ما هو موقف فشل صمامات التحكم وكيفية حلها؟

إن الدور الحاسم لصمام التحكم في نظام المعالجة معروف جيدًا. يتطلب التشغيل المنتظم لصمام التحكم من النظام توفير مصدر الهواء / الكهرباء ومصدر الإشارة. يعتبر التوفير الصحيح لمصدر الهواء / الكهرباء ومصدر الإشارة هو التشغيل الأساسي لصمام التحكم. نظرًا للوضع الحرج لصمام التحكم ، فإن نظام التحكم في العملية مطلوب لضمان إمكانية توفير مصدر الهواء / الكهرباء ومصدر الإشارة بشكل صحيح ومستمر إلى صمام التحكم. الوضع الفعلي هو أن نظام التحكم في العملية لا يمكن أن يضمن توفيرًا صحيحًا ومستمرًا بنسبة 100٪ لمصدر الهواء / الكهرباء أعلاه ومصدر الإشارة (ثلاثة مصادر للاختصار) دون أي انحراف. لذلك ، يجب أن تتخذ تدابير وقائية مقابلة على صمام التحكم ، أي فشل المصادر الثلاثة (فشل الهواء ، انقطاع التيار الكهربائي ، انقطاع الإشارة) تدابير حماية الموقع.

هناك أنواع عديدة من طرق التحكم في صمامات التحكم ، والملحقات متنوعة ، لذا فإن المصادر الثلاثة لتدابير الحماية من الفشل وحلول صمامات التحكم ستكون مختلفة. الحاجة العامة إلى وضع ملاحظات حول الموقع لصمامات التحكم إذا لزم الأمر ثلاثة تدابير للحماية من فشل المصدر. وهذا يعني الحاجة إلى إشارة مرجعية لنظام التحكم ، وكذلك التجميع باستخدام عجلة يدوية / مقبض لتحقيق التشغيل اليدوي في حالة حدوث عطل.
وفقًا للمتطلبات المختلفة لثلاثة مصادر للحماية من الفشل ، تسرد هذه المقالة حلول الحماية الأخرى وتحلل المخططات المختلفة لمناقشتها مع النظراء في الصناعة.

تشمل المصادر الثلاثة لخطط الحماية التي تمت مناقشتها في هذه المقالة بشكل أساسي ما يلي:

أ. محلول محدد الموضع الرقمي Eletro-Pneumatic (يعني مجموعة صمام التحكم مع جهاز تحديد المواقع الذكي E / P)
ب. محلول محدد الموضع التناظري Eletreo-Pneumatic (يعني مجموعة صمام التحكم مع محدد موضع الصمام E / P)
ج. محول Eletro-Pneumatic + محلول محدد موضع الصمام الهوائي الهوائي (يعني مجموعة صمامات التحكم مع محول كهربائي هوائي ومحدد موضع صمام P / P)
د. محلول محدد الموضع الهوائي التناظري (يعني مجموعة صمام التحكم مع محدد موضع صمام P / P)
ه. حل صمام التحكم الكهربائي الذكي

---

أ. محلول محدد الموضع الرقمي Eletro-Pneumatic Digital

يتكون هذا البرنامج بشكل أساسي من صمام تحكم هوائي ، وموضع صمام كهربائي هوائي ذكي ، ومقارن لفقدان الطاقة (إشارة) ، وملف مفرد الملف اللولبي صمام، صمام قفل الهواء ، وما إلى ذلك. مبدأ عملها هو كما يلي:

1. فشل مصدر الهواء: عندما يفشل تزويد الهواء لنظام التحكم (يعني فقد الهواء) ، يتم إغلاق صمام قفل الهواء تلقائيًا لقفل ضغط إشارة الخرج لجهاز الموضع في غرفة الحجاب الحاجز لصمام التحكم الهوائي ، ويتم موازنة ضغط إشارة الخرج مقابل قوة رد الفعل الناتجة عن زنبرك صمام التحكم ، يظل موضع صمام صمام التحكم الهوائي في موضع الخطأ. يجب ضبط صمام قفل الهواء ليبدأ أقل بقليل من القيمة الدنيا لإمداد الهواء.
2. فشل مصدر الطاقة: عندما يفشل مصدر الطاقة في نظام التحكم (فقدان الطاقة) ، يتحكم مقارن فقدان الطاقة (الإشارة) في اختفاء جهد الخرج ، ويفقد صمام الملف اللولبي المفرد الطاقة ، وينزلق صمام التخزين المؤقت الداخلي للصمام اللولبي تحت تأثير عودة الزنبرك ، يتم عكس صمام الملف اللولبي ، يتم إفراغ ضغط غرفة الحجاب الحاجز لصمام الاحتفاظ الهوائي ، ويتم إغلاق صمام الاحتفاظ الهوائي ، ويتم قفل ضغط إشارة الخرج لجهاز الموضع في صمام التحكم الهوائي في غرفة الحجاب الحاجز ، يتم موازنة ضغط إشارة الخرج مع قوة التفاعل الناتجة عن زنبرك الحجاب الحاجز ، ويظل موضع صمام صمام التحكم الهوائي في وضع الفشل.
3. فشل الإشارة: عندما تكون إشارة نظام التحكم معيبة (فقدان الإشارة) ، بعد أن يكتشفها مقارن فقد الطاقة (الإشارة) ، يتم قطع إشارة الجهد لصمام الملف اللولبي المفرد. ينزلق صمام التخزين المؤقت الموجود في صمام التحكم في اتجاه الملف اللولبي تحت تأثير زنبرك الإرجاع. ينعكس صمام الملف اللولبي لتفريغ ضغط صمام قفل الهواء ويغلق صمام قفل الهواء لإغلاق ضغط إشارة الخرج لجهاز الموضع في غرفة الحجاب الحاجز لصمام التحكم. يتم موازنة ضغط إشارة الخرج مع قوة التفاعل الناتجة عن زنبرك صمام التحكم. يظل موضع صمام صمام التحكم الهوائي في وضع الفشل.

يعطي جهاز تحديد المواقع الذكي الكهربائي الهوائي إشارة التغذية المرتدة للموقع ولا حاجة لمرجع إشارة موضع الصمام. بشكل عام ، يمكن لموضع الصمام الكهربائي الهوائي الذكي أن يدرك ملاحظات الموقف من خلال وحدة التغذية المرتدة الخاصة بالموضع أو الإضافية.

مزايا هذا الحل: يتم استخدام عدد قليل نسبيًا من الملحقات (لا يلزم إرجاع إشارة موضع الصمام) ، وهي تشغل مساحة أقل. التثبيت والتصحيح أكثر ملاءمة وبساطة وسرعة. عندما يتم تنشيط الحماية "الثلاثة أعطال" ، يتفاعل النظام بسرعة ويعمل بسرعة.

ضعف هذا الحل: يتم شحن صمام الملف اللولبي لفترة طويلة ، مما يؤثر على عمر الخدمة. التكلفة الإجمالية مرتفعة نسبيًا ، وموثوقية الملحقات مرتفعة نسبيًا.

---

---

ب. محلول محدد الموضع التناظري Eletreo-Pneumatic

يتكون هذا الحل بشكل أساسي من صمام التحكم الهوائي ، وموقع الصمام الكهربائي الهوائي التناظري ، ومقارن فقدان الطاقة (الإشارة) ، وصمام الملف اللولبي المفرد ، وصمام الاحتفاظ الهوائي ، ومرجع إشارة موضع الصمام ، وما إلى ذلك. مخطط ميضعة صمام كهربائي هوائي ذكي.
يعطي رجوع إشارة موضع الصمام إشارة التغذية المرتدة للموضع.
ميزة هذا الحل: عندما تبدأ حماية "فشل المصادر الثلاثة" ، يتفاعل النظام بسرعة ويعمل بسرعة. التكلفة الإجمالية أقل من الخيار أ.
عيب هذا الحل: يتم شحن صمام الملف اللولبي لفترة طويلة ، مما يؤثر على عمر الخدمة. هناك العديد من الملحقات ، والتثبيت والتصحيح أكثر تعقيدًا من الحل أ. يجب أن تكون التغذية المرتدة لموضع الصمام مجهزة بمرجع إشارة موضع الصمام. في حالة العجلة اليدوية ، يكون الأمر أكثر تعقيدًا.

