27- شرح مخططات دوائر صمامات التحكم الهوائية

يشرح هذا الدليل الهندسي 27 دائرة تحكم هوائية شائعة الاستخدام لمشغلات الصمامات أحادية الفعل وثنائية الفعل، بما في ذلك فقدان الهواء، وفقدان الطاقة، وفقدان الإشارة، والتشغيل السريع، ومقاومة الاندفاع، وتجاوز التوربين، وإيقاف التشغيل الآمن، ووظائف التأخير الزمني.

المقدمة

لا يُحدد المشغل الهوائي سلوك صمام التحكم عند حدوث عطل بمفرده. يعتمد عمل الصمام النهائي على الدائرة الهوائية الكاملة: نوع المشغل، واتجاه الزنبرك، والموضع، والصمام اللولبي، وصمام الفصل الحساس للضغط، وصمام القفل الهوائي، ومعزز التدفق، وصمام التوجيه الذي يعمل بالتحكم التجريبي، وصمام التفريغ السريع، وصمام عدم الرجوع، وخزان الهواء، والأنابيب، وطريقة توصيل هذه الأجهزة.

يشرح هذا الدليل 27 دائرة تحكم هوائية نموذجية. تُصنف هذه الدوائر إلى أربع مجموعات:

1. دوائر المشغل أحادي الفعل
2. دوائر المشغلات ثنائية الفعل
3. دوائر تشغيل ثنائية المراحل
4. دوائر ذات أغراض خاصة لصمامات منع الارتفاع المفاجئ للضغط، وصمامات تهوية البخار، وصمامات تجاوز التوربينات، وصمامات الإغلاق الآمن، وأنظمة تأخير الاستجابة في حالة الفشل

يتم شرح كل دائرة بنفس الترتيب:

• الوظيفة المقصودة؛
• وضع التشغيل العادي؛
• الاستجابة لفقدان هواء الجهاز أو الطاقة الكهربائية أو إشارة التحكم؛
• وظيفة الملحقات الرئيسية؛ و
• النقاط الهندسية التي يجب التحقق منها قبل التصنيع أو التشغيل.

هذه المخططات أمثلة عملية، وليست رسومات توصيل عامة. يختلف ترقيم المنافذ، وموضع الصمامات الطبيعي، ومنطق التحكم، ومسار العادم، والشهادات الكهربائية، وسعة تدفق الملحقات باختلاف الشركة المصنعة ومواصفات المشروع. لذا، يجب التحقق من المخطط الهوائي النهائي ومقارنته ببيانات المنتجات المختارة ومصفوفة السبب والنتيجة الخاصة بالمشروع.

المصطلحات المستخدمة في هذا الدليل

العودة الآمنة

ينتقل الصمام إلى وضع العطل المحدد بعد حدوث عطل معين. وبحسب متطلبات العملية واتجاه المشغل، قد يكون هذا الوضع مغلقًا عند العطل، أو مفتوحًا عند العطل، أو مرفوعًا عند العطل، أو منخفضًا عند العطل، أو يدور باتجاه عقارب الساعة، أو يدور عكس اتجاه عقارب الساعة.

يستخدم المصدر الصيني كلمة "إعادة ضبط" في عدة عناوين. في هذه المقالة، يُستخدم مصطلح "العودة الآمنة" لأنه يصف الوظيفة الهندسية بدقة أكبر ويتجنب الخلط بينها وبين إعادة ضبط الجهاز اليدوية أو التلقائية.

الفشل في مكانه

يعزل جهاز القفل الهوائي حجرة أو حجرات المشغل بحيث يبقى الصمام قريبًا من آخر وضعية له. هذا ليس قفلًا ميكانيكيًا مطلقًا. تعتمد مدة ودقة الوضعية الثابتة على التسريب الداخلي والخارجي، وأختام المشغل، والأنابيب، والوصلات، ودرجة الحرارة، وقوى العملية، والضغط المحصور لحظة العطل.

انقطاع الهواء والطاقة والإشارة

• فقدان الهواء: ينخفض ​​ضغط هواء الجهاز عن نقطة الفصل المعدلة أو يفقد تمامًا.
• انقطاع الطاقة: تم فصل الطاقة عن الصمام اللولبي.
• فقدان الإشارة: إشارة التحكم 4-20 مللي أمبير تنخفض عن عتبة الكشف المحددة أو يتم مقاطعتها.
• الحماية من ثلاثة أعطال: تستجيب الدائرة لفقدان الهواء، أو فقدان طاقة الملف اللولبي، أو فقدان إشارة التحكم.

صمام فصل استشعار الضغط وصمام قفل هوائي

يقوم صمام الفصل الحساس للضغط بتغيير مسارات تدفق الهواء المضغوط عندما ينخفض ​​ضغط الإمداد عن القيمة المحددة. وبحسب تصميمه الداخلي ووصلاته الخارجية، يمكنه بدء عملية التشغيل عند حدوث عطل، أو إيقاف التشغيل عند حدوث عطل، أو فتح الصمام عند حدوث عطل، أو إغلاق الصمام عند حدوث عطل، أو أي إجراء آخر محدد.

يقوم صمام القفل الهوائي بإغلاق مسار إشارة الضغط للمشغل، ويحبس الضغط داخله. يُستخدم هذا الصمام في أنظمة التشغيل التي تعمل في حالة الأعطال. يجب عدم اعتبار الجهازين قابلين للتبديل لمجرد استجابتهما لانخفاض ضغط الإمداد.

نسخة ذات سعة عالية

تُوصَف العديد من مخططات المصادر بأنها دوائر "صمامات ذات قطر كبير". لا يُحدِّد الحجم الاسمي للصمام وحده الترتيب الهوائي. في هذا الدليل، تعني عبارة "إصدار عالي السعة" أن حجم المُشغِّل، أو فقدان الضغط في الأنابيب، أو زمن التشغيل المُحدَّد، يتطلب مُعزِّزًا للحجم، أو صمامًا تجريبيًا عالي التدفق، أو أنابيب أكبر، أو مزيجًا من هذه العوامل.

خريطة الاختيار السريع

رقم	المشغل والخدمة	الفشل المطلوب أو الإجراء الخاص
1	أحادي المفعول، مُعدِّل	انقطاع الهواء أو الطاقة: عودة آمنة
2	أحادي المفعول، تشغيل/إيقاف	انقطاع الهواء أو الطاقة: عودة آمنة
3	أحادي الفعل، تشغيل/إيقاف، سعة عالية	انقطاع الهواء أو الطاقة: عودة سريعة وآمنة
4	أحادي الفعل، مُعدِّل، ذو سعة عالية	انقطاع الهواء أو الطاقة: عودة سريعة وآمنة
5	أحادي المفعول، تشغيل/إيقاف	فقدان الهواء: الفشل في مكانه
6	أحادي المفعول، مُعدِّل	انقطاع الهواء أو الطاقة: الفشل في المكان
7	أحادي الفعل، تشغيل/إيقاف، سعة عالية	فقدان الهواء: الفشل في مكانه
8	أحادي الفعل، مُعدِّل، ذو سعة عالية	انقطاع الهواء أو الطاقة: الفشل في المكان
9	أحادي المفعول، مُعدِّل	انقطاع الهواء أو الطاقة أو الإشارة: البقاء في مكانه
10	أحادي الفعل، مُعدِّل، ذو سعة عالية	انقطاع الهواء أو الطاقة أو الإشارة: البقاء في مكانه
11	مزدوج المفعول، تشغيل/إيقاف	فقدان الهواء أو الطاقة: عودة الهواء المخزن كإجراء احتياطي في حالة الفشل
12	مزدوج المفعول، تشغيل/إيقاف، سعة عالية	فقدان الهواء أو الطاقة: عودة سريعة وآمنة للهواء المخزن
13	مزدوج المفعول، مُعدِّل	فقدان الهواء أو الطاقة: عودة الهواء المخزن كإجراء احتياطي في حالة الفشل
14	مزدوج المفعول، قابل للتعديل، ذو سعة عالية	فقدان الهواء أو الطاقة: عودة سريعة وآمنة للهواء المخزن
15	مزدوج المفعول، تشغيل/إيقاف	فقدان الهواء: الفشل في مكانه
16	مزدوج المفعول، مُعدِّل	انقطاع الهواء أو الطاقة: الفشل في المكان
17	مزدوج المفعول، تشغيل/إيقاف، سعة عالية	فقدان الهواء: الفشل في مكانه
18	مزدوج المفعول، قابل للتعديل، ذو سعة عالية	انقطاع الهواء أو الطاقة: الفشل في المكان
19	مزدوج المفعول، مُعدِّل	انقطاع الهواء أو الطاقة أو الإشارة: البقاء في مكانه
20	مزدوج المفعول، قابل للتعديل، ذو سعة عالية	انقطاع الهواء أو الطاقة أو الإشارة: البقاء في مكانه
21	المحرك على مرحلتين	ثلاثة أوضاع منفصلة مع صمامين لولبيين
22	مشغل ثنائي الفعل ثنائي المرحلة	ثلاثة أوضاع منفصلة مع صمامين لولبيين
23	صمام منع ارتفاع ضغط الضاغط	تعديل مُتحكم به وفتح سريع في حالات الطوارئ
24	صمام تهوية البخار	تعديل وإغلاق الهواء المخزن عند انقطاع الإمداد
25	صمام تحويل التوربين	أولوية الأوامر متعددة المستويات، والإغلاق السريع، والفتح السريع
26	صمام إغلاق أمان ذاتي التشغيل	فصل الضغط الزائد عن بعد ومحلي مع إعادة ضبط يدوية
27	صمام تعديل أحادي الفعل	التوقف، والتأخير، ثم السفر الآمن الخاضع للتحكم

