Процесс зауыттарында соленоидті клапанды таңдау, пайдалану және ақауларды жою

Өнеркәсіптік автоматтандыру жүйелеріндегі соленоидты клапан түрлері, орам спецификациялары, сым салу стандарттары және жүйелі ақауларды диагностикалау бойынша алаң инженері нұсқаулығы

Соленоидты клапан дегеніміз не және ол қалай жұмыс істейді

Соленоидты клапан – электрмеханикалық түрде жұмыс істейтін клапан. Ол электр энергиясын сызықтық механикалық қозғалысқа айналдырып, ағын жолын ашуға немесе жабуға мүмкіндік береді. Соленоид орамы қуат алған кезде магниттік өріс тудырады. Бұл өріс ферромагниттік плунжерді серіппе күшіне қарсы тартып, клапан отырғышын жылжытады. Қуат өшірілгенде, серіппе плунжерді бастапқы орнына қайтарады.

Өндірістік зауыттарда екі негізгі конфигурация бар. Біріншісі, 2-жолды клапан – бір ағын жолын басқарады, яғни ол ашық немесе жабық болады. Екіншісі, 3-жолды клапан – ағынды екі порт арасында бағыттайды, көбінесе басқару клапандарының немесе қосу-өшіру клапандарының пневматикалық цилиндрлік әрекеттегіштерін іске қосу үшін қолданылады.

Қауіпсіздік жағдайы – маңызды таңдау параметрі. Әдетте жабық (NC) клапан орам қуаттан айырылғанда жабық күйде қалады. Әдетте ашық (NO) клапан қуат жоғалғанда ашық күйде қалады. Инженерлер қауіпсіздік аспаптық функция (SIF) құжаттамасында анықталған қажетті процесс қауіпсіздік күйімен қауіпсіздік жағдайын сәйкестендіруі тиіс.

Негізгі таңдау параметрлері және өнеркәсіп стандарттары

Қате соленоидты клапанды таңдау орамның ерте күйіп кетуіне, су соққысына немесе процестік ағып кетулерге әкеледі. Инженерлер тапсырыс бермес бұрын бес негізгі параметрді бағалауы керек.

1. Ауызша өлшемі және Cv мәні — Cv ағын коэффициенті белгілі қысым айырмашылығында қанша ағын өтетінін анықтайды. Кішірейтілген ауызша ағынды шектеп, артық қысымның түсуіне себеп болады. Үлкен ауызша клапан отырғышында жоғары жылдамдықты эрозия тудырады.

2. Қысым рейтингі — Клапан жұмыс қысымын және ең жоғары рұқсат етілген жұмыс қысымын (MAWP) көтеруі керек. Қысыммен көмектесетін модельдер клапанды жабуға желі қысымын пайдаланады, бірақ ашылу үшін минималды қысым айырмашылығы қажет. Пилоттық басқарылатын түрлер сенімді жұмыс істеу үшін кемінде 0,5 бар минималды қысым айырмашылығын талап етеді.

3. Орам кернеуі және қуат класы — Көптеген өнеркәсіптік соленоидтар 24 В тұрақты ток, 110 В айнымалы ток немесе 220 В айнымалы токта жұмыс істейді. Орамның ватттық рейтингі оның үздіксіз қаншалықты қызатынын анықтайды. H класты (180°C) оқшаулау орамы F класты (155°C) орамнан жоғары қоршаған орта температураларын көтереді. Орам кернеуін әрқашан DCS шығыс картасының спецификациясына сәйкестендіріңіз.

4. Дененің материалы және тығыздағыштардың үйлесімділігі — Мыс корпустары су және пневматикалық қызметке жарайды. Қышқыл химикаттар, тағамдық немесе жоғары тазалық қолданбалары үшін тот баспайтын болат міндетті. NBR тығыздағыштары мұнай негізіндегі сұйықтықтармен үйлеседі. Агрессивті қышқылдар немесе еріткіштер үшін PTFE немесе EPDM тығыздағыштары қажет.

5. Қорғаныс рейтингі — Алаңға орнатылған орамдар кемінде IP65 рейтингіне ие болуы керек. Қауіпті аймақтарға орнату ATEX немесе IECEx сертификатын және тиісті жарылысқа қарсы қорғау категориясын (мысалы, Ex d IIC T4 Gb) талап етеді.

NAMUR интерфейс стандарты (EN 60947-5-6) ішкі қауіпсіз соленоид драйверлік тізбектер үшін кеңінен қолданылады. Schneider Electric және Phoenix Contact DCS марshalling шкафтары үшін NAMUR үйлесімді соленоид драйверлік модульдерін ұсынады. NAMUR сигналдары 8 В тұрақты токта 8 мА номиналды токпен жұмыс істейді, қысқа тұйықталу және ашық тізбек анықтауды қамтамасыз етеді.

Орнатудың үздік тәжірибелері және сым салу нұсқаулары

1-қадам: Бағыттау — Көптеген соленоидты клапандар орам жоғары немесе көлденең бағытта орнатылуы керек. Орамды төмен қаратып орнату конденсаттың орам қорабында жиналуына және оқшаулаудың бұзылуына әкеледі. Өндірушінің орнату деректер парағын бекітілген монтаж позицияларын тексеріңіз.

2-қадам: Құбыр тазалығы — Соленоидты клапанды қосар алдында құбырды шаю қажет. Отырғыштағы бөлшектер ішкі ағып кетуге немесе клапанның ашық күйде қалуына себеп болады. Пилоттық басқарылатын түрлер үшін 40 торлы алдыңғы сүзгіні орнатыңыз.

