Οι ενεργοποιητές είναι ένα ζωτικής σημασίας εξάρτημα σε ένα ευρύ φάσμα συστημάτων που χρησιμοποιούνται στον τομέα του νερού, της ενέργειας και άλλων βιομηχανιών. Αλλά τι ακριβώς is ένας ενεργοποιητής; Οι νεοεισερχόμενοι στο θέμα είναι συχνά ικανοποιημένοι με το να σκέφτονται αυτό το εξάρτημα ως απλώς έναν διακόπτη, ένα είδος - το μέρος ενός συστήματος που βασίζεται σε βαλβίδες που φέρνει τη βαλβίδα σε ανοιχτή ή κλειστή θέση. Αλλά η αξία τέτοιων εξαρτημάτων ξεπερνά όλο και περισσότερο την απλή λειτουργικότητα "ανοιχτό-κλείσιμο" και σε ένα πεδίο όπου καθίσταται δυνατός κάθε είδους εξελιγμένος έλεγχος, καθώς Envirotec ανακαλύφθηκε σε συνομιλία με την AUMA Actuators UK, τον βραχίονα του ΗΒ Όμιλος AUMA, η οποία απασχολεί πάνω από 2,800 άτομα σε 30 τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο.
Οι βαλβίδες διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο σε συστήματα όπου η ροή ρευστού (ή αερίου) πρέπει να ελέγχεται. Σε εφαρμογές όπου το νερό ρέει μέσω αγωγών, για παράδειγμα, μπορεί να είναι απαραίτητο να σταματήσει, να ξεκινήσει, να επιβραδυνθεί η ροή ή να αλλάξει η κατεύθυνσή της. Σε ορισμένα συστήματα, οι βαλβίδες θα κληθούν να ρυθμίσουν την πίεση σε διαφορετικά σημεία.
Η βιομηχανία νερού είναι ένας πρωταρχικός προορισμός για αυτά τα εξαρτήματα, αν και εμφανίζονται σε ένα ευρύ φάσμα τεχνολογιών διεργασιών και άλλων συστημάτων, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, είτε από πετρέλαιο, φυσικό αέριο, βιομάζα, ενέργεια από απόβλητα ή πυρηνικά. Οι ενεργοποιητές διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στη διαδικασία ελέγχου.
Οι σημερινοί ηλεκτρικοί ενεργοποιητές μπορούν να ελέγχονται από απόσταση και να λαμβάνουν εντολές για άνοιγμα ή κλείσιμο από συστήματα βιομηχανικού ελέγχου όπως το SCADA ή το DCS. Ομοίως, όταν ο ενεργοποιητής φτάσει σε μια συγκεκριμένη στάση ή ενδιάμεση θέση, θα σηματοδοτήσει αυτή την κατάσταση στο σύστημα ελέγχου.
Αυτό το είδος λειτουργικότητας είναι η βασική γραμμή – και θα είναι αρκετή για πολλούς χρήστες – αλλά είναι δυνατός πολύ πιο εξελιγμένος έλεγχος και η προσφορά της AUMA ενσωματώνει όλο και περισσότερο διάφορα είδη «έξυπνων» λειτουργιών. Εδώ είναι πιο ορατή η εξέλιξη της τεχνολογίας γύρω από τις βαλβίδες και τους ενεργοποιητές, προτείνει ο MD της AUMA στο Ηνωμένο Βασίλειο, Paul Hopkins, ο οποίος έδωσε μια αίσθηση των δυνατοτήτων που έρχονται στο μάτι με ένα υποσύστημα που, είπε, «είναι στην πραγματικότητα ένα συναρπαστικό κομμάτι μηχανικής». .