دوائر المشغل أحادي الفعل

1. صمام تعديل أحادي الفعل: عودة آمنة في حالة فقدان الهواء وفقدان الطاقة

الشكل 1. صمام تحكم تعديلي أحادي الفعل مزود بدائرة عودة آمنة في حالة فقدان الهواء وفقدان الطاقة

في الظروف العادية، يزود الهواء المُرشّح والمُنظّم جهاز تحديد الموضع وصمام الفصل الحساس للضغط. عند تنشيط الصمام اللولبي، يتلقى جهاز تحديد الموضع أمر غرفة التحكم وينظم الضغط إلى المشغل أحادي الفعل.

في حال فصل الطاقة عن الملف اللولبي، تتصل المنافذ 2 و3 ويتم تصريف ضغط إشارة المشغل. إذا انخفض ضغط هواء الجهاز عن قيمة الضبط المحددة، يتحول صمام الفصل الحساس للضغط من مساره الطبيعي إلى مسار العطل، ويقوم أيضًا بتصريف هواء حجرة المشغل. ثم يقوم نابض المشغل بتحريك الصمام إلى وضع الأمان المحدد له.

الملحقات الرئيسية:

• منظم الترشيح: يقوم بتصفية هواء الجهاز وتقليله إلى ضغط الملحقات والمشغلات المحدد.
• جهاز تحديد الموضع: يحول أمر التحكم إلى خرج هوائي مطلوب لتحديد موضع الصمام.
• صمام فصل استشعار الضغط: يكشف انخفاض ضغط الإمداد ويبدأ إجراء انقطاع الهواء.
• صمام الملف اللولبي ذو التأثير المباشر: يبدأ عملية فصل التيار الكهربائي عند انقطاع التيار. يتطلب المصدر تحديدًا تصميمًا ذا تأثير مباشر حتى لا يعتمد الفصل على فرق ضغط تجريبي أدنى. يجب التحقق من تصنيف الملف، وتكوين المنفذ، وسعة التدفق، ومسار فصل التيار، وشهادة المنطقة الخطرة.

يُظهر مخطط المصدر أنبوبًا من الفولاذ المقاوم للصدأ بقطر خارجي 8 مم كحجم نموذجي لخط التحكم. يجب التحقق من أحجام الأنابيب والوصلات النهائية وفقًا لحجم المشغل، وطول الخط، وفقدان الضغط المسموح به، ودرجة الحرارة المحيطة، ووقت التشغيل المطلوب.

2. صمام تشغيل/إيقاف أحادي الفعل: عودة آمنة في حالة فقدان الهواء أو فقدان الطاقة

الشكل 2. صمام تحكم أحادي الفعل للتشغيل والإيقاف مع عودة آمنة في حالة فقدان الهواء وفقدان الطاقة

أثناء التشغيل العادي، يقوم نظام التحكم بتنشيط أو فصل الطاقة عن الصمام اللولبي لملء أو تفريغ حجرة المشغل. يوفر مفتاح الحد معلومات عن وضع الفتح والإغلاق.

في حال انقطاع التيار الكهربائي عن الملف اللولبي، تتصل المنافذ 2 و3 ويتم تهوية حجرة المشغل. إذا انخفض ضغط الإمداد عن نقطة الفصل، يتغير وضع صمام الفصل الحساس للضغط ويوفر مسار تهوية إضافي. في كلتا الحالتين، يقوم المشغل ذو الزنبرك العائد بدفع الصمام إلى وضعية العطل المحددة له.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مفتاح الحد أو مفتاح وضع الصمام
• صمام فصل حساس للضغط
• الملف اللولبي صمام

ينبغي وصف الأمر الكهربائي كأمر فتح/إغلاق منفصل، وليس كإشارة جهد عامة. يجب ذكر جهد الملف، وحالة التنشيط، وحالة عدم التنشيط، وموافقة المنطقة الخطرة، واستهلاك الطاقة، ومتطلبات التجاوز اليدوي بشكل منفصل.

3. صمام تشغيل/إيقاف أحادي الفعل، إصدار عالي السعة: عودة سريعة وآمنة في حالة التعطل

الشكل 3. دائرة صمام أحادي الفعل عالي السعة للتشغيل والإيقاف مع عودة سريعة وآمنة في حالة الفشل

تضيف هذه الدائرة صمامًا اتجاهيًا 3/2 يعمل بواسطة نظام تجريبي بحيث لا يتعامل الملف اللولبي وصمام الفصل الحساس للضغط إلا مع التدفق التجريبي، بينما يتعامل الصمام الاتجاهي الرئيسي مع تدفق المشغل الأكبر.

في الوضع التشغيلي العادي، يتحكم أمر الملف اللولبي بضغط التشغيل التجريبي لصمام 3/2، الذي يقوم بدوره بملء أو تفريغ المشغل لتشغيله وإيقافه. عند انقطاع التيار الكهربائي عن الملف اللولبي أو انخفاض ضغط هواء القياس، يتم تفريغ إشارة التشغيل التجريبي. يتغير وضع صمام 3/2، ويتصل المنفذان E و A، ويفرغ حجرة المشغل بسرعة. ثم يعيد نابض المشغل الصمام إلى وضع العطل.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• جهاز محدد
• صمام فصل حساس للضغط
• الملف اللولبي صمام
• صمام توجيهي 3/2 يعمل بنظام التحكم التجريبي

قد تستخدم دائرة التحكم أنابيب صغيرة نسبيًا، ولكن يجب تحديد حجم المسار الهوائي الرئيسي بناءً على حجم حجرة المشغل ووقت الفتح أو الإغلاق المطلوب. يُعد نطاق أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ من 10 إلى 25 مم الموضح في المصدر نطاقًا مرجعيًا، وليس قاعدة عامة.

4. صمام تعديل أحادي الفعل، إصدار عالي السعة: عودة سريعة وآمنة في حالة التعطل

الشكل 4. صمام تعديل أحادي الفعل عالي السعة مع عودة سريعة وآمنة في حالة الفشل

أثناء التشغيل العادي، يتحكم جهاز تحديد الموضع في المشغل من خلال معزز حجم. يعمل المعزز على زيادة سعة الإمداد والعادم مع مراعاة ضغط خرج جهاز تحديد الموضع.

