با موقعیت شیر در سیستم فراهم شود. 
3. شیر قدرت ( pilot valve): شیر قدرت یکی از بخش های مهم در پوزیشنر ها بوده که بوسیله یک سیگنال کنترلی کوچک، فشار و جریان سیال را در سیستم مورد نظر تنظیم می کند. در حقیقت وظیفه اصلی این شیر ها تقویت فرمان دریافتی از کنترل کننده بوده که می تواند فشار لازم برای انجام کار سنسور ها را فراهم سازد. علاوه بر آن شیر های پایلوت یا قدرت، در اندازه های استانداردی عرضه می شوند که در انواع شیر های خطی ۳.۸ تا ۶.۸ اینچ، می توانند مورد استفاده قرار گیرند.
4.  بادامک( cam): بادامک وظیفه موقعیت سنجی و تعیین رابطه میان فرمان صادره از کنترل کننده و موقعیت قرار گیری پلاگ را بر عهده دارد که بیشتر در کنترل مکانیسم های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. معمولا در پوزیشنر ها، بادامک کنترل دقیق موقعیت یا حرکت یک جزء مانند شیر، محرک یا سایر قطعات مکانیکی را انجام می دهد و مزایایی نظیرکنترل دقیق، تکرار پذیری و توانایی سفارشی سازی مشخصات حرکتی بر اساس نیاز های خاص را ارائه دهد.

انواع پوزیشنر ها بر اساس نوع عملکرد

پوزیشنر ها از مهم ترین تجهیزات ابزار دقیق در صنعت می باشند. این تجهیز معمولا هرجا که جریان مایعات یا گاز ها باید در خط لوله کنترل شوند به همراه شیر ها به کار می رود. از این رو آن ها را بر اساس نحوه عملکرد به چهاردسته تقسیم می کنند:

1. پوزیشنرهای پنوماتیک: این نوع از پوزیشنر ها می توانند سیگنال های پنوماتیک ورودی را از منبع دریافت کرده و پس از پردازش های لازم، سیگنال را برای موقیت سنجی ولو ارسال کنند. از بارز ترین ویژگی این پوزیشنر ها می توان به ایمن بودن عملیات در حین اعمال نیروی بالا برای باز و بسته کردن اشاره داشت که در انواع مختلفی نظیر دو طرفه و چهار طرفه عرضه شده و می توانند جریان هوا را از یک سمت و یا از دو طرف به محرک ارسال و خارج کند.
2. پوزیشنرهای الکتریکی یا آنالوگ: این نوع از موقعیت سنج ها سیگنال الکتریکی ( ۴ تا ۲۰ میلی آمپر) را دریافت و با ارسال آن به عملگر می تواند شیر را باز و بسته کند. معمولا پوزیشنر های الکتریکی با جریان متناوب تک فاز و سه فاز AC و یا با ولتاژ جریان مستقیم DC کار می کنند. به طور خلاصه نحوه عملکرد این پوزیشنر ها مانند انواع پنوماتیکی بوده با این تفاوت که به جای فشار هوا از جریان برق و الکتریسیته برای موقعیت سنجی ولو ها استفاده می کنند.
3. پوزیشنرهای الکتروپنوماتیک: پوزیشنر های الکتروپنوماتیک سیگنال ورودی ( ۴۰ تا ۲۰ میلی آمپر) را به یک خروجی پنوماتیک متناسب تبدیل کرده و به نوبه خود می تواند جریان سوپاپ و موقعیت شیر را به خوبی کنترل و پایش کند. به همین دلیل این مدل از پوزیشنر ها، در طیف وسیعی از کارهای صنعتی به ویژه دریچه های گازی به خوبی به کار گرفته شده و موقعیت ولو را نیز می تواند به راحتی تنظیم کند.
4. پوزیشنرهای دیجیتال: موقعیت سنج های دیجیتال یا هوشمند از یک ریزپردازنده برای قرار دادن عملگر روی شیر و برای کنترل و ضبط داده ها استفاده می کنند که از مهم ترین مزیت آن ها نسبت به دیگر انواع موجود می توان به دقت بالا، استفاده از هوای کمتر و امکان تشخیص دیجیتال و آنلاین اشاره داشت. به بیان ساده تر این پوزیشنر ها را در دسته دقیق ترین ابزار کنترلی برای موقعیت سنجی ولو ها طبقه بندی می کنند که علاوه بر نظارت بر موقعیت شیر، اختلالات موجود را تشخیص داده و می تواند از راه دور نیز پایش را انجام دهد.