3-қадам: Электр сымдары — 30 метрден асатын соленоид сымдары үшін экрандалған кабель қолданыңыз. Кабель экранын тек басқару шкафы жағында жерге қосыңыз. Транзисторлық шығыс карталарынан тұрақты ток соленоидтарын басқарғанда орам терминалдарына 1N4007 немесе баламалы ұшқыш қорғау диодын қосыңыз. Диодсыз индуктивті кері кернеу шығыс картасын зақымдауы немесе жақын орналасқан аспаптарда ЭМҚ кедергісін тудыруы мүмкін.

4-қадам: Функционалдық сынақ — Циклді тапсыру алдында клапанды орамның қолмен басқару түймесі арқылы қолмен айналдырып, еркін механикалық қозғалысты растаңыз. Содан кейін электрлік функционалдық сынақ жүргізіңіз: DCS шығысынан қуат беріп, орам токын өлшеп, позиция кері байланысын DCS кіріс картасына тексеріңіз. 24 В тұрақты ток орамы үшін типтік орам кедергісі 20–80 Ом, 20°C қоршаған ортада.

Phoenix Contact PLC интерфейс модульдері диагностикалық функциялары бар біріктірілген соленоид драйверлік шығыстарды қамтиды. Бұл модульдер ашық тізбек ақауларын анықтап, оларды қосымша сымсыз тікелей контроллерге хабарлайды.

Жүйелі ақауларды жою тәртібі

Соленоидты клапан ақаулары үш категорияға бөлінеді: электрлік, механикалық және процестік. Жүйелі тәсіл алаңда диагностикалау уақытын үнемдейді.

Симптом: Клапан қуат алған кезде ашылмайды

1-қадам — Калибрленген мультиметрмен орам терминалдарындағы кернеуді өлшеңіз. Номиналды кернеудің 85%-нан төмен (мысалы, 24 В орам үшін 20,4 В төмен) кернеу плунжерді сенімді көтеруге жеткіліксіз. Ұзын кабельдердегі кернеу түсуін немесе бос терминал байланыстарын тексеріңіз.

2-қадам — Орам кедергісін өлшеңіз. Ашық тізбек (шексіз кедергі) орамның күйіп кеткенін білдіреді. Қысқа тұйықталу (нөлге жақын кедергі) орам оқшаулауының бұзылуын көрсетеді. Орам жинағын ауыстырыңыз. Көптеген өнеркәсіптік соленоидтар клапан денесін құбырдан шығармай-ақ алаңда ауыстырылатын орамдарға ие.

3-қадам — Кернеу мен орам кедергісі дұрыс болса, механикалық тұрып қалуды тексеріңіз. Қолмен басқару түймесін басыңыз. Егер клапан қолмен басқарғанда жұмыс істесе, бірақ электрлік сигналға жауап бермесе, мәселе басқару тізбегінде — DCS шығыс картасын, сымдардың үздіксіздігін және интерлок логикасын тексеріңіз.

4-қадам — Егер қолмен басқару да плунжерді қозғалта алмаса, клапан денесі механикалық тұрғыдан тұрып қалған. Отырғыштағы қоқыс немесе плунжер тесігіндегі коррозия ықтимал себеп. Клапанды алып, үстелде тазалаңыз.

Симптом: Клапан дірілдейді немесе орнын ұстамайды

Дірілдеу тұрақты ток көзіндегі айнымалы токтың толқыны, жеткіліксіз орам кернеуі немесе артық кері қысымнан болады. Айнымалы ток соленоидтарында статор бетінде зақымдалған көлеңкелеу сақинасы 50/60 Гц діріл тудырады. Статор жинағын ауыстырыңыз.

Симптом: Клапан жабық кезде ағып кетеді

Алдымен клапан толық қуатсыз екенін растаңыз. Содан кейін отырғыш күйін тексеріңіз. Қатты отырғыш металл-металл соленоидты клапандарды тығыздау үшін жоғары қысым айырмашылығын талап етеді. Жұмсақ отырғыш эластомерлік дизайндар төмен қысымда тығыздайды, бірақ кейбір химикаттармен деградацияланады. Ағып кету өндірушінің көрсетілген ағып кету класынан асса, отырғыш пен тығыздағыш жиынтығын ауыстырыңыз.

Bachmann M1 модульдік контроллері миллисекундтық уақыт таңбаларымен дискретті шығыс ауысу оқиғаларын тіркейді. Bachmann басқарылатын скитте соленоидты клапан ақауы болғанда, инженерлер шығыс оқиғалар журналын қайта қарап, орамға қуат беру командасы жеткенін немесе ақау логиканың жоғары жағынан шыққанын анықтай алады.

Қорытынды және іс-шаралар бойынша кеңес

Соленоидты клапандар қарапайым тұжырымдамаға ие, бірақ таңдау, орнату және техникалық қызмет көрсету кезінде мұқият назар аударуды талап етеді. Орам кернеуін сәйкестендіру, тығыздағыш материалдарының үйлесімділігі және қауіпсіздік жағдайын анықтау – алаңдағы ақаулардың ең жиі кездесетін үш себебі. Ішкі қауіпсіздік қажет болғанда NAMUR интерфейс стандартын қолданыңыз. Барлық тұрақты ток орам тізбектерінде ұшқыш диодтарды орнатыңыз. Ақаулар болғанда, клапан жинағын бірден ауыстырудың орнына құрылымдық үш сатылы электрлік-механикалық-процестік диагностикалық жолды ұстаныңыз. Көптеген соленоид орам ақаулары алаңда 20 минуттан аз уақытта жөнделеді. Құрылғыны іске қосу кезінде орам кедергісінің базалық мәндерін құжаттау болашақта жағдайға негізделген техникалық қызмет көрсету шешімдері үшін сенімді сілтеме болады.