في حال فصل الطاقة عن الملف اللولبي أو انخفاض ضغط هواء القياس عن قيمة الضبط المحددة، يتم تحويل مسار التحكم الهوائي لتمكين حجرة المشغل من التنفيس السريع. ثم يقوم المشغل ذو الزنبرك العائد بدفع الصمام إلى وضع الأمان المحدد له.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مناور
• صمام فصل حساس للضغط
• الملف اللولبي صمام
• حجم الداعم

يجب ضبط المُعزِّز كجزء من حلقة المُحدِّد والمُشغِّل. قد يؤدي التقييد المفرط للتجاوز أو استخدام مُعزِّز ذي حجم غير مناسب إلى تجاوز الحد، أو التذبذب، أو استجابة غير مستقرة للإشارة الصغيرة. يجب فحص سعة المُعزِّز، وسعة صمام الفصل، وحجم الأنابيب، وسعة العادم معًا مقابل زمن الشوط الكامل المُحدَّد.

5. صمام تشغيل/إيقاف أحادي الفعل: عطل في حالة فقدان الهواء

الشكل 5. صمام أحادي الفعل للتشغيل والإيقاف مع حماية هوائية ضد الأعطال في مكانها

في ظل ظروف الهواء المضغوط العادية، يقوم الصمام اللولبي بملء أو تفريغ حجرة المشغل لفتحها وإغلاقها. إذا انخفض ضغط الإمداد عن مستوى ضبط القفل، يقوم صمام القفل الهوائي بإغلاق خط المشغل وحبس ضغط الحجرة الحالي. هذا يُعاكس حركة زنبرك المشغل ويُبقي الصمام قريبًا من آخر وضعية له.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• جهاز محدد
• صمام قفل هوائي
• الملف اللولبي صمام

لا توفر الدائرة خاصية التثبيت في مكانها عند حدوث عطل لمجرد أن المشغل أحادي الفعل. يجب أن تتمتع صمامات القفل، وأختام المشغل، والأنابيب، والوصلات بتسريب منخفض بما يكفي للحفاظ على الوضع المطلوب للمدة المحددة. ينبغي أن يحدد المشروع انحرافًا مقبولًا في الوضع ومدة تثبيت مقبولة بدلًا من استخدام عبارة "البقاء إلى أجل غير مسمى".

يشير المصدر بشكل صحيح إلى أن خدمة التشغيل والإيقاف العادية لا تتطلب دائمًا خاصية التثبيت في مكانها عند انقطاع التيار الكهربائي عن الملف اللولبي. في حال تطلب الأمر تثبيتًا عند انقطاع التيار، يجب تحديد ترتيب منطقي كهربائي وهوائي منفصل.

6. صمام تعديل أحادي الفعل: عطل في مكانه عند فقدان الهواء أو الطاقة

الشكل 6. صمام تعديل أحادي الفعل مزود بحماية من انقطاع الهواء وانقطاع الطاقة في حالة الفشل في مكانه

في الوضع الطبيعي، يسمح الملف اللولبي المُفعّل لمخرج المُحدد الموضعي بتشغيل صمام القفل الهوائي والمشغل. يقوم المُحدد الموضعي بتعديل الصمام وفقًا لإشارة التحكم.

في حال انقطاع التيار الكهربائي عن الملف اللولبي، يؤدي ذلك إلى فصل إشارة التحكم عن صمام القفل. وإذا انخفض ضغط هواء القياس عن قيمة ضبط القفل، يُغلق الصمام نفسه مباشرةً. في كلتا الحالتين، تُعزل حجرة المشغل، ويُبقي الضغط المحصور الصمام قريبًا من آخر وضعية له.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مناور
• صمام قفل هوائي
• الملف اللولبي صمام

يجب فحص ترتيب الملف اللولبي بعناية لضمان عزل المشغل عند فصل الطاقة بدلاً من تهويته. فتركيب ملف لولبي تقليدي للتهوية عند التعطل في مكان خاطئ سيؤدي إلى عودة المشغل أحادي الفعل إلى مكانه بدلاً من تعطلّه.

7. صمام تشغيل/إيقاف أحادي الفعل، إصدار عالي السعة: عطل في حالة فقدان الهواء

الشكل 7. صمام أحادي الفعل عالي السعة يعمل بنظام التشغيل والإيقاف مع حماية من الأعطال في مكانها

يقوم صمام الملف اللولبي بتوجيه صمام اتجاهي ذي تدفق أعلى بنسبة 3/2، والذي يؤدي وظيفة التعبئة والتهوية الرئيسية للمشغل. أثناء التشغيل العادي، يوفر هذا الترتيب حركة تشغيل وإيقاف أسرع من توجيه تدفق المشغل بالكامل عبر صمام ملف لولبي صغير.

عندما ينخفض ​​ضغط هواء الجهاز عن الحد الأدنى المضبوط، يقوم صمام القفل الهوائي بإغلاق خط المشغل وحبس ضغط الحجرة. وبالتالي، يبقى الصمام قريباً من الوضع الذي كان عليه وقت انقطاع الهواء.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• جهاز محدد
• صمام قفل هوائي
• الملف اللولبي صمام
• صمام توجيهي 3/2 يعمل بنظام التحكم التجريبي

يغفل النص الأصلي ذكر الفاعل في جملة العطل. الجهاز الذي يُغلق هو صمام القفل الهوائي. يجب أن يتمتع كل من صمام القفل وصمام التوجيه الرئيسي 3/2 بسعة تدفق كافية، ويجب اختبار الدائرة بأكملها للتأكد من عدم وجود تسريب عند ضغط التثبيت المطلوب.

8. صمام تعديل أحادي الفعل، إصدار عالي السعة: عطل في مكانه عند فقدان الهواء أو الطاقة

الشكل 8. صمام تعديل أحادي الفعل عالي السعة مزود بحماية ضد الأعطال في مكانها

هذا هو الإصدار ذو السعة العالية من الدائرة 6. في الخدمة العادية، يقوم جهاز تحديد الموضع ومعزز الحجم بملء أو تفريغ المشغل بالمعدل المطلوب للتحكم في التعديل.

إذا انقطع التيار الكهربائي عن الملف اللولبي أو انخفض ضغط الإمداد عن مستوى ضبط القفل، فإن صمام القفل الهوائي يُغلق ويعزل حجرة المشغل. ويُبقي الضغط المحصور الصمام قريبًا من آخر وضعية له.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مناور
• صمام قفل هوائي
• الملف اللولبي صمام
• حجم الداعم

يكرر العنوان الأصلي الدائرة رقم 6 على الرغم من أن المخطط يتضمن مُعززًا للصوت ومسارًا أكبر للهواء الرئيسي. ولذلك، أُضيفت عبارة "النسخة عالية السعة" لتمييز الترتيبين دون تغيير منطق الدائرة.

9. صمام تعديل أحادي الفعل: نظام إيقاف التشغيل في مكانه عند ثلاثة أعطال

الشكل 9. صمام تعديل أحادي الفعل مزود بحماية من انقطاع الهواء، وانقطاع الطاقة، وانقطاع الإشارة في حالة الفشل في مكانها

في الظروف العادية، يستقبل جهاز تحديد الموضع إشارة 4-20 مللي أمبير ويتحكم في المشغل. ويتصل مرحل مراقبة التيار بنفس الدائرة، ويحافظ على تنشيط الملف اللولبي طالما توجد إشارة صالحة.

يُغلق صمام القفل الهوائي في أي من الحالات الثلاث التالية:

• ينخفض ​​ضغط الهواء في الجهاز عن القيمة المضبوطة؛
• فقد الملف اللولبي طاقته؛ أو
• يتم قطع إشارة 4-20 مللي أمبير ويقوم مرحل المراقبة بفصل الطاقة عن الملف اللولبي.

عندما يغلق صمام القفل، يتم حبس ضغط المشغل ويبقى الصمام بالقرب من موضعه الأخير.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مناور
• صمام قفل هوائي
• الملف اللولبي صمام
• جهاز مراقبة فقدان الإشارة 4-20 مللي أمبير أو مرحل مراقبة التيار

يجب تحديد عتبة فقدان الإشارة، وتيار العطل الخاص بمشروع NAMUR أو المشروع نفسه، وحمل الحلقة، والعزل الكهربائي، والسلوك أثناء تشخيصات جهاز تحديد المواقع. لا يُقبل التوصيل التسلسلي البسيط إلا بعد التحقق من ميزانية جهد الحلقة ومعاوقة الإدخال.