---

ج. محول Eletro-Pneumatic + محلول محدد موضع الصمام الهوائي

يتكون هذا البرنامج بشكل أساسي من صمام التحكم الهوائي ، وموضع الصمام الهوائي التناظري ، والمحول الهوائي الكهربائي ، وصمام قفل الهواء ، وارجاع إشارة موضع الصمام ، وما إلى ذلك. مبدأ عمله كما يلي:

1. فشل مصدر الهواء: عندما يفشل مصدر الهواء في نظام التحكم (فقد الهواء) ، يتم إغلاق صمام الاحتفاظ الهوائي المستخدم للتحكم في فقد مصدر الهواء تلقائيًا ، ويتم قفل ضغط إشارة الخرج لجهاز التحكم في غرفة الحجاب الحاجز لصمام التحكم الهوائي لإخراج ضغط الإشارة بالتوازن مع قوة رد الفعل الناتجة عن زنبرك صمام التحكم ، يظل موضع صمام صمام التحكم الهوائي في موضع الخطأ. يجب ضبط الصمام المحتجز ليبدأ أقل بقليل من الحد الأدنى لقيمة إمداد الهواء.
2. فشل الإشارة: عندما تفشل إشارة نظام التحكم (فقدان الإشارة) ، يتم فقدان ضغط إشارة الخرج للمحول الكهربائي الهوائي بشكل متزامن ، ويتم إغلاق صمام قفل الهواء المستخدم لفقدان إشارة التحكم تلقائيًا لقفل ضغط الإخراج لغرفة الحجاب الحاجز في المشغل ، يتم موازنة ضغط إشارة الخرج مع قوة التفاعل الناتجة عن زنبرك صمام التحكم ، ويظل موضع صمام صمام التحكم الهوائي في وضع الفشل. يجب ضبط صمام قفل الهواء ليبدأ عندما يكون أقل بقليل من الحد الأدنى لقيمة إشارة الدخل.

• لا حاجة إلى وضع انقطاع التيار الكهربائي لصمام التحكم.
• يعطي رجوع إشارة موضع الصمام إشارة التغذية المرتدة للموضع.

مزايا هذا الحل:

• لا حاجة إلى وضع انقطاع التيار الكهربائي لصمام التحكم.
• مطلوب وضعان فقط لصمام العطل للصمام.
• يمكن استخدامه في المناسبات مع متطلبات صارمة للحماية من الانفجار.

عيوب هذا الحل: عندما تكون الإشارة فاشلة ، يكون هناك تأخير قصير جدًا ، ويتم استخدام المزيد من الملحقات. التثبيت والتصحيح أكثر تعقيدًا من الحل (أ). يجب أن تكون التغذية المرتدة لموضع الصمام مجهزة بمرجع إشارة موضع الصمام. في حالة الجولات ، يكون الأمر أكثر تعقيدًا.

---

د. محلول مناور هوائي تناظري

يتكون هذا البرنامج بشكل أساسي من صمام التحكم الهوائي ، وموضع الصمام الهوائي التناظري ، وصمام قفل الهواء ، وارجاع إشارة موضع الصمام ، وما إلى ذلك. مبدأ عمله كما يلي:

1. فشل مصدر الهواء: عندما يفشل مصدر الهواء في نظام التحكم (فقد الهواء) ، يتم إغلاق صمام قفل الهواء المستخدم للتحكم في فقد مصدر الهواء تلقائيًا ، ويتم قفل ضغط إشارة الخرج لجهاز التحكم في غرفة الحجاب الحاجز للتحكم الهوائي صمام ، يتم موازنة ضغط إشارة الخرج مع قوة رد الفعل الناتجة عن زنبرك صمام التحكم ، ويظل موضع صمام صمام التحكم الهوائي في موضع الخطأ. يجب ضبط صمام قفل الهواء ليبدأ أقل بقليل من القيمة الدنيا لإمداد الهواء.
2. فشل الإشارة: عندما تفشل إشارة نظام التحكم (فقدان الإشارة) ، يتم إغلاق صمام قفل الهواء الهوائي المستخدم للتحكم في فقد الإشارة تلقائيًا ، ويتم قفل ضغط إشارة الخرج لجهاز الموضع في غرفة الحجاب الحاجز لصمام التحكم الهوائي ، والإخراج ضغط الإشارة والتحكم تكون قوة التفاعل الناتجة عن زنبرك الصمام متوازنة ، ويظل موضع صمام صمام التحكم الهوائي في موضع الخطأ. يجب ضبط صمام قفل الهواء ليبدأ عندما يكون أقل بقليل من الحد الأدنى لقيمة إشارة الدخل. عندما تفشل الإشارة ، يكون هناك تأخر معين ، ويرتبط وقت التأخير بطول خط أنابيب الإشارة الهوائية.

مزايا هذا الحل:

• لا حاجة إلى وضع انقطاع التيار الكهربائي لصمام التحكم.
• يعطي رجوع إشارة موضع الصمام إشارة التغذية المرتدة للموضع

ميزة هذا الحل: إنه مزود بعدد أقل من الملحقات ، وهو مناسب للتثبيت والتصحيح. التكلفة الإجمالية منخفضة ، ويمكن استخدامها في المناسبات ذات المتطلبات العالية بشكل استثنائي للحماية من الانفجار.

عيوب هذا النظام: عندما تكون الإشارة فاشلة ، هناك تأخر معين يتعلق بطول خط أنابيب الإشارة. تتطلب التغذية المرتدة لموضع الصمام رجوعًا إضافيًا لإشارة موضع الصمام ، وهو أمر أكثر تعقيدًا عند تجهيزه بعجلة يدوية. مناسب فقط لمناسبات الإشارات الهوائية.

---

ه. حل صمام التحكم الكهربائي الذكي

يتكون صمام التحكم الكهربائي الذكي من مشغل كهربائي ذكي وصمام. المشغل الكهربائي الذكي نفسه لديه وظيفة انقطاع التيار الكهربائي والاحتفاظ بالموضع. عندما تنقطع الإشارة ، يمكنها تحديد وظائف الحفاظ على الموضع الأصلي مغلقًا بالكامل ومفتوحًا بالكامل. ولها وظيفة إشارة ردود الفعل. لذلك لديها نطاق تطبيق واسع.
ميزة هذا الحل: لا حاجة للاتصال بمصدر الهواء ، يمكن فقط تحقيق حماية من الفشل ، مع مساحة تركيب أقل. التثبيت والتصحيح أكثر ملاءمة وبساطة وسرعة. عندما يتم تنشيط الحماية "الفاصلان" ، يتفاعل النظام بسرعة ويعمل بسرعة. يحتوي الصمام نفسه على وظيفة تغذية مرتدة للإشارة ، وليست هناك حاجة لتركيب رجوع إشارة موضع الصمام.
عيوب هذا النظام: التكلفة الإجمالية مرتفعة نسبيًا ، والاستخدام محدود في الحالات التي تكون فيها متطلبات مقاومة الانفجار صارمة بشكل خاص.
الحل أعلاه هو المخطط الأساسي لنظام الحماية ثلاثي الفواصل ، وخلال الفواصل الثلاثة ، يظل الصمام في الوضع الأصلي (وضع الانتظار).
إذا كنت بحاجة إلى طرق حماية أخرى ، فيمكنك تغيير النظام أعلاه.
يقدم ما يلي مخطط حماية يتم فيه فتح الصمام مزدوج المفعول بالكامل أو إغلاقه بالكامل عند فشل مصدر الهواء (فقدان الهواء).

