پوزیشنر چیست؟

پوزیشنر یکی از مهمترین تجهیزات کنترلی برای تنظیم و کنترل شیرآلات صنعتی میباشد. خرید پوزیشنر نیازمند اطلاعات کافی در خصوص نوع و تیپ شیری که پوزیشنر روی آن نصب میشود، نوع سیگنال ورودی پوزیشنر و بسیاری از پارامترهای دیگر میباشد. در این مطلب توضیحات دقیقی به تفصیل در خصوص پوزیشنر ها و انواع آن ارائه خواهیم کرد.

پوزیشنر

پوزیشنر (Positioner) یکی از مهمترین تجهیزات کنترلی در فرآیندهای صنعتی میباشد. از پوزیشنر برای مقایسه درستی موقعیت ساقه شیر یا Stem نسبت به سیگنال ارسالی از طرف سیستم کنترلی استفاده میشود. در صورتی که موقعیت ساقه شیر متناسب با سیگنال ارسالی از طرف کنترلر نباشد. فشار پنوماتیکی وارد بر دیافراگم یا پیستون اکچویتور آنقدر تغییر خواهد کرد تا فشار وارد بر اکچویتور باعث قرار گیری شیر در موقعیت صحیح و متناسب با سیگنال ارسالی شود.

آی توپی پوزیشنر ها سیگنال جریانی (20-4 میلی آمپر) را به سیگنال نیوماتیکی (15-3 پی اس آی) قابل فهم برای ارسال به اکچویتور های پنوماتیکی تبدیل میکنند. سیگنال دریافتی ورودی پوزیشنر ها از کنترلهای صنعتی، فلومترها، پرشر ترانسمیتر یا PLC دریافت میشود.

در این مطلب به توضیح انواع پوزیشنر، عملکرد و مزایای استفاده از پوزیشنر خواهیم پرداخت.

عملکرد پوزیشنر

پوزیشنر یکی از تجهیزات کنترلی میباشد که از آن برای افزایش یا کاهش فشار هوای ابزار دقیق برای عملکرد اکچویتور یک شیر کنترلی استفاده می شود. به عبارت بهتر از پوزیشنر برای آنکه این مقدار فشار هوا ساقه (استم) شیر به یک موقعیت متناسب با سیگنال خروجی از کنترلر برسد استفاده میشود.

با توجه به اتصال اهرم آی توپی پوزیشنر به طور مستقیم به استم شیر توسط Feed Back Lever بازخوردی متناسب از موقعیت شیر به کنترلر ارائه می دهد. کنترلر های فرایند همچون ترانسمیتر های فشار یا  PLC از دریافت گزارش موقعیت ولو که توسط اهرم آی توپی معین می گردد می تواند با ارسال سیگنال مناسب موقعیت شیر را تغییر دهند.

برای نصب پوزیشنر روی شیر باید توجه داشت که متناسب با تیپ شیر از یکی از مدل های آی توپی پوزیشنر خطی یا روتاری استفاده می گردد. در شیرهای گلوب و یا دیافراگمی از نوع آی توپی پوزیشنر خطی و در شیرهای پروانه ای و شیر توپی از آی توپی پوزیشنرهای روتاری استفاده میشود.

با توجه به اتصال اهرم آی توپی پوزیشنر به ساقه ی ولو  که به اتصال بازخورد مکانیکی یا Feed Back Lever معروف میباشد. بازخوردی از موقعیت شیر، به کنترلر ارائه خواهد شد. کنترل کننده فرایند همچون سیستم های PLC از دریافت گزارش موقعیت ولو که توسط اهرم آی توپی معین می گردد می تواند با ارسال سیگنال مناسب موقعیت شیر را تغییر دهد.