10. صمام تعديل أحادي الفعل، إصدار عالي السعة: نظام إيقاف التشغيل في مكانه عند ثلاثة أعطال

الشكل 10. صمام تعديل أحادي الفعل عالي السعة مزود بحماية من الأعطال الثلاثية في مكانها

تجمع هذه الدائرة بين نظام كشف الأعطال الثلاثية ومُعزِّز الحجم لزيادة السعة الهوائية. في التشغيل العادي، يتحكم المُوَضِّع في المُشغِّل عبر المُعزِّز. ويبقى الملف اللولبي مُفعَّلاً طالما توفرت الطاقة وإشارة 4-20 مللي أمبير صالحة.

يؤدي فقدان الهواء، أو انقطاع الطاقة عن الملف اللولبي، أو فقدان إشارة التحكم، إلى إزالة حالة التشغيل التجريبي لصمام القفل. فيُغلق صمام القفل، ويعزل حجرة المشغل، ويُبقي الصمام بالقرب من موضعه الأخير.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مناور
• صمام قفل هوائي
• الملف اللولبي صمام
• حجم الداعم
• جهاز مراقبة فقدان الإشارة 4-20 مللي أمبير

يجب تصميم مُعزز التدفق وصمام القفل ومنظم الإمداد والأنابيب الرئيسية كنظام هوائي واحد. وينبغي التحقق من استقرار الإشارة الصغيرة المطلوب، والاستجابة للطوارئ، وزمن الشوط الكامل، والانحراف المسموح به في حالة الفشل، من خلال اختبار كامل لمجموعة الصمامات.

دوائر المشغلات ثنائية الفعل

11. صمام تشغيل/إيقاف مزدوج الفعل: عودة هواء مخزنة آمنة في حالة فقدان الهواء أو الطاقة

الشكل 11. صمام تشغيل/إيقاف مزدوج الفعل مع عودة هواء مخزنة آمنة في حالة الفشل

في الوضع الطبيعي، يقوم الصمام اللولبي بتوجيه هواء الجهاز إلى إحدى حجرات المشغل مع تهوية الحجرة الأخرى. ويقوم صمام عدم الرجوع بشحن خزان الهواء ومنع تدفق الهواء المخزن عائدًا إلى خط الإمداد المعطل.

إذا انخفض ضغط هواء الجهاز عن قيمة الضبط المحددة، يفصل صمام الفصل ذو الاستشعار المزدوج للضغط التحكم العادي. ويقوم بتوصيل خزان الهواء بالحجرة المطلوبة لاتجاه العطل المحدد، ويفرغ الهواء من الحجرة المقابلة. ويؤدي اختلال توازن الضغط إلى تحريك الصمام إلى وضع الأمان المُبرمج له.

يعتمد إجراء فصل الطاقة على مسار تدفق التيار الكهربائي المفصول عن الملف اللولبي المحدد، وعلى اتصاله بدائرة الفصل. يجب التحقق من المخطط وحالة منفذ الملف اللولبي معًا؛ فالعنوان وحده غير كافٍ.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• جهاز محدد
• صمام فصل مزدوج الفعل حساس للضغط
• صمام الملف اللولبي 5/2
• مستقبل الهواء
• فحص الصمام

إنّ عبارة "حجم المُستقبِل يساوي أربعة أضعاف حجم حجرة المُشغِّل" الواردة في المصدر هي مجرد قاعدة تقريبية أولية. يجب أن يعتمد تحديد حجم المُستقبِل النهائي على ضغط المُستقبِل الابتدائي، والحد الأدنى للضغط في نهاية شوط العطل، وحجم حجرة المُشغِّل طوال مسار الحركة، وعدد الأشواط المطلوبة، والحجم الميت، ودرجة الحرارة، والتسريب، وهامش التصميم.

12. صمام تشغيل/إيقاف مزدوج الفعل، إصدار عالي السعة: عودة سريعة للهواء المخزن مع خاصية الأمان في حالة التعطل

الشكل 12. صمام تشغيل/إيقاف مزدوج الفعل عالي السعة مع عودة سريعة للهواء المخزن في حالة الفشل

يتحكم الملف اللولبي وصمام الفصل الحساس للضغط في إشارة التحكم الموجهة إلى صمام توجيهي عالي التدفق من نوع 5/2 يعمل بنظام التحكم. أثناء التشغيل العادي، يقوم صمام 5/2 بتزويد وتفريغ حجرات المشغل بالتناوب لتشغيل وإيقاف النظام.

عند انقطاع التيار الكهربائي عن الملف اللولبي أو انخفاض ضغط الإمداد، يتم تفريغ إشارة التحكم، ويتحول صمام 5/2 إلى حالة العطل. يُوجَّه الهواء المخزن إلى حجرة المشغل المطلوبة، بينما تُفرَّغ الحجرة المقابلة. ينتج عن ذلك شوط أمان سريع.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• جهاز محدد
• صمام فصل حساس للضغط
• الملف اللولبي صمام
• صمام توجيهي 5/2 يعمل بنظام التحكم التجريبي
• مستقبل الهواء
• فحص الصمام

يجب حساب كل من سعة خزان الاستقبال وسعة تدفق صمام 5/2. لن يحقق خزان استقبال كبير متصل عبر صمام أو كاتم صوت أو وصلة أو أنبوب صغير الحجم وقت الأمان المطلوب في حالة الأعطال.

13. صمام تعديل مزدوج الفعل: عودة هواء مخزنة آمنة في حالة فقدان الهواء أو الطاقة

الشكل 13. صمام تعديل مزدوج الفعل مع عودة هواء مخزنة آمنة في حالة الفشل

أثناء التشغيل العادي، يتحكم جهاز تحديد الموضع ثنائي الفعل بشكل مستقل في الضغط على حجرتي المشغل. ويحافظ صمام عدم الرجوع على ضغط الإمداد المتاح في خزان الهواء.

في حال انقطاع التيار الكهربائي عن الملف اللولبي أو انخفاض ضغط الإمداد عن نقطة الفصل، يقوم صمام الفصل مزدوج الفعل الحساس للضغط بفصل جهاز تحديد الموضع. ويقوم بتزويد الحجرة بالهواء المخزن اللازم لاتجاه العطل المحدد، ويقوم بتفريغ الحجرة المقابلة.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مُوَضِّع ثنائي المفعول
• صمام فصل مزدوج الفعل حساس للضغط
• الملف اللولبي صمام
• مستقبل الهواء
• فحص الصمام

يُشير وصف ملحق المصدر بشكل خاطئ إلى أن الملف اللولبي يُؤدي وظيفة فتح/إغلاق عادية. في هذه الدائرة المُعدِّلة، يُؤدي المُحدِّد الموضعي وظيفة تحكم مُستمرة؛ ويُعدّ الملف اللولبي جزءًا من منطق الفصل أو التجاوز. يجب حساب حجم المُستقبِل بدلاً من تثبيته عند مُضاعف مُوحَّد لحجم المُشغِّل.

14. صمام تعديل مزدوج الفعل، إصدار عالي السعة: عودة سريعة للهواء المخزن مع خاصية الأمان عند انقطاع التيار

الشكل 14. صمام تعديل مزدوج الفعل عالي السعة مع عودة سريعة للهواء المخزن في حالة الفشل

يعمل مُعززان للحجم على زيادة سعة التعبئة والتفريغ لمخارج المُحدد الموضعي. في الظروف العادية، يبقى الصمام تحت تحكم المُحدد الموضعي ذي الحلقة المغلقة.

في حال انقطاع التيار الكهربائي عن الملف اللولبي أو انخفاض ضغط الإمداد عن قيمة الضبط المحددة، يقوم صمام الفصل ثنائي الفعل بفصل التحكم العادي وتوجيه الهواء المخزن إلى إحدى حجرات التشغيل مع تفريغ الأخرى. ويتحرك الصمام بسرعة إلى وضع الأمان المحدد مسبقًا.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مُوَضِّع ثنائي المفعول
• صمام فصل مزدوج الفعل حساس للضغط
• الملف اللولبي صمام
• معززان للصوت
• مستقبل الهواء
• فحص الصمام

يجب مطابقة معززات الضغط وضبطها بحيث لا يؤدي عدم تناسق عملية التعبئة والتفريغ إلى تجاوز الحد المطلوب أو عدم استقرار الوضع. يُعد ضغط الخزان، ومسار إمداد معزز الضغط، واتجاه صمام الفحص، وخريطة منافذ صمام الفصل الفعلية عوامل حاسمة لتحقيق اتجاه العطل المقصود.