موقعیت سنجی ولو ها توسط پوزیشنر

پوزیشنرها به دلیل کاربرد گسترده در صنعت و عملکردی قابل اطمینان در شرایط سخت، مورد توجه بسیاری از صنعتگران قرار گرفته و می تواند با کنترل دقیق حرکت شیر و جهت گیری صحیح آن ها مبتنی بر اطلاعاتی که از سنسور ها دریافت می کند، انرژی و سیگنال ورودی مطلوب برای موقعیت سنجی ولو ها را به خوبی فراهم سازد. به طور کل نحوه کار پوزیشنر ها در کنترل ولو، شامل مراحل زیر است:

• دریافت اطلاعات: پوزیشنر ها اطلاعات لازم را از سنسور های مختلف دریافت می کند که این اطلاعات بسته به نوع کاربرد، می تواند شامل جریان، فشار، دما و مکان ولو باشد.
• تحلیل و پردازش: پوزیشنر اطلاعات دریافت شده را تحلیل و پردازش می کند تا وضعیت فعلی ولو و هدف کنترلی خود بر أساس ورودی مورد نیاز را به راحتی تعیین کند.
• تنظیم ولو: با استفاده از ورودی محاسبه شده، پوزیشنر، ولو را تنظیم کرده که این عملکرد می تواند موقعیت ولو و کنترل جهت آن را به خوبی و با دقت بالا رصد کند.
• بازخورد و تنظیم: پوزیشنر ها به کمک باز خوردی که از وضعیت ولو می رسد، میزان انطباق بین وضعیت فعلی و هدف عملیات را بررسی کرده و در صورت نیاز تنظیمات لازم برای دستیابی به وضعیت موردنظر را انجام می دهد.

مزایای موقعیت سنجی ولو ها در صنعت

در صنعت برای کنترل دقیق و پایدار عملیات و همچنین به حداقل رساندن آثار اصطکاک، موقعیت سنجی ولو ها از اهمیت بالایی برخوردار می باشند به همین منظور پوزیشنر ها با داشتن مزایایی ارزنده و پرکاربرد از توجه بالایی در تمامی حوزه ها برخوردار می باشد.

از جمله این مزیت ها می توان به موارد زیر اشاره داشت:

• قابلیت کنترل دقیق و سرعت بالا بر روی فرآیند
• بارگذاری سریع و خروجی مطلوب با نیاز کاربر
• واسطه ای برای جلوگیری از ارتباط مستقیم شیر با عملگر
• به حداقل رساندن افت های شدید در عملیات فشار بالا
• از بین بردن هیسترزیس ها
• خطی کردن یک عملگر غیر خطی

انواع برندهای پوزیشنر

• ABB
• زیمنس
• سامسون
• اکوایر
• نوجیکس
• پروال
• روتورک

جمع بندی

به طور کلی  برای کنترل متناوب و پاسخگویی سریع به یک فرآیند، سیستم هایی باید به کار برده شود تا علاوه بر تنظیم سیگنال های وارده، موقعیت شیر را تنظیم کرده و از سایش های موجود نیز به خوبی جلوگیری کند. در همین راستا موقعیت سنج یا پوزیشنر ها، رابطی میان ولو و عملگر بوده که می تواند با تقویت فرمان صادره از منبع تغذیه، جریان و موقعیت شیر را بررسی و کنترل کند و با استفاده از مکانیزم های متفاوتی که در صنعت، بسته به نیاز افراد وجود دارد،  امکان کنترل دقیق و بهینه تر ولو و کاهش خطاها و عملکرد نا مناسب را به حداقل رسانده و بازخورد عملیات را نیز بهبود بخشد.