Τι κάνει;
Οι ηλεκτρικοί ενεργοποιητές της AUMA διαθέτουν συνδυασμό ηλεκτροκινητήρα και κιβωτίου ταχυτήτων, ειδικά σχεδιασμένο για αυτοματισμό βαλβίδων. Οι ενεργοποιητές παρέχουν τη ροπή που απαιτείται για τη λειτουργία των κινούμενων μερών της βαλβίδας, είτε πρόκειται για πύλη, πεταλούδα, υδρόγειο ή οποιονδήποτε άλλο τύπο βαλβίδας. Όπως αναφέρει ο ιστότοπος της AUMA, οι ενεργοποιητές της εταιρείας καλύπτουν όλο το φάσμα των δυνατοτήτων, από μια σφαιρική βαλβίδα 2 ιντσών έως αποσβεστήρες εκτροπέων ύψους πολλών μέτρων (βλ. «Βαλβίδες: τα βασικά», στο τέλος του άρθρου, για περισσότερα σχετικά με τις βαλβίδες).
Η ροπή μεταδίδεται από τον ενεργοποιητή στο στέλεχος ή στον άξονα της βαλβίδας μέσω μιας τυποποιημένης μηχανικής διεπαφής. Έτσι, ο τύπος της βαλβίδας καθορίζει την επιλογή του ενεργοποιητή, με ενεργοποιητές που διατίθενται ως συσκευές "μερικής στροφής" ή "πολλαπλών στροφών".
Οι ενεργοποιητές μερικής περιστροφής απαιτούν μόνο μια μικρή περιστροφική κίνηση (λιγότερη από 90 μοίρες) για να ανοίξει ή να κλείσει η βαλβίδα και τείνουν να χρησιμοποιούνται για βαλβίδες που λειτουργούν με γρήγορο τρόπο ενεργοποίησης/απενεργοποίησης. Οι ενεργοποιητές πολλαπλών στροφών εφαρμόζουν πολλαπλές περιστροφές στο στέλεχος της βαλβίδας για να ανοίξει ή να κλείσει πλήρως η βαλβίδα και χρησιμοποιούνται όπου η θέση της βαλβίδας πρέπει να ελέγχεται με ακρίβεια, όπως στις βαλβίδες πύλης, σφαιρικής ή ανυψούμενης βαλβίδας.
Μερικές φορές είναι σημαντικό να ελέγχετε προσεκτικά τη ροπή που εφαρμόζεται όταν ανοίγετε ή κλείνετε μια βαλβίδα, για να αποφύγετε την καταστροφή της βαλβίδας ή της διαδικασίας που ελέγχει, εξήγησε ο Hopkins. Οι ενεργοποιητές παρέχουν επίσης τη διασύνδεση μεταξύ της βαλβίδας και των συστημάτων ελέγχου (και της νοημοσύνης που είναι ενσωματωμένη στο ευρύτερο σύστημα), και αυτή η πτυχή γίνεται όλο και πιο σημαντική με τάσεις όπως το IIoT και το Industry 4.0.
Η AUMA παρέχει το βασικό επίπεδο λειτουργικότητας ελέγχου στη σειρά AM των χειριστηρίων ενεργοποιητή και αυτά τα μέρη λέγεται ότι είναι η τέλεια επιλογή όπου απλά θέλετε να μπορείτε να αναφέρετε την τελική θέση του ενεργοποιητή και τα σήματα σφάλματος (τα οποία εμφανίζονται επίσης ορατά από τα φώτα στη μονάδα). Πρόσθετες λειτουργίες ελέγχου είναι δυνατές με τη σειρά ελέγχων AC της εταιρείας, που λέγεται ότι είναι μια κατάλληλη επιλογή όπου χρειάζεστε καταγραφή δεδομένων ή λειτουργίες ελέγχου αυτοπροσαρμογής ή όπου ο ενεργοποιητής βαλβίδας είναι ενσωματωμένος σε ένα σύστημα εξοπλισμένο για πράγματα όπως η διαχείριση περιουσιακών στοιχείων και απομακρυσμένη συντήρηση. Το εξάρτημα ενσωματώνει έλεγχο μικροεπεξεργαστή, παρέχοντας πολύ πιο ολοκληρωμένη λειτουργικότητα, λέει ο Hopkins, καθώς και τη δυνατότητα σύνδεσης με αυτοματισμό διεργασιών μέσω Fieldbus (διατίθεται επίσης παράλληλη διεπαφή, όπως και με τα χειριστήρια AM).
Η μονάδα εναλλασσόμενου ρεύματος παρέχει επίσης λειτουργίες όπως παράκαμψη ροπής, αποσύνδεση βαλβίδων που είναι σφιχτά τοποθετημένες και λειτουργίες που βοηθούν στην αποφυγή του σφυριού νερού στους αγωγούς. Ο Hopkins τοποθετεί τέτοια μέρη στο παράδειγμα Industry 4.0 και στα τρία επίπεδα του συστήματος ελέγχου: τους αισθητήρες ("για να σας πω τι συμβαίνει"), τον ελεγκτή διαδικασίας ("για να πει στο σύστημα τι πρέπει να κάνει") και το φυσικό επίπεδο ή τις συσκευές εξόδου. Οι ενεργοποιητές ταιριάζουν σε αυτό το τελευταίο επίπεδο του συστήματος.
Διάφορες διαγνωστικές λειτουργίες παρέχονται από το AC, συμπεριλαμβανομένης μιας αναφοράς συμβάντων με χρονική σήμανση και καταγραφής των χαρακτηριστικών ροπής, καθώς και του αριθμού των εκκινήσεων και των χρόνων λειτουργίας του κινητήρα. Η συνεχής παρακολούθηση της θερμοκρασίας και των κραδασμών είναι ένα χαρακτηριστικό που μπορεί να βοηθήσει τους τελικούς χρήστες να διατηρούν τις εγκαταστάσεις τους αξιόπιστες σε λειτουργία, προτείνει η Hopkins, προσφέροντας προσαρμογή στις φιλοδοξίες της σύγχρονης βιομηχανίας νερού για «χωρίς διακοπές» και ούτω καθεξής.
Αντιμετώπιση νερού σφυρί
Πολλά συζητημένα στη βιομηχανία νερού επί του παρόντος είναι το θέμα της διαρροής και περισσότερα από 1 τρισεκατομμύριο λίτρα πόσιμου νερού χάθηκαν μέσω διαρροών σωλήνων στην Αγγλία και την Ουαλία το 2021/22, όπως εξηγεί ένα πρόσφατο βίντεο της AUMA. Η ίδια παρουσίαση εξηγεί πώς οι ενεργοποιητές μεταβλητής ταχύτητας μπορούν να προγραμματιστούν για να βοηθήσουν στην ηρεμία του δικτύου ύδρευσης, αποφεύγοντας τη ζημιά που προκαλείται στους σωλήνες από ξαφνικές παροδικές υπερτάσεις. Αυτό το φαινόμενο «water hammer» προκύπτει όταν οι βαλβίδες κλείνουν ξαφνικά ή με υψηλή ταχύτητα, παράγοντας ένα κύμα υψηλής πίεσης που διαδίδεται μέσω του δικτύου, ασκώντας πίεση στις βαλβίδες, τις στεγανοποιήσεις και τα μηχανικά εξαρτήματα, ενώ μερικές φορές καταστρέφει τις σωληνώσεις.
Μια λύση είναι να διαφοροποιηθεί η ταχύτητα με την οποία ανοίγουν ή κλείνουν αυτές οι βαλβίδες, με έξυπνο τρόπο, λαμβάνοντας υπόψη τη συνολική επίδραση στη δυναμική αλλαγής πίεσης σε όλο το δίκτυο. Οι ενεργοποιητές μεταβλητής ταχύτητας της AUMA μπορούν να προγραμματιστούν και η διαδρομή της βαλβίδας (και στις δύο κατευθύνσεις ανοίγματος και κλεισίματος) μπορεί να χωριστεί σε δέκα διαφορετικά τμήματα, με τη δυνατότητα καθορισμού διαφορετικών ταχυτήτων για το καθένα.
Αυτό το είδος λύσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα δίκτυο ύδρευσης εξοπλισμένο για παρακολούθηση, ανάλυση και δράση σε μεταβατικές συνθήκες πίεσης, μειώνοντας την πιθανότητα ζημιάς του περιουσιακού στοιχείου.
Συναρμολόγηση εξαρτημάτων
Στον πραγματικό κόσμο, τα συστήματα βαλβίδων-ενεργοποιητών φαίνεται να εμπίπτουν σε ένα φάσμα πολυπλοκότητας και πολυπλοκότητας, και η γκάμα προϊόντων AUMA είναι χτισμένη χρησιμοποιώντας μια σπονδυλωτή φιλοσοφία σχεδίασης, η οποία είναι χρήσιμα προσανατολισμένη στην αντιμετώπιση των μοναδικών απαιτήσεων συγκεκριμένων χρηστών.
Σε ένα επίπεδο, λέει η εταιρεία, ο αρθρωτός σχεδιασμός του προϊόντος υποστηρίζει πράγματα όπως η εύκολη μετασκευή και επισκευή και τα συστήματα μπορούν να αναβαθμιστούν εύκολα από AM σε AC χειριστήρια, για παράδειγμα (και η συμβατότητα προς τα πίσω διατηρείται επίσης). Η προσέγγιση διευκολύνει επίσης την παροχή των βέλτιστων συνδυασμών εξαρτημάτων εντός του ενεργοποιητή (όπως κιβώτια ταχυτήτων και συνδέσμους), προσαρμοσμένους στην κατάσταση, και τους καλύτερους τρόπους σύζευξής τους. Οι δυνατότητες περιλαμβάνουν πιο κοντά
σύζευξη βαλβίδας και ενεργοποιητή (και όχι μόνο με ενώσεις γενικής χρήσης) και εξαρτήματα όπως το κιβώτιο ταχυτήτων και ο κινητήρας χωριστά από τα χειριστήρια - για παράδειγμα, σε ύψος ή κάτω από ένα λάκκο ή ακόμα και κάτω από το νερό. Ένα παράδειγμα για το πού αυτό ήταν χρήσιμο ήταν με μια εφαρμογή ελέγχου υποβρύχιου υδροστροβίλου στον υδροηλεκτρικό σταθμό Sauerbrunn κοντά στο Γκρατς της Αυστρίας, το φθινόπωρο του 2022, με αποτέλεσμα μια λύση που παρείχε καλύτερο έλεγχο και ανατροφοδότηση με πολύ χαμηλότερο κόστος.
Το σύστημα απαιτούσε έναν ενεργοποιητή ικανό να λειτουργεί συνεχώς υποβρύχια, για να παρέχει ακριβή τοποθέτηση της τουρμπίνας, για να ελέγχει βέλτιστα την παροχή νερού που λάμβανε. Η μόνη επιλογή προηγουμένως ήταν ένας υδραυλικός ενεργοποιητής, αλλά η AUMA μπόρεσε να προτείνει έναν ηλεκτρικό ενεργοποιητή κατάλληλο για υποβρύχια χρήση (το AUMA SARV-UW), σε συνδυασμό με χειριστήρια ενεργοποιητή τοποθετημένα πάνω από τον άξονα και χωριστά από τον ενεργοποιητή (και πάνω από το νερό) .
Διαφορετικά περιβάλλοντα
Μια αρθρωτή λύση μπορεί να επιλέξει από εξαρτήματα που καθορίζονται για να ανταποκρίνεται σε συγκεκριμένα περιβάλλοντα. Ενώ σε γενικές γραμμές παρόμοιες τεχνολογίες χρησιμοποιούνται σε τομείς όπως το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, το EfW και η πυρηνική ενέργεια – όσον αφορά τις βαλβίδες και τους ενεργοποιητές που χρησιμοποιούνται για τους λέβητες, για παράδειγμα – ορισμένοι τομείς παρουσιάζουν συγκεκριμένες απαιτήσεις. Οι εγκαταστάσεις πετρελαίου, φυσικού αερίου ή EfW θα απαιτούν τα εξαρτήματα να είναι αντιεκρηκτικά, για παράδειγμα (τα προϊόντα AM και AC είναι διαθέσιμα σε αυτήν τη μορφή).
Η πιστοποίηση είναι υψίστης σημασίας στον πυρηνικό τομέα, είπε ο Hopkins, και τα μέρη διακρίνονται από πράγματα όπως το επίπεδο πιστοποίησης, η προμήθεια υλικών και τα μηχανήματα ή το περίβλημα που χρησιμοποιούνται με το προϊόν.
Η AUMA ενδιαφέρεται τόσο για τον αναδυόμενο τομέα των μικρών αρθρωτών αντιδραστήρων (SMRs) όσο και για μεγαλύτερα έργα όπως το Hinkley Point C. Η προστασία από τη διάβρωση είναι σημαντική σε τομείς όπως το νερό, όπου ο εξοπλισμός μπορεί να χρειαστεί να καθίσει έξω, παρουσία φυσιολογικού ορού, παράκτια αέρας. Η AUMA έχει αναπτύξει τη δική της λύση εδώ, η οποία παρέχεται ως στάνταρ, για παράδειγμα, στους ενεργοποιητές PROFOX, που χρησιμοποιούνται πρόσφατα σε συνδυασμό με βαλβίδες πεταλούδας στο Penybont Water Treatment Works στην ακτή midWales. Η αντιδιαβρωτική προστασία πληροί τις υψηλότερες απαιτήσεις C5-M/ C5-I του EN ISO 12944-6.
Ελάφρυνση του φορτίου
Η φιλοσοφία του αρθρωτού σχεδιασμού φαίνεται να αποτελεί βασικό στοιχείο που στηρίζει πολλά πράγματα που μπορούν να κάνουν τη ζωή ευκολότερη για τον τελικό χρήστη. Για παράδειγμα, σε περιπτώσεις όπου είναι πολύ πιο λογικό να παίρνουμε μια προκατασκευασμένη λύση σε μια τοποθεσία, αντί να τη συναρμολογούμε όλη επί τόπου. Η εκτέλεση εργασιών στο εργοτάξιο βοηθά επίσης να διατηρούνται τα πράγματα ασφαλή, λέει ο Hopkins, επομένως οι ηλεκτρικές εργασίες μπορούν να πραγματοποιηθούν ξεχωριστά και σε διαφορετική ώρα, για παράδειγμα, από την υπόλοιπη εγκατάσταση.
Υπάρχει μεγάλη ευελιξία για τον εντοπισμό ευκαιριών βελτίωσης ή αναβάθμισης του εξοπλισμού ενός τελικού χρήστη, προτείνει. Ένα από τα μεγαλύτερα σημεία αστοχίας στη βιομηχανία νερού, κατά τη δική του ανάλυση, προκύπτει από το γεγονός ότι ο άξονας μιας βαλβίδας στεγανοποίησης δεν έχει γρασαριστεί σωστά.
Είπε ότι οι μηχανικοί της AUMA επικεντρώθηκαν σε αυτό το σημείο με έναν πελάτη της εταιρείας παροχής νερού, παρέχοντας ένα αυτόματο λιπαντικό που όχι μόνο λιπαίνει τα ρουλεμάν αλλά και τροφοδοτεί τη βάση μετάδοσης κίνησης και λιπαίνει τον άξονα. Μια τέτοια αλλαγή, λέει ο Χόπκινς, «είναι απλή, αλλά δυνητικά εξοικονομεί εκατοντάδες χιλιάδες λίρες στο στόκο» και μειώνει σημαντικά τον αριθμό των φορών που θα πρέπει να συντηρηθεί.
Αυτό το είδος «συμβουλευτικής πώλησης» φαίνεται κλειδί για τον τρόπο λειτουργίας της εταιρείας και βασίζεται στην τεχνογνωσία του μηχανικού. Η μητρική εταιρεία – AUMA – αναπτύσσει και κατασκευάζει ηλεκτρικούς ενεργοποιητές και κιβώτια ταχυτήτων βαλβίδων εδώ και 60 χρόνια. Το μεγάλο δίκτυο γραφείων σε όλο τον κόσμο σημαίνει ότι οι μηχανικοί στο Ηνωμένο Βασίλειο μπορούν να αξιοποιήσουν την τεχνογνωσία άλλων, οι οποίοι μπορεί να έχουν εμπειρία στην επίλυση ενός συγκεκριμένου τύπου προβλήματος.
Τα τελευταία χρόνια σημειώθηκε επίσης μεγάλη αναταραχή με ζητήματα υλικών, παραγωγής και εφοδιαστικής αλυσίδας, λέει ο Hopkins, και η πλοήγηση σε αυτήν την περιοχή έχει βοηθηθεί από το ότι η AUMA είναι «πολύ καθετοποιημένη», με τοποθεσίες όπως το Clevedon o ice of AUMA Actuators Limited κάνει τη δική της μηχανική κατεργασία, συναρμολόγηση, δοκιμή και επισκευή.
Τα ίδια τα ανταλλακτικά κατασκευάζονται στη Γερμανία, με τα εργοστάσια να λειτουργούν με σύστημα «kanban», έλκοντας τη ζήτηση αντί να διατηρούν απόθεμα. Όσον αφορά τη χωρητικότητα, ο Hopkins λέει ότι η εταιρεία κατασκευάζει περισσότερους από 500 ηλεκτρικούς ενεργοποιητές για παραγγελία κάθε μέρα.
[ ΠΛΑΪΝ ΠΑΝΕΛ ]
Βαλβίδες – τα βασικά
Οι βαλβίδες διατίθενται σε όλα τα σχήματα και μεγέθη, με διαφορετικές προσεγγίσεις διαθέσιμες για να ταιριάζουν σε συγκεκριμένες ανάγκες, όσον αφορά το κόστος, την ταχύτητα, την αξιοπιστία και ούτω καθεξής. Ορισμένες εφαρμογές απαιτούν να ανοίγει ή να κλείνει απλά η βαλβίδα, ενώ σε άλλες μπορεί να θέλετε να την κρατήσετε σε διάφορες ενδιάμεσες θέσεις, για να ρυθμίσετε τη ροή του υγρού.
Μια κοινή πρακτική είναι να διαιρέσετε τον κόσμο των βαλβίδων ελέγχου σε μέρη με βάση τη γραμμική κίνηση (βαλβίδες πύλης, σφαίρας και διαφράγματος), έναντι αυτών που βασίζονται στην περιστροφική κίνηση (βαλβίδες σφαιρών, βύσματος και πεταλούδας, για παράδειγμα). Οι βαλβίδες πύλης είναι οι πιο συνηθισμένες σε χρήση σήμερα, δεδομένης της σχετικής απλότητας και του χαμηλού κόστους τους. Αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκκίνηση και τη διακοπή της ροής του υγρού, αλλά όχι για τη διακοπή του γκαζιού. Οι βαλβίδες πύλης δεν είναι κατάλληλες για στραγγαλισμό της ροής και μπορεί να υπόκεινται σε κραδασμούς όταν αφήνονται σε μερικώς ανοιχτή θέση. Είναι επίσης πιο πιθανό να υποστούν φθορά καθίσματος και δίσκου και να έχουν διαρροή, σε σύγκριση με τις βαλβίδες σφαιρών, για παράδειγμα.
[ ΤΕΛΟΣ ΠΛΑΪΝΟΥ ΠΑΝΕΛ ]
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://envirotecmagazine.com/2024/03/14/making-sense-of-the-flow/