15. صمام تشغيل/إيقاف مزدوج الفعل: عطل في حالة فقدان الهواء

الشكل 15. صمام تشغيل/إيقاف مزدوج الفعل مع حماية من انقطاع الهواء في حالة الفشل في مكانه

أثناء التشغيل العادي، يزود الصمام اللولبي إحدى حجرتي المشغل بالهواء ويفرغ الهواء من الأخرى. عندما ينخفض ​​ضغط الإمداد عن القيمة المحددة، يقوم صمام القفل مزدوج الفعل بإغلاق خطي المشغل. يُحصر الضغط في الحجرتين، مما يُبقي المشغل والصمام بالقرب من وضعهما الأخير.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• جهاز محدد
• صمام قفل هوائي مزدوج الفعل
• صمام الملف اللولبي 5/2

توفر الدائرة تثبيتًا عند انقطاع الهواء. ولا توفر تثبيتًا تلقائيًا عند انقطاع الطاقة إلا إذا تم تصميم الملف اللولبي ومنطق التحكم في القفل خصيصًا لهذا الغرض. يجب تحديد الانحراف المقبول في ظل تغير قوة العملية واختباره.

16. صمام تعديل مزدوج الفعل: عطل في مكانه عند فقدان الهواء أو فقدان الطاقة

الشكل 16. صمام تعديل مزدوج الفعل مزود بحماية من انقطاع الهواء وانقطاع الطاقة في حالة الفشل في مكانه

مع ضغط الإمداد العادي وطاقة الملف اللولبي النشطة، يتحكم جهاز تحديد الموضع مزدوج الفعل في حجرتي المشغل من خلال صمام القفل مزدوج الفعل.

إذا انقطع التيار الكهربائي عن الملف اللولبي أو انخفض ضغط هواء القياس عن مستوى ضبط القفل، فإن صمام القفل يعزل حجرتي المشغل. ويبقى الصمام حينها قريباً من آخر وضعية له طالما بقيت الضغوط المحصورة كافية.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مُوَضِّع ثنائي المفعول
• صمام قفل هوائي مزدوج الفعل
• الملف اللولبي صمام

تصف قائمة ملحقات المصدر صمام القفل مزدوج الفعل بأنه يوفر "إعادة ضبط عند فقدان الهواء". وهذا يتعارض مع العنوان والرسم التخطيطي ونص التشغيل. وظيفته الصحيحة في هذه الدائرة هي منع تعطل النظام في مكانه عند فقدان الهواء.

17. صمام تشغيل/إيقاف مزدوج الفعل، إصدار عالي السعة: عطل في مكانه عند فقدان الهواء

الشكل 17. صمام تشغيل/إيقاف مزدوج الفعل عالي السعة مزود بحماية من انقطاع الهواء في حالة الفشل في مكانه

يقوم الملف اللولبي بتشغيل صمام اتجاهي عالي التدفق بنسبة 5/2، والذي يقوم بدوره بعملية التبديل الرئيسية بين إمداد الهواء وتصريفه للمشغل ثنائي الفعل. وعندما يكون ضغط الإمداد مناسبًا، توفر الدائرة حركة تشغيل وإيقاف سريعة.

إذا انخفض ضغط الإمداد عن مستوى ضبط القفل، يقوم صمام القفل الهوائي مزدوج الفعل بإغلاق خطي التشغيل وحبس ضغط الحجرة. ويبقى الصمام قريباً من موضعه الأخير.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• جهاز محدد
• صمام قفل هوائي مزدوج الفعل
• الملف اللولبي صمام
• صمام توجيهي 5/2 يعمل بنظام التحكم التجريبي

تُغفل قائمة الملحقات الأصلية صمام التشغيل التجريبي 5/2، على الرغم من ظهوره في الرسم التخطيطي والإشارة إليه في نص التشغيل. يجب إدراجه في قائمة المواد وتحديد حجمه بما يتناسب مع تدفق كل من الإمداد والعادم.

18. صمام تعديل مزدوج الفعل، إصدار عالي السعة: عطل في مكانه عند فقدان الهواء أو الطاقة

الشكل 18. صمام تعديل مزدوج الفعل عالي السعة مزود بحماية ضد الأعطال في مكانها

في الظروف العادية، يتحكم جهاز تحديد الموضع ثنائي الفعل في المشغل عبر مُعززَي ضغط. إذا انقطع التيار الكهربائي عن الملف اللولبي أو انخفض ضغط الإمداد عن مستوى ضبط القفل، يقوم صمام القفل ثنائي الفعل بعزل حجرتي المشغل. ويبقى الصمام قريبًا من موضعه الأخير.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مُوَضِّع ثنائي المفعول
• صمام قفل هوائي مزدوج الفعل
• الملف اللولبي صمام
• معززان للصوت

يذكر نص التشغيل الأصلي أنه يجب تحديد حجم صمام 3/2 يعمل بنظام تحكم تجريبي، ولكن لا يظهر مثل هذا الصمام في الرسم التخطيطي. المكونات الفعلية عالية التدفق الموضحة هي معززا التدفق وصمام القفل مزدوج الفعل. يجب تحديد حجم هذه المكونات والأنابيب ومسارات العادم واختبارها كنظام متكامل.

19. صمام تعديل مزدوج الفعل: نظام إيقاف التشغيل في مكانه في حالة حدوث ثلاثة أعطال

الشكل 19. صمام تعديل مزدوج الفعل مزود بحماية من الأعطال في حالة فقدان الهواء، وفقدان الطاقة، وفقدان الإشارة.

في التشغيل العادي، يتحكم جهاز تحديد الموضع ثنائي الفعل في حجرتي المشغل. ويقوم مرحل مراقبة التيار بمراقبة حلقة 4-20 مللي أمبير ويحافظ على تنشيط الملف اللولبي طالما بقيت الإشارة صالحة.

إذا انخفض ضغط الهواء عن مستوى ضبط القفل، أو انقطعت الطاقة الكهربائية، أو انقطعت إشارة التحكم، فإن صمام القفل مزدوج الفعل يغلق مساري المشغل. ويبقى الصمام قريباً من آخر وضعية له.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مُوَضِّع ثنائي المفعول
• صمام قفل هوائي مزدوج الفعل
• الملف اللولبي صمام
• جهاز مراقبة فقدان الإشارة 4-20 مللي أمبير

يجب التحقق من الحمل المسموح به للدائرة وعتبات فشل الإشارة. ينبغي للمشاريع التي تستخدم تشخيصات الصفر المباشر تحديد ما إذا كانت التيارات الأقل من 3.6 مللي أمبير، أو الأعلى من 21 مللي أمبير، أو أي نطاق آخر يشكل شرطًا للفصل.

20. صمام تعديل مزدوج الفعل، إصدار عالي السعة: نظام إيقاف التشغيل في مكانه في حالة حدوث ثلاثة أعطال

الشكل 20. صمام تعديل مزدوج الفعل عالي السعة مزود بحماية من الأعطال الثلاثية في مكانها

يُضيف هذا الترتيب مُعززَي صوت إلى الدائرة 19. يتحكم المُوَضِّع في المُشغِّل أثناء التشغيل العادي، بينما يُوفِّر المُعززان التدفق العالي المطلوب. يُنشئ مُرحِّل ومُلف لولبي لمراقبة التيار مسار فصل التيار في حالة فقدان الإشارة وفقدان الطاقة.

يؤدي انقطاع الهواء أو الطاقة أو إشارة التحكم إلى عزل صمام القفل مزدوج الفعل لحجرتي المشغل. ويبقى الصمام قريباً من موضعه الأخير.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مُوَضِّع ثنائي المفعول
• صمام قفل هوائي مزدوج الفعل
• الملف اللولبي صمام
• معززان للصوت
• جهاز مراقبة فقدان الإشارة 4-20 مللي أمبير

ينبغي اختبار النظام للتأكد من قدرته على تحديد المواقع الديناميكية وسلوكه في حالة الأعطال. قد لا تكون الدائرة التي تستوفي متطلبات التثبيت الطارئ مناسبة إذا لم يتم ضبط المعززات لتحقيق تحكم تعديل مستقر.