انواع پوزیشنر

پوزیشنر ها دارای انواع مختلفی میباشند که هر یک با توجه نوع سیگنال ورودی و دریافتی از کنترلر، پروتکل ارتباطی و ویژگی های مبنی بر ماژول های الکترونیکی و قابلیت ها به  سه نوع اصلی تقسیم بندی میشوند.

در ادامه به معرفی انواع پوزیشنر های میپردازیم:

1- پوزیشنر های پنوماتیکی:

پوزیشنرهای پنوماتیکی سیگنال‌های پنوماتیکی را از کنترلر یا سیستم های کنترل دریافت می‌کنند. این پوزیشنرها، اکچویتور شیر را با توجه به سیگنال فشار هوای دریافتی تنظیم می‌کنند. تا شیر را به موقعیت موردنظر رسانده و آن را کنترل کنند.

پوزیشنرهای پنوماتیک به دلیل اینکه هیچگونه جریان الکتریکی در آنها وجود ندارد به‌طور ذاتی ایمن و بدون خطر (Ex i) میباشند. اما از آنجا که سیستم‌های کنترلی پنوماتیکی در حال منسوخ شدن هستند استفاده از این نوع پوزیشنرها نیز در حال کاهش است. علت این موضوع عملکرد دقیقتر پوزیشنرهای الکتروپنوماتیکی و SMART نسبت به پوزیشنر های پنوماتیکی میباشد.

در پوزیشنرهای پنوماتیکی سه گیج فشار برای نشان دادن فشار تغذیه، فشار هوای خروجی از کنترلر و فشار هوای خروجی از پوزیشنر (ورودی اکچویتور) وجود دارد.

2- پوزیشنر های الکتروپنوماتیکی:

پوزیشنر الکتروپنوماتیکی یا آنالوگ سیگنال جریانی 4 تا 20 میلی‌ آمپر را به عنوان ورودی از کنترلر یا سیستم کنترلی دریافت می‌کنند. و آن را به سیگنال های نیوماتیکی آماده برای ارسال به اکچویتور های پنوماتیکی تبدیل میکنند. پوزیشنر های الکتروپنوماتیک متناسب با سیگنال جریانی که دریافت میکنند، فشار هوای متناسب برای عملکرد صحیح اکچویتور را تنظیم میکنند و آن را به عملگر پنوماتیکی اراسال خواهند کرد.

این نوع پوزیشنرها عملکرد مشابهی با پوزیشنرهای پنوماتیک دارند. اما با این تفاوت که به جای فشار هوا به عنوان ورودی پوزیشنر از جریان الکتریسیته به‌عنوان سیگنال ورودی استفاده می‌کنند.

3- پوزیشنر دیجیتال (SMART):

پوزیشنر های دیجیتال مشابه با نمونه‌ های آنالوگ عمل می‌کند. با این تفاوت که در این پوزیشنر ها تبدیل سیگنال الکتریکی به سیگنال پنوماتیکی به‌ جای آنالوگ، از یک ریز پردازنده یا Micro Controller استفاده میشود.  میکروکنترلر ها برای تنظیم موقعیت اکچویتور شیر و همچنین ضبط و نگه‌داری داده‌ ها میباشند.

پوزیشنرهای هوشمند بسیار دقیق تر از مدل های دیگر میباشند و از هوای مصرفی بسیار کمتری نسبت به پوزیشنرهای آنالوگ استفاده میکنند. این نکته لازم به ذکر است که پوزیشنر های دیجیتال از پروتکل ارتباطی سیستم های کنترلی مانند HART و  FOUNDATION Fieldbus پشتیبانی میکنند.

مزایای استفاده از پوزیشنر

استفاده از آی توپی پوزیشنر مزایا و محاسن زیادی دارد که در ادامه به برخی از مهمترین آنها اشاره میکنیم:

• سرعت عملکرد بالا عملکرد شیر
• کاهش اثر اصطکاک بین شیر کنترل کننده و سیال
• قابلیت کنترل شیر از راه دور ( پوزیشنر های دیجیتالی)