تجهیزصنعت تامین و تجهیز صنایع
آی تو پی پوزیشنر (i/p Positioner)
آی توپی پوزیشنر یکی از مهمترین تجهیزات کنترلی برای تنظیم و کنترل شیرآلات صنعتی میباشد. خرید آی توپی 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 چیست؟
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 آی توپی پوزیشنر:
آی توپی 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 آی توپی 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.
عملکرد ای توپی پوزیشنر الکتروپنوماتیکی
به طور مثال اگر یک شیر نرمال بسته (NC) نیاز به 3 بار فشار باد جهت باز شدن کامل یا 100% داشته باشد و آی توپی پوزیشنر ما مدل 4 تا 20 میلی آمپر باشد، با ارسال سیگنال 20 میلی آمپر 3 بار فشار باد به اکچویتور وارد می شود و شیر کاملا باز خواهد شد. اگر فقط 12 میلی آمپر سیگنال به آی توپی پوزیشنر ارسال گردد، آی توپی پوزیشنر هم متناسب 12 میلی آمپر (50%) فشار باد یعنی 1.5 بار باد به اکچویتور وارد شده و با توجه به نیروی فنر روی استم، شیر فقط 50 % باز میگردد.
همچنین محور( فلاور ) آی توپی پوزیشنر که به استم متصل است وظیفه بررسی موقعیت شیر را دارد. در صورت مغایرت مقدار درصد باز بودن شیر با سیگنال ورودی، فشار باد روی اکچویتور را کم و زیاد کرده تا نهایتآ شیر به مقدار درخواست شده تنظیم گردد.
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.
سازندگان پوزیشنر
برخی از سازندگان مطرح پوزیشنر در زیر عنوان شده است:
آی توپی پوزیشنر فیشر (Fisher)
اسپیراکس سارکو (Spirax sarco)
سامسون (Samson)
زیمنس (Siemens)
فلوسرو (Flowserve)
یوکوگاوا (Yokogawa)
ای‌بی‌بی (ABB)
جمو (Gemu)
اشنایدر (Schneider)
آرکا (ARCA Regler GmbH)
متسو (Metso)
جی‌ئی (GE)
هانیول (Honeywell)
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)
خرید آی توپی پوزیشنر
برای خرید یک آی توپی پوزیشنر پارامترها و موارد متعددی را باید در نظر گرفت. در ادامه به برخی از مهمترین این موارد اشاره خواهیم کرد.
1- یکی از مهمترین مواردی که در انتخاب پوزیشنر باید به آن توجه کنیم نوع آی توپی پوزیشنر میباشد که برای نصب روی چه شیری استفاده خواهد شد. همانطور که میدانید پوزیشنر ها دارای انواع مدل های خطی (Linear) و دورانی (Rotary) هستند. با توجه به نوع شیر باید ای توپی پوزیشنر را طراحی و انتخاب کنیم.
2- یکی دیگر از مهمترین مواردی که در خرید آی توپی پوزیشنر اهمیت خواهد داشت، نوع ارتباط آن با سیستم کنترلی میباشد. برخی پوزیشنر ها بدون هیچگونه ارتباط با سیستم کنترلی میباشند و برخی دارای سیگنال های آنالوگ و دیجیتال (feedback) هستند.
3- سایر مواردی مانند هوای مصرفی و منبع تغذیه پوزیشنر، جنس بدنه، استاندارد ها و تائیدیه ها و … از دیگر مواردی که در هنگام خرید یک آی توپی پوزیشنر مناسب باید به آنها توجه کنیم.
قیمت آی توپی پوزیشنر
عواملی نظیر عملکرد ها و فانکشن های یک آی توپی پوزیشنر بر قیمت آن تاثیر گذار میباشد. قیمت آی توپی پوزیشنر های دابل اکت و پوزیشنر هایی که برای هر دو مدل اکچویتور های دورانی و خطی قابل استفاده میباشند از قیمت آی توپی پوزیشنر های ساده بیشتر میباشد.
جنس بدنه و ضد انفجار بودن در پوزیشنر از موارد تاثیرگذار بر قیمت یک آی توپی پوزیشنر میباشد.
برند و کشور تولید کننده نیز در قیمت یک پوزیشنر تاثیرگذار میباشد.