دوائر تشغيل ثنائية المرحلة

21. مشغل ثنائي المراحل: ثلاثة أوضاع صمام منفصلة

الشكل 21. مشغل ثنائي المراحل يتم التحكم فيه بواسطة صمامين لولبيين

تستخدم هذه الدائرة صمامين لولبيين لاختيار ثلاثة أوضاع للمشغل. الوضع المتوسط ​​قابل للتعديل ميكانيكيًا أو هوائيًا، ويظهر بزاوية 45 درجة تقريبًا في المصدر.

جدول منطق المصدر هو:

الوظيفة المطلوبة	الملف اللولبي 1	الملف اللولبي 2
0 درجة	منزوع الطاقة	منزوع الطاقة
متوسط، حوالي 45 درجة	تنشيط	تنشيط
90 درجة	منزوع الطاقة	تنشيط

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• صمام الملف اللولبي 1
• صمام الملف اللولبي 2
• المحرك على مرحلتين

لا ينطبق جدول الحقيقة هذا إلا على المشغل وترتيب المنافذ الموضحين. يجب على مُصنِّع الصمام إصدار جدول أسباب ونتائج خاص بالمشروع، يوضح جميع الاحتمالات الممكنة، بما في ذلك سلوك الانتقال، وفقدان الهواء، وانقطاع الطاقة عن أحد الملفات، والتبديل المتزامن.

22. مشغل ثنائي المراحل مزدوج الفعل: ثلاثة أوضاع صمام منفصلة

الشكل 22. مشغل ثنائي المراحل مزدوج الفعل يتم التحكم فيه بواسطة صمامين لولبيين

يستخدم المشغل ثنائي المراحل ذو الفعل المزدوج مسارات هوائية منفصلة لتحقيق الوضعين النهائيين ووضع وسيط قابل للتعديل.

جدول منطق المصدر هو:

الوظيفة المطلوبة	الملف اللولبي 1	الملف اللولبي 2
0 درجة	منزوع الطاقة	منزوع الطاقة
90 درجة	تنشيط	منزوع الطاقة
متوسط، حوالي 45 درجة	منزوع الطاقة	تنشيط

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• صمام الملف اللولبي 5/2 1
• صمام الملف اللولبي 3/2 2
• مشغل ثنائي الفعل ثنائي المرحلة

لا يحدد المصدر الحالة التي يتم فيها تنشيط كلا الملفين اللولبيين. يجب ألا تبقى هذه الحالة غامضة في التصميم النهائي. ينبغي توفير نظام تعشيق كهربائي أو استجابة حالة رابعة محددة بالكامل لمنع تضارب الأوامر.

دوائر هوائية ذات أغراض خاصة

23. صمام منع ارتفاع ضغط الضاغط: تعديل مُتحكم به مع فتح سريع في حالات الطوارئ

الشكل 23. دائرة صمام منع ارتفاع ضغط الضاغط الهوائية

عادةً ما يتم تعديل صمام منع الارتفاع المفاجئ تحت سيطرة جهاز تحديد الموضع، ولكن يجب أن يفتح بسرعة كبيرة عندما تتطلب حماية الضاغط ذلك.

عند تنشيط الملف اللولبي، يتحكم جهاز تحديد الموضع بالصمام عبر معزز التدفق. أثناء أمر الإغلاق، يزداد ضغط خط الإشارة، ويبقى صمام التصريف السريع مغلقًا، ويزود المعزز المشغل بالطاقة ليغلق الصمام بطريقة مضبوطة. أثناء أمر الفتح العادي، يخفض جهاز تحديد الموضع ضغط الإشارة، ويقوم المشغل بتصريف الهواء عبر مسار التدفق المتحكم به لفتح مستقر.

عند فصل الطاقة عن الملف اللولبي، يقوم بتفريغ خط التوجيه بسرعة. يفتح صمام العادم السريع بالكامل، وبالتزامن مع مسار عادم المعزز، يُحرر ضغط المشغل بكفاءة عالية. يقوم المشغل ذو الزنبرك العائد بفتح صمام منع الارتفاع المفاجئ للضغط بسرعة.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مناور
• صمام لولبي يعمل مباشرة لأداء وظيفة الفصل المطلوبة
• حجم الداعم
• محدد تدفق قابل للتعديل
• فحص الصمام
• صمام العادم السريع

يجب التحقق من زمن الفتح، والتجاوز، وزمن التوقف، واستجابة الخطوة الصغيرة، واستجابة الشوط الكامل، وثبات الإغلاق من خلال اختبار ديناميكي للمجموعة الكاملة. لا يمكن تحديد أداء مقاومة الارتفاع المفاجئ للتيار من قيم معامل السعة الاسمية للملحقات وحدها.

24. صمام تهوية البخار: تعديل مع إغلاق الهواء المخزن عند انقطاع الإمداد

الشكل 24. دائرة التحكم الهوائي لصمام تهوية البخار

في ظل ظروف هواء الأجهزة العادية، يسمح صمام 3/2 الذي يعمل بواسطة الطيار لمخرج جهاز تحديد الموضع بالتحكم في معزز الحجم. يوفر المعزز السعة اللازمة لتعديل صمام تهوية البخار.

إذا انخفض ضغط هواء الأجهزة عن قيمة الضبط المحددة، يقوم صمام الفصل الحساس للضغط بتفريغ إشارة التحكم إلى صمام 3/2. يُغير الصمام الاتجاهي حالته ويوصل الهواء المخزن بمسار إشارة المُعزز. ثم يُزود خزان الهواء المُعزز، الذي بدوره يضغط حجرة المُشغل اللازمة لإغلاق الصمام. يمنع هذا انخفاض ضغط خط تجميع البخار غير المرغوب فيه بعد فقدان هواء الأجهزة.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مناور
• حجم الداعم
• صمام توجيهي 3/2 يعمل بنظام التحكم التجريبي
• صمام فصل حساس للضغط
• فحص الصمام
• مستقبل الهواء

قد تؤثر الطاقة الصوتية العالية واهتزازات الأنابيب على جهاز تحديد المواقع وملحقاته. لذا، يُنصح باستخدام جهاز تحديد مواقع رقمي مُثبَّت عن بُعد، أو مستشعر حركة عن بُعد، أو لوحة ملحقات منفصلة، ​​عندما تتجاوز الاهتزازات ودرجة الحرارة المقاسة أو المحسوبة حدود الجهاز. ولا يُشترط التركيب عن بُعد تلقائيًا لكل صمام تهوية بخار؛ إذ يجب أن تظل طريقة التغذية الراجعة والاستجابة الديناميكية مناسبة.

25. صمام تحويل التوربين: التحكم متعدد المستويات في الأولوية

الشكل 25. دائرة التحكم الهوائي في أولوية صمام تجاوز التوربين

تقوم هذه الدائرة بتعيين أولويات أوامر مختلفة للموضع وأربعة صمامات لولبية.

التحكم التعديلي العادي:

مع توفر هواء الجهاز، وفصل الطاقة عن الملف اللولبي رقم 4، وتنشيط الملفات اللولبية 1 و2 و3، تبقى صمامات التحكم 1 و2 في مسار E-to-A، بينما تبقى صمامات التحكم 3 و4 في مسار P-to-A. يتحكم مُوَضِّع الموضع ومُعزِّزات الحجم في المُشغِّل لضبطه بشكل طبيعي.

إغلاق سريع ذو أولوية عالية:

عند فصل الطاقة عن الملفات اللولبية 1 و2 و3، فإنها تُرسل إشارات التوجيه إلى الصمامين الاتجاهيين 3 و4. يتحول هذان الصمامان إلى وضع التشغيل الكهربائي (E-to-A) ويُفرغان المُشغل بسرعة. يقوم نابض المُشغل بإغلاق صمام التجاوز.

