Beth yw'r ffactorau sy'n effeithio ar amser ymateb falfiau trydan?
Gadewch neges
Mewn systemau rheoli awtomeiddio diwydiannol, defnyddir falfiau trydan yn helaeth i reoleiddio llif cyfryngau fel nwy, hylif a stêm. Mae "amser ymateb" falf drydan-hynny yw, yr amser y mae'n ei gymryd o dderbyn signal trydanol i gwblhau'r weithred-yw un o'r dangosyddion allweddol i fesur ei berfformiad. Po fyrraf yw'r amser ymateb, yr uchaf yw cyflymder addasu a chywirdeb rheolaeth y system. Bydd yr erthygl hon yn dadansoddi'r ffactorau craidd sy'n effeithio'n ddwfn ar amser ymateb falfiau trydan ac yn datgelu'r mecanweithiau rhesymeg ffisegol, strwythurol a rheoli y tu ôl iddynt.
Math o Fodur Yn pennu cyflymder ymateb cychwynnol
Mae gweithred falf drydan yn cael ei bweru gan fodur, felly'r prif ddylanwad ar ei ymateb yw'r math o fodur a ddefnyddir. Mae moduron cyffredin yn cynnwys moduron asyncronig AC, moduron DC a moduron servo.
Defnyddiwyd moduron asyncronig AC yn helaeth mewn falfiau trydan cynnar oherwydd eu strwythur syml a'u cost gweithgynhyrchu isel. Fodd bynnag, mae'n dioddef o oedi cychwynnol sylweddol, yn bennaf oherwydd ei fod yn dibynnu ar slip. Pan fydd y signal rheoli yn cyrraedd, mae angen i'r rotor ddibynnu ar slip i sefydlu maes magnetig yn raddol a chyrraedd cyflymder sefydlog. Mae'r broses gychwyn gyfan yn gymharol dyner ac nid oes ganddo reolaeth safle manwl gywir, a all achosi "cychwyn araf" neu "gorgyflenwi" yn hawdd. Gall hyn ymestyn y cylch ymateb yn hawdd a lleihau cywirdeb rheoli mewn amodau gwaith y mae angen eu hagor yn gyflym a chau neu addasiadau aml.
Mae gan DC Motors alluoedd cychwyn cyflymach, mae gan eu cyflymder berthynas linellol â foltedd, ac yn ddamcaniaethol maent yn ymateb yn gyflymach. Fodd bynnag, mae moduron DC wedi'u brwsio traddodiadol yn cael problemau gyda gwisgo'r cymudwr a'r brwsys, a bydd y cyflymder ymateb yn lleihau ar ôl ei ddefnyddio yn y tymor hir. Er bod y modur DC di -frwsh (BLDC) yn gwella'r broblem hon, mae'n gosod gofynion uwch ar y gylched yrru ac mae angen iddo gael synhwyrydd neuadd gywir neu algorithm grym electromotive cefn. Fel arall, bydd yr oedi rheoli adborth yn atal ei fantais cychwyn cyflym.
Ar hyn o bryd mae'r modur servo yn un o'r atebion gyda'r cyflymder ymateb gorau. Mae'n bwydo yn ôl safle, cyflymder a hyd yn oed cyflymiad y siafft gylchdroi mewn amser real trwy system adborth dolen gaeedig (fel amgodiwr neu ail-ymgynnull). Mae'r rheolwr yn derbyn signalau adborth yn barhaus bob milieiliad ac yn eu cymharu â'r gwerth targed. Unwaith y canfyddir gwyriad (hynny yw, mae'r cylchdro gwirioneddol allan o gysoni â'r targed), mae'n addasu foltedd, cerrynt, amledd a hyd yn oed cyfeiriad y maes magnetig i gywiro'r weithred. Mae'r gallu cywiro parhaus hwn yn gwella cyflymder ymateb yn sylweddol. Ar yr un pryd, mae rotor modur servo fel arfer yn cael ei wneud o ddeunyddiau ysgafn, sy'n lleihau eiliad syrthni yn fawr. Y lleiaf yw eiliad syrthni, y lleiaf yw'r gwrthiant syrthni y mae angen i'r modur ei oresgyn pan fydd yn dechrau cyflymu. Wrth arafu neu stopio, oherwydd yr syrthni llai, ni fydd y rotor yn parhau i gylchdroi am gyfnod rhy hir oherwydd "cynffon anadweithiol", felly gall stopio'n gyflymach.
Nid "pŵer ymlaen" yn unig yw gweithred y falf drydan, ond mae'n dibynnu ar gadwyn wybodaeth gyflawn casgliad, barn, prosesu ac allbwn y system reoli gyfan. Os oes oedi mewn unrhyw gyswllt, gall amser gweithredu gwirioneddol y falf lusgo y tu ôl i'r amser pan fydd yr amodau gwaith yn newid, gan arwain at reolaeth reoli neu hyd yn oed ymhelaethu gwallau. Yn enwedig mewn systemau sydd angen cyflymder ymateb uchel, mae'r oedi hwn yn fwy tebygol o arwain at amrywiadau hylif, ansefydlogrwydd pwysau, neu risgiau diogelwch.
Mewn peirianneg wirioneddol, gellir rhannu'r broses prosesu signal rheoli yn fras yn y camau canlynol: y cyntaf yw casglu signal ar y safle, megis monitro statws y system gyfredol trwy synwyryddion pwysau, mesuryddion llif, mesuryddion lefel hylif, ac ati. Os defnyddir modiwl mewnbwn analog â chyfradd samplu isel yn y broses hon, neu fod y synhwyrydd yn cael ei wneud yn isel, bydd y broses o wneud hynny ar y blaen yn y broses o wneud hynny " i'w gyhoeddi yn hwyrach nag y mae'r newidiadau yn digwydd.
Dilynir hyn gan gam prosesu signal y rheolydd (fel system PLC neu DCS). Ar ôl i'r rheolwr dderbyn y data synhwyrydd, bydd yn cyflawni barn amodol, hidlo data, gweithrediadau rhesymegol a phrosesu arall arno trwy resymeg raglennu. Os yw rheolaeth proses ddilyniannol yn cael ei sefydlu yn y rhaglen neu os oes cysylltiadau dyfarniad canolradd aml-lefel, megis "mae angen i'r signal fod yn sefydlog ar gyfer
Yn ogystal, mewn cydweithredu aml-system neu senarios monitro o bell, yn aml mae angen i signalau fynd trwy ras gyfnewid cyfathrebu, er enghraifft, o'r rheolydd lleol i brif orsaf PLC trwy'r bws (fel Modbus, Profibus, CAN), ac yna mae'r brif orsaf yn dadansoddi ac yn ei hanfon at yr actuator. Os yw'r lled band protocol cyfathrebu yn gyfyngedig neu os yw'r cylch pleidleisio data yn rhy hir, gall hefyd achosi i gyfarwyddiadau gael eu "ciwio ac aros", gan ymestyn y gadwyn ymateb ymhellach. Er enghraifft, cylch adnewyddu casglu data diofyn rhai systemau yw 500ms. Os ychwanegir oedi rhwydwaith ac amser prosesu rheolaeth, gall oedi'r gweithrediad gorchymyn cyfan gyrraedd mwy nag 1 eiliad, sy'n amlwg yn annerbyniol wrth reoli prosesau sy'n gofyn am ymateb ar lefel milieiliad.
Mae llwyth canolig a chyflwr pwysau yn effeithio ar wrthwynebiad gweithredu
Mae cyflymder ymateb y falf drydan nid yn unig yn dibynnu ar y strwythur mewnol, ond mae amodau gweithredu'r system hefyd yn effeithio arno'n uniongyrchol - hynny yw, yr amodau llwyth. Mae'r llwyth, fel y'i gelwir, yn y system rheoli falf drydan, yn cael ei adlewyrchu'n bennaf yn y pwysau statig, gwahaniaeth pwysau deinamig, ymwrthedd gludiog a llwyth effaith a roddir gan y cyfrwng. Bydd y ffactorau mecanyddol hyn yn effeithio'n sylweddol ar wrthwynebiad gweithredu'r actuator, gan arwain at amser ymateb hirfaith.
Mewn amgylchedd pwysau uchel neu wahaniaeth pwysau mawr, rhaid i graidd y falf oresgyn y grym gwrthdroi enfawr a roddir gan yr hylif yn ystod y broses agor a chau. Yn enwedig yn ystod y cyfnod cau, mae cyfeiriad symud craidd y falf gyferbyn â chyfeiriad llif canolig, a fydd yn ffurfio byrdwn cefn cryf. Ar yr adeg hon, rhaid i'r actuator allbwn mwy o dorque i gywasgu sedd y falf a chyflawni selio llwyr. Os nad yw'r torque dewis actuator yn ddigonol, bydd yr amser ymateb yn dod yn hirach. I'r gwrthwyneb, yn ystod y broses agoriadol, os yw'r falf o dan bwysau negyddol i lawr yr afon neu os oes angen iddi dorri trwy gyflwr pwysau statig uchel, bydd y busnes cychwynnol yn cael ei ohirio oherwydd gwrthiant cychwynnol mawr.
Yn ogystal, mae priodweddau ffisegol y cyfrwng hefyd yn un o'r paramedrau llwyth allweddol. Bydd hylif tymheredd uchel yn achosi i'r corff falf ehangu, gan gynyddu'r ffrithiant rhwng craidd y falf a'r arwyneb selio, gan arwain at symud mecanyddol swrth; Er y bydd cyfryngau cadarnhad uchel fel olew crai, surop neu fwd yn ffurfio ymwrthedd cadw yn y ceudod falf, gan rwystro symudiad craidd y falf, a bydd adlyniad gweddilliol hyd yn oed ar ôl agor yn llawn neu gau yn llawn, gan effeithio ar gyflwr cychwynnol y cylch nesaf.
Ffactor arall sy'n aml yn cael ei anwybyddu yw effaith morthwyl dŵr a llwytho effaith ddeinamig. Pan fydd falf drydan yn agor ac yn cau ar gyflymder uchel o dan bwysau, os oes gan y cyfrwng syrthni mawr a chyfradd llif cyflym (fel piblinell stêm neu bibell ddŵr pwysedd uchel pellter hir), bydd y newid llif ar unwaith yn achosi effaith morthwyl dŵr cryf. Gall hyn nid yn unig achosi dirgryniad neu ddadffurfiad rhannau lleol o'r falf, ond hefyd yn gorfodi dylunydd y system i gynyddu'r parth clustogi gweithredu neu gyflwyno cyfarwyddyd "oedi cau" yn y rhesymeg reoli i atal yr effaith. Er bod y mecanwaith oedi artiffisial hwn yn amddiffyn yr offer, mae hefyd yn wrthrychol yn ymestyn cylch ymateb pob gweithred falf.