يتكون هذا البرنامج بشكل أساسي من صمامات التحكم ، والصمامات العكسية الهوائية ، ومحددات الوضع ، وصمامات القفل الذاتي ، وصمامات الفحص / صمام عدم الرجوع ، ومنظم الهواء ، وخزانات الغاز ، وما إلى ذلك. مبدأ عمله كما يلي:
عندما يفشل مصدر الهواء في نظام التحكم (يفقد الهواء) ، فإن صمام القفل الذاتي (وظيفته معاكسة لوظيفة الصمام المحتجز) سيفتح تلقائيًا لإلغاء مصدر الهواء الخاص بالصمام الاتجاهي المتحكم فيه بالهواء. يتم إعادة ضبط صمام الانزلاق الخاص بالصمام الاتجاهي المتحكم فيه الهواء تحت تأثير الزنبرك ، ويتم استنفاد أحد الصمامات العكسية التي يتم التحكم فيها بالهواء ، ويتم تهوية الآخر ، ويتم إغلاق صمام عدم الرجوع. يتم توفير مصدر الهواء للصمام من خزان تخزين الغاز ، لتحقيق الصمام مغلقًا أو مفتوحًا بالكامل. يمكن أن يتعرف على الفتح المغلق بالكامل أو المفتوح بالكامل عن طريق ضبط وضع توصيل صمام التحكم الهوائي.
إذا كنت ترغب في تحقيق احتباس الصمام ، فقم بتثبيت صمام احتجاز هوائي ، وتغيير اتصال خط الأنابيب ، واستخدام صمام ذاتي القفل للتحكم في صمام قفل الهواء مباشرة ، وإلغاء صمام عكس التحكم الهوائي ، وصمام الفحص وخزان الغاز.
إذا كنت تريد التأكد من أن الصمام لديه العديد من الإجراءات عند فشل مصدر الهواء ، فيمكن استخدام الحلول التالية.

يتكون هذا المخطط من خزان لتخزين الغاز ، وصمام فحص ، وصمام مانع ، وصمام كروي ، وما إلى ذلك. مبدأ عمله كما يلي:
عندما يفشل إمداد الهواء (فقدان الهواء) ، يتم إغلاق صمام الفحص ، ويفقد صمام القفل الهواء ، ويتم إعادة ضبط الصمام المنزلق لصمام القفل تحت تأثير الزنبرك ، وعكس دائرة الهواء ، وخط أنابيب مصدر الهواء يتم فصل النظام ، ويقوم خزان تخزين الغاز بتزويد الصمام بالغاز للتأكد من أن الصمام لديه العديد من الإجراءات لتحقيق الغرض من التحكم المستمر. بسبب السعة المحدودة لخزان الغاز ، وضغط إمداد الهواء في خزان الغاز يستمر في الانخفاض مع عمل الصمام ، لا يمكن استخدام خزان الغاز لفترة طويلة لتزويد الصمام بالهواء. يجب أن تكون سعة خزان تخزين الغاز لهذه الخطة أكبر من سعة خزان تخزين الغاز للحماية العامة. في هذا النظام ، عندما يفشل تزويد الهواء ، يرتبط عدد إجراءات الصمام بسعة خزان تخزين الغاز.
أنظمة الحماية العديدة المذكورة أعلاه ليست سوى عدد قليل من الأشكال الأولية. لتحقيق أغراض الحماية المختلفة ، يمكن تعديل المخططات المذكورة أعلاه بشكل مناسب. نظرًا لأن النظام الموثق له مزايا وعيوب خاصة به ، يمكن أن تكون طريقة مختلفة وفقًا لشروط محددة للموقع. للحماية الثلاثية ، عندما تكون الميزانية ممكنة ، والجمع بين عوامل مختلفة ، يوصي المؤلف بالخطة (أ) والخطة (هـ).