Приводы являются жизненно важным компонентом широкого спектра систем, используемых в водной, энергетической и других отраслях промышленности. Но что именно is актуатор? Новички в этой теме часто довольствуются тем, что думают об этом компоненте как о своего рода переключателе – части системы на основе клапана, которая переводит клапан в открытое или закрытое положение. Но ценность таких деталей все больше выходит за рамки простой функциональности «открыть-закрыть» и переходит в область, где становятся возможными все виды сложного управления, например, Энвиротек обнаружен в разговоре с AUMA Actuators UK, британским подразделением Группа АУМА, в которой работают более 2,800 человек в 30 местах по всему миру.
Клапаны играют жизненно важную роль в системах, где необходимо контролировать поток жидкости (или газа). Например, в тех случаях, когда вода течет по трубопроводам, может возникнуть необходимость остановить, запустить, замедлить поток или изменить его направление. В некоторых системах клапаны будут призваны регулировать давление в разных местах.
Водная промышленность является основным направлением для этих компонентов, хотя они присутствуют в широком спектре технологических процессов и других системах, включая производство электроэнергии, будь то из нефти, газа, биомассы, энергии из отходов или ядерной энергии. Исполнительные механизмы играют жизненно важную роль в процессе управления.
Сегодняшние электрические приводы могут управляться дистанционно и получать команды на открытие или закрытие от промышленных систем управления, таких как SCADA или DCS. Аналогичным образом, когда привод достигает определенного остановочного или промежуточного положения, он сигнализирует об этом статусе в систему управления.
Этот вид функциональности является базовым – и его будет достаточно для многих пользователей – но возможно гораздо более сложное управление, и предложение AUMA все чаще включает в себя различные виды «умных» функций. Именно здесь эволюция технологий, связанных с клапанами и приводами, наиболее заметна, предполагает Пол Хопкинс, управляющий директор AUMA в Великобритании, который рассказал о возможностях, открывающихся с подсистемой, которая, по его словам, «на самом деле является захватывающим произведением инженерной мысли». .
Что он делает?
Электроприводы AUMA представляют собой комбинацию электродвигателя и редуктора, специально разработанную для автоматизации арматуры. Приводы обеспечивают крутящий момент, необходимый для приведения в действие движущихся частей клапана, будь то задвижка, дроссельная заслонка, проходной клапан или клапан любого другого типа. Как указано на веб-сайте AUMA, приводы компании охватывают весь спектр возможностей: от 2-дюймового шарового крана до распределительных заслонок высотой много метров (более подробную информацию о клапанах см. в разделе «Клапаны: основы» в конце статьи).
Крутящий момент передается от привода на шток или вал клапана через стандартный механический интерфейс. Таким образом, тип клапана определяет выбор привода: приводы доступны как «неполнооборотные», так и «многооборотные».
Неполнооборотные приводы требуют лишь небольшого вращательного движения (менее 90 градусов) для открытия или закрытия клапана и, как правило, используются для клапанов, работающих в режиме быстрого открытия/закрытия. Многооборотные приводы совершают несколько поворотов штока клапана, чтобы полностью открыть или закрыть клапан, и используются там, где необходимо точно контролировать положение клапана, например, в задвижках, проходных клапанах или клапанах с выдвижным штоком.
«Иногда важно тщательно контролировать крутящий момент, прилагаемый при открытии или закрытии клапана, чтобы не повредить клапан или процесс, который он контролирует», — объяснил Хопкинс. Приводы также обеспечивают интерфейс между клапаном и системами управления (и интеллект, встроенный в более широкую систему), и этот аспект становится все более важным с такими тенденциями, как IIoT и Индустрия 4.0.
AUMA обеспечивает базовый уровень функциональности управления в своей линейке средств управления приводом AM, и эти детали считаются идеальным выбором там, где вы просто хотите иметь возможность сообщать о конечном положении привода и сигналах неисправности (которые также визуально отображаются с помощью световых индикаторов). на агрегате). Дополнительные функции управления возможны с помощью линейки средств управления переменного тока, которые, как говорят, являются подходящим выбором там, где вам нужна регистрация данных или функции самонастраивающегося управления, или когда привод клапана интегрирован в систему, оборудованную для таких вещей, как управление активами и удаленное обслуживание. По словам Хопкинса, эта часть включает в себя микропроцессорное управление, обеспечивающее гораздо более полную функциональность, а также возможность подключения ее к автоматизации процесса через полевой шине (также доступен параллельный интерфейс, как и в случае с элементами управления AM).
Блок переменного тока также обеспечивает такие функции, как перепