الاختيار والتطبيق الصحيحين للمنظم

في مجال التحكم الآلي، يُعدّ ضمان استيفاء العملية لمؤشرات التحكم أمرًا بالغ الأهمية، بدءًا من سلاسة العملية، مرورًا بمقدار التجاوز، ونسبة التخميد، وانتهاءً بثبات الاضطرابات ضمن النطاق المحدد، وانتهاءً بالاستقرار والسرعة والدقة. إلى جانب التصميم المنطقي للعملية، وتطور المعدات، فإنّ الأهم هو قدرة المنظم على العمل بدقة وفقًا لمتطلبات النظام، والتحكم في الطاقة المادية وتغيرات التدفق بدقة. في العديد من أنظمة التحكم الآلي، يؤدي ضعف جودة المنظم إلى ضعف خصائص التدفق، وتسريب كبير، وعدم موثوقية الأداء، مما يُفقد النظام التحكم الآلي جودته العالية، ويُسبب خسائر اقتصادية فادحة في الإنتاج، ويزيد من كثافة العمل. ونظرًا لتركيب المنظم في أنابيب العملية، واحتكاكه المباشر بوسط التشغيل، وتعرضه لفترات طويلة لدرجات حرارة وضغوط عالية، وتآكل واحتكاك، وغيرها من الظروف التشغيلية السيئة، فإنّ جودة صمام التنظيم تؤثر بشكل مباشر على وظيفة التحكم في النظام. لذا، يُعدّ اختيار المنظم المناسب وتركيبه أمرًا بالغ الأهمية. يعتمد اختيار صمام التنظيم 1.1 بشكل أساسي على خصائص الوسط، ومتطلبات التحكم، وعوامل بيئة التركيب، مثل خصائص التدفق وبنية الصمام نفسه، كما هو موضح في الجدول 1. يجب أيضًا مراعاة غطاء الصمام ونوع الحشوة المستخدمة. عند استخدام الصمام في نطاق درجة حرارة تشغيل من -20 درجة مئوية إلى +250 درجة مئوية، يُفضل استخدام غطاء عادي. أما عند استخدام الصمام في نطاق درجة حرارة تشغيل من -50 درجة مئوية إلى +450 درجة مئوية، فيُفضل استخدام غطاء مزود بهيكل تبريد متعدد الطبقات. ويُستخدم غطاء مانع التسرب ذو الحجرة المموجة بشكل أساسي مع الوسائط شديدة السمية، والمتطايرة، وسهلة الاختراق، وغيرها من الوسائط الهامة. تُستخدم عادةً حشوات من مادة PTFE وحبال الأسبستوس في صمامات التنظيم، وعلى الرغم من أن الأولى أغلى ثمنًا، إلا أن تأثير منع التسرب فيها أفضل بكثير من الثانية. يجب أن يعتمد اختيار صمام الغاز، سواء كان مغلقًا أو مفتوحًا، على وقت انقطاع إشارة ضغط الهواء، وعلى وضعية الصمام (مفتوح أو مغلق) لتحديد حجم الضرر. إذا كان الصمام مفتوحًا وكان الضرر ضئيلًا، يُختار صمام الغاز. وتكون آلية عمله كالتالي: يُغلق الصمام عند انقطاع الغاز. أما إذا كان الصمام مغلقًا وكان الضرر ضئيلًا، فيُختار صمام الغاز المفتوح. وتكون آلية عمله كالتالي: يُفتح الصمام عند انقطاع الغاز. 1.2 في تحديث تقنيات الأتمتة، يمكن اختيار قطر منظم الضغط بناءً على مبدأ مساحة المقطع العرضي. يُحدد قطر الصمام يدويًا، ويُحسب عدد دورات الفتح، ثم يُختار منظم الضغط الذي يُناسب نفس مساحة المقطع العرضي في الظروف العادية. عند تصميم جهاز جديد، يُحدد قطر الصمام عادةً بناءً على قيمة سعة التدفق (C). وهناك طريقتان شائعتان الاستخدام. (1) بناءً على أقصى تدفق فعلي (Qmax)، يتم حساب قدرة الدوران المقابلة (Cmax). ثم يتم اختيار قيمة C أكبر قليلاً من خط الإنتاج، مع مراعاة قطر الصمام المناسب. عند الاختيار، يجب ترك هامش أمان. وأخيرًا، يتم حساب أقصى فتحة للصمام بناءً على التدفق الفعلي (Qmax): يجب ألا تتجاوز الفتحة 90% من التدفق الفعلي (Qmax). (2) الطريقة الأكثر عملية هي حساب سعة التدفق المقابلة (Cvc) بناءً على التدفق الشائع. عند اختيار قيمة C للصمام، يجب أن تكون نسبة Cvc/C بين 0.25 و0.8. وفقًا لقيمة Cvc المستخدمة في التدفق الشائع، يتم ضربها في (4 إلى 1.25). بشكل عام، تكون Cvc/C = 0.5. عند العمل مع الخصائص اللوغاريتمية، يمكن أن تكون القيمة أصغر. 1. اختيار خصائص تدفق الصمام الثلاثي (أجهزة القياس والعدادات): 1. 3. 1 من تحليل جودة تنظيم نظام التحكم، مع مراعاة المبادئ التالية: الاختيار المناسب لخصائص صمام التنظيم، وتغييرات معامل تضخيم الصمام لتعويض تغيرات معامل التضخيم في المنظم، مما يجعل معامل تضخيم نظام الضبط الكلي ثابتًا لتحقيق تأثير تحكم فعال. 1. 3. 2 عند التحليل في موقع الإنتاج، يكون صمام أنابيب العملية، جنبًا إلى جنب مع المعدات الكلية وأنابيبها، مصحوبًا حتمًا بمقاومة، وتختلف خصائص تدفق صمام التنظيم عن خصائص التدفق المثالية. لذلك، يجب أولًا، وفقًا لخصائص نظام التحكم لخصائص صمام التنظيم في الجدول 2 (ملاحظة: صمام S مفتوح بالكامل، والضغط التفاضلي هو القيمة الكلية للنظام). اختر الخصائص المطلوبة للعمل، ثم ضع في اعتبارك أنابيب العملية لاختيار الخصائص المثالية المقابلة. الجدول 2 هو للمرجعية. 1. 3. 3 تغييرات ناتجة عن تحليل الحمل في فتحة صغيرة لصمام الخط المستقيم عندما يكون تغير معدل التدفق كبيرًا، يكون الضبط حساسًا للغاية، مما قد يتسبب في تذبذب، وبالتالي فهو غير مناسب للاستخدام في حالات تغير الحمل الصغير. صمام النسبة المئوية، مثل معامل التضخيم، يزداد مع زيادة شوط الصمام، ويكون التغير النسبي في التدفق ثابتًا، لذا فهو مناسب لحالات تغير الحمل الكبير في خصائص الفتح السريع، ويستخدم بشكل عام لتنظيم صمامات التشغيل والإيقاف وتطبيقات التحكم في العمليات. تركيب منظمين (مصنع معدات أجهزة كايدي) يضمن تركيب صمام التنظيم بشكل معقول تأثيره الجيد في نظام التحكم. عند تركيب صمام التنظيم، يجب مراعاة النقاط التالية: (1) يجب تركيب المنظم في أنابيب أفقية بشكل رأسي، وإذا كان لا بد من إمالة أو تركيب أفقي، فيجب إضافة دعامة. يجب أن يكون طول الأنبوب المستقيم قبل وبعد الصمام أكثر من 10 أضعاف قطره. (2) يجب أن يكون تدفق السائل مطابقًا للعلامات الموجودة على جسم الصمام. (3) يجب أن يكون موقع التركيب سهل الإصلاح، وأن يكون مزودًا بخط جانبي. (4) عندما يكون قطر الصمام أصغر من قطر الأنبوب، يجب توصيل أنبوب مخروطي (بشكل عام، لجعل تأثير التحكم في الصمام واضحًا، يكون قطر الأنبوب أكبر من قطر الصمام). (5) في حالة انخفاض درجة الحرارة المحيطة، يجب إضافة أنبوب حراري إلى المنظم.