أمر الفتح السريع:

عند تنشيط الملفات اللولبية 1 و2 و3 و4، تسلك صمامات التحكم الأربعة مساراتها من الضغط إلى الهواء. يتم تفريغ حجرة المشغل العلوية، ويتم تزويد الحجرة السفلية بالهواء المنظم مباشرةً، مما يؤدي إلى فتح الصمام بسرعة.

فقدان هواء الأجهزة:

يقوم زنبرك المشغل بإغلاق الصمام.

أولوية التحكم:

1. الملفات اللولبية 1 و2 و3: الأولوية القصوى
2. الملف اللولبي 4: الأولوية الثانية
3. أمر المُوَضِّع: أولوية التحكم العادية

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مناور
• معززان للصوت
• أربعة صمامات توجيهية 3/2 تعمل بنظام التوجيه
• أربعة صمامات لولبية

يجب أن يتضمن التصميم النهائي للمشروع مصفوفة كاملة للعلاقة بين السبب والنتيجة لجميع تركيبات الأوامر، وحالات الانتقال، وانقطاعات الطاقة الجزئية، وتسلسلات الاستعادة. كما يجب أن يحدد المخطط ما إذا كانت إعادة الفتح بعد انقطاع التيار تلقائية، أو خاضعة للتحكم، أو تتم إعادة ضبطها يدويًا.

26. صمام إغلاق أمان ذاتي التشغيل: فصل عن بُعد، فصل موضعي بسبب زيادة الضغط، وإعادة ضبط يدوية

الشكل 26. صمام إغلاق أمان ذاتي التشغيل مع خاصية فصل الضغط الزائد عن بُعد ومحليًا

يستخدم الترتيب الموضح غاز العملية في المنبع كمصدر للطاقة الهوائية. يبدأ المصدر عند ضغط 12 ميجا باسكال، ثم ينخفض ​​إلى 1 ميجا باسكال عبر منظم ضغط عالٍ، ثم ينخفض ​​مرة أخرى إلى 0.5 ميجا باسكال قبل أجهزة التحكم. هذه القيم خاصة بهذا المثال، ولا يجوز نسخها إلى أي مشروع آخر دون إجراء حسابات والتحقق من قدرة المعدات.

الفتح وإعادة الضبط اليدوي:

لإعادة فتح صمام الإغلاق الآمن، يتم تنشيط الملف اللولبي وإعادة ضبطه يدويًا في الموقع. ثم يمر الغاز المخفّض عبر الملف اللولبي، وصمام 3/2 الذي يعمل بنظام تجريبي، وصمام العادم السريع إلى المشغل، مما يسمح بفتح متحكم به.

إغلاق الطوارئ عن بعد:

تقوم غرفة التحكم بفصل الطاقة عن الملف اللولبي. يتم تهوية إشارة العادم السريع، فيفتح صمام العادم السريع، وينخفض ​​ضغط حجرة المشغل بسرعة. ثم يُغلق صمام الإغلاق. ويتطلب إعادة الفتح إعادة ضبط يدوية محلية.

إغلاق تلقائي محلي بسبب زيادة الضغط:

يراقب جهاز تحكم الضغط الزائد الضغط في اتجاه التدفق. عند ضبطه على وضع الفصل، يقوم هذا الجهاز بتشغيل صمام 3/2، الذي يُفرغ إشارة التفريغ السريع. يتم تفريغ حجرة المشغل بسرعة، ويُغلق صمام الإغلاق الآمن. بعد انخفاض الضغط في اتجاه التدفق إلى ما دون مستوى إعادة الضبط، لا يزال من الضروري إجراء إعادة ضبط يدوية محلية.

الملحقات الرئيسية:

• مرشح الضغط العالي
• منظم الضغط العالي للمرحلة الأولى
• منظم ضغط منخفض للمرحلة الثانية
• إعادة ضبط صمام الملف اللولبي يدويًا
• صمام 3/2 يعمل بنظام تجريبي قابل لإعادة الضبط يدويًا
• طيار الضغط الزائد
• صمامات عادم سريعة
• جهاز محدد

نظرًا لأن الوسط الهوائي قد يكون غازًا قابلًا للاشتعال، يجب توجيه جميع فتحات التهوية إلى موقع آمن عند الحاجة. يجب مراجعة توافق المواد، ومعدلات الضغط، ونمط تعطل المنظم، وحماية التنفيس، والتجمد، وتصنيف المناطق الخطرة، ومتطلبات القوانين المحلية. يجب اختيار عدد صمامات العادم السريع وسعتها بناءً على حجم المشغل ووقت الإغلاق المطلوب.

27. إجراء الفشل المؤجل: ثبت، انتظر، ثم تحرك بسرعة مضبوطة

الشكل 27. دائرة صمام التحكم الهوائي مع تأخير التشغيل في حالة الفشل وحركة آمنة متحكم بها في حالة الفشل

أثناء التشغيل العادي، يتحكم جهاز تحديد الموضع في المشغل أحادي الفعل. ويراقب جهاز مراقبة فقدان الإشارة حلقة التيار 4-20 مللي أمبير، بينما تراقب أجهزة الملف اللولبي وأجهزة استشعار الضغط الطاقة الكهربائية وضغط هواء القياس.

في حال فقدان إشارة التحكم، يقوم جهاز مراقبة الإشارة بفصل الطاقة عن الملف اللولبي. ويحدث عطل الملف اللولبي نفسه عند انقطاع التيار الكهربائي المباشر. كما يؤدي انخفاض ضغط هواء الأجهزة إلى فصل النظام الهوائي. وتؤدي أي من هذه الحالات إلى إرسال إشارات التحكم إلى أجهزة القفل والفصل.

التسلسل هو:

1. يغلق صمام القفل الهوائي على الفور ويثبت المشغل بالقرب من موضعه الحالي.
2. يقوم صمام الفصل الحساس للضغط بتوصيل الهواء المخزن من جهاز الاستقبال إلى مرحل التأخير الزمني الهوائي.
3. خلال فترة التأخير المعدلة، يظل مرحل التأخير الزمني مغلقًا، ولا يتلقى صمام التوجيه 3/2 أي إشارة، ويظل المشغل مقفلًا.
4. بعد انتهاء فترة التأخير، يقوم مرحل التأخير الزمني بتزويد صمام التحكم 3/2.
5. يقوم صمام 3/2 بتغيير حالته ويحرر ضغط المشغل من خلال صمام التحكم في السرعة القابل للتعديل.
6. يقوم المشغل ذو الزنبرك العائد بتحريك الصمام من الوضع الثابت نحو وضع الأمان المحدد له.

الملحقات الرئيسية:

• منظم مرشح
• مناور
• الملف اللولبي صمام
• صمام قفل هوائي
• جهاز مراقبة فقدان الإشارة 4-20 مللي أمبير
• صمام توجيهي 3/2 يعمل بنظام التحكم التجريبي
• صمام التحكم في السرعة القابل للتعديل
• مرحل تأخير زمني هوائي
• صمام فصل حساس للضغط
• فحص الصمام
• مستقبل الهواء

يذكر المصدر أن وحدة التحكم بالسرعة تُعدّل الوقت "من الإغلاق التام إلى الفتح التام". هذا الوصف مُفصّل للغاية بالنسبة للدائرة العامة الموضحة. يعتمد الاتجاه الفعلي على وضعية زنبرك المُشغّل وحركة الصمام. الشرط الصحيح هو زمن انتقال الصمام بعد التأخير من وضعية التثبيت إلى وضعية الأمان المُهيأة.

قواعد هندسية تنطبق على جميع الدوائر الـ 27

1. حدد موضع العطل قبل اختيار الملحقات

يجب أن تحدد المواصفات وضع الصمام المطلوب لكل حدث مستقل:

• فقدان هواء الأجهزة؛
• انخفاض ضغط هواء الأجهزة؛
• فقدان طاقة الملف اللولبي؛
• فقدان إشارة 4-20 مللي أمبير؛
• فقدان إلكترونيات تحديد المواقع؛
• فقدان كل من الهواء والطاقة؛
• أمر إيقاف التشغيل الطارئ؛
• استعادة الهواء أو الطاقة أو الإشارة.

إن "النظام الآمن" بدون توجيه محدد وتسلسل استعادة ليس شرطاً كاملاً.

2. استخدم مصفوفة السبب والنتيجة

بالنسبة للدوائر التي تحتوي على أكثر من صمام لولبي أو صمام توجيه أو نظام تحكم، وثّق كل تركيبة صحيحة وغير صحيحة. حدد أولوية الأمر، وسلوك الانتقال، وطريقة إعادة الضبط، والصلاحيات، وما إذا كان الصمام سيتحرك تلقائيًا عند عودة التيار الكهربائي.

3. تحديد حجم المسار الهوائي الكامل

يعتمد زمن التمرير المطلوب على أصغر مساحة تدفق فعالة في المسار بأكمله. يجب أن يشمل الحساب والاختبار ما يلي:

• منظم الترشيح؛
• صمام الملف اللولبي؛
• صمام الفصل أو القفل؛
• معزز الصوت؛
• صمام توجيهي يعمل بنظام التحكم التجريبي؛
• صمام عادم سريع؛
• طول الأنابيب وقطرها الداخلي؛
• التركيبات، والمشعبات، وكاتمات الصوت، وفتحات منع اللهب عند استخدامها؛
• حجم وضغط حجرة المشغل طوال فترة الحركة.

إن تغيير ملحق واحد عالي التدفق لن يحل مشكلة التقييد في مكان آخر من الدائرة.

4. حساب سعة مستقبل الهواء

لا تستخدم مضاعفًا ثابتًا لحجم حجرة المشغل كطريقة تصميم نهائية. يجب أن يراعي تحديد حجم جهاز الاستقبال ما يلي:

• ضغط شحن جهاز الاستقبال؛
• الحد الأدنى للضغط القابل للاستخدام في نهاية الرحلة؛
• حجم المشغل ومتطلبات الضغط؛
• العدد المطلوب من الضربات الكاملة أو الجزئية؛
• حجم الأنابيب والملحقات الميتة؛
• تأثيرات التسرب ودرجة الحرارة؛
• هامش التصميم؛
• متطلبات أوعية الضغط المطبقة.

5. التحقق من تسرب الفشل في مكانه

دائرة القفل هي نظام لحفظ الضغط. قم بإنشاء:

• أقصى مسافة مسموح بها لحركة الصمام بعد الرحلة؛
• مدة الاحتفاظ المحددة؛
• موضع صمام البدء وضغط المشغل؛
• أقصى قوة أو عزم دوران للعملية أثناء التثبيت؛
• التسرب الداخلي والخارجي المسموح به؛
• درجة حرارة الاختبار ووسط الاختبار.

6. تعامل مع أحجام الأنابيب على أنها خاصة بكل مشروع

تُظهر مخططات المصدر عادةً أنابيب من الفولاذ المقاوم للصدأ بقطر 8 مم لخطوط التوجيه والإشارة، وأنابيب بقطر يتراوح بين 10 و25 مم لمسارات التدفق العالي. هذه الأبعاد هي مجرد مراجع أولية مفيدة. يجب أن يستند الاختيار النهائي إلى التدفق المطلوب، وطول التشغيل، والوصلات، وضغط الإمداد، وحجم المشغل، والظروف المحيطة، ووقت الاستجابة المحدد.

7. اختبار مجموعة الصمام الكاملة

يجب أن يتحقق اختبار القبول في المصنع من سلامة التحكم وجميع حالات الأعطال المحددة. وبحسب الدائرة الكهربائية، يجب أن تشمل الاختبارات ما يلي:

• التعديل العادي أو الانتقال بين التشغيل والإيقاف؛
• ضبط وإعادة ضبط ضغط فصل الهواء المنخفض؛
• إجراء انقطاع التيار الكهربائي؛
• عتبة فقدان الإشارة؛
• الانحراف في مكانه عند الفشل؛
• وقت السكتة الدماغية الكاملة في حالات الطوارئ؛
• تجاوز الفتح والإغلاق؛
• وقت تأخير الاستجابة ووقت التمرير بعد التأخير؛
• تغذية راجعة لمفتاح الحد؛
• إعادة الضبط اليدوي وتسلسل إعادة التشغيل؛
• تسرب من التركيبات وغرف المشغلات المعزولة.

كيفية THINKTANK يحوّل مخططًا وظيفيًا إلى حزمة صمامات جاهزة للتنفيذ في المشروع

يتطلب المخطط الهوائي الجاهز للمشروع أكثر من مجرد نسخ الرموز من وصلة نموذجية. THINKTANK يقوم بمراجعة الصمام والمشغل والملحقات وظروف العملية وفلسفة الأعطال وأولوية الأوامر ومتطلبات التوقيت كحزمة هندسية واحدة.

للحصول على عرض دقيق، يرجى تقديم ما يلي:

• نوع الصمام وحجمه وفئة الضغط واتجاه التدفق المطلوب؛
• نوع المشغل واتجاه الفشل المطلوب؛
• نطاق ضغط الهواء المتاح للأجهزة وجودة الهواء؛
• أوقات الفتح والإغلاق المعتادة؛
• وقت الفتح أو الإغلاق في حالات الطوارئ؛
• إشارة التحكم ومصدر طاقة الملف اللولبي؛
• متطلبات فقدان الهواء، وفقدان الطاقة، وفقدان الإشارة؛
• وقت التوقف في مكانه عند الفشل والانحراف المسموح به، إن وجد؛
• تصنيف المناطق الخطرة؛
• درجة الحرارة المحيطة وحماية البيئة؛
• عدد ضربات الهواء المخزن المطلوبة؛
• فلسفة إعادة الضبط ومصفوفة السبب والنتيجة؛
• الاختبارات والشهادات والوثائق المطلوبة.

THINKTANK ويمكن بعد ذلك اختيار جهاز تحديد الموضع، والصمامات اللولبية، وأجهزة الفصل أو القفل، والمعززات، والصمامات الاتجاهية، وجهاز الاستقبال، والأنابيب، والوصلات؛ وإصدار مخطط هوائي خاص بالمشروع؛ والتحقق من التجميع المكتمل من خلال الاختبارات الوظيفية واختبارات الضغط.

خاتمة

قد يُنتج نفس المشغل الهوائي سلوكًا مختلفًا تمامًا عند حدوث عطل، وذلك تبعًا لدائرة الملحقات المتصلة به. لذا، يبدأ التصميم الموثوق بتحديد الإجراء المطلوب لكل عطل، ثم يعمل بشكل عكسي من خلال المشغل، والمنطق الهوائي، ومتطلبات الطاقة المخزنة، وسعة التدفق، والمنطق الكهربائي، وتسلسل إعادة الضبط.

توفر الدوائر الـ 27 الواردة في هذا الدليل نقطة انطلاق منظمة. ينبغي تكييفها مع طرازات الملحقات المختارة والتحقق منها مقابل مجموعة الصمامات النهائية بدلاً من نسخها كرسومات تركيب عامة.

حمل هذا الدليل الكامل مجاناً

مصادر التحقق الفني

1. صمام فصل حساس للضغط من إيمرسون، فيشر 377: https://www.emerson.com/en/final-control/products/fisher-377
2. دليل تعليمات صمام الفصل Emerson, Fisher 377: https://www.emerson.com/is/content/emerson/en/final-control/flow-controls/documents/d200319x012.pdf
3. صمام قفل هوائي من سامسون، النوع 3709: https://www.samsongroup.com/document/t83910en.pdf
4. مُعززات الصوت من سلسلة Emerson, Fisher 2625: https://www.emerson.com/en/final-control/products/fisher-2625
5. صمامات التحكم المُحسّنة المضادة للارتفاع المفاجئ للضغط من إيمرسون: https://www.emerson.com/is/content/emerson/en/final-control/flow-controls/solutions/common-applications/surge-valves/compressor-anti-surge-control-valves/documents/brochure-fisher-optimized-antisurge-control-valves-en.pdf
6. SMC، اختيار استهلاك الهواء المضغوط وسعة التدفق المطلوبة: https://www.smcworld.com/select/accs/en-jp/index.html
7. شركة SMC، اختيار خزان الهواء: https://www.smcworld.com/select/atmss/en-jp/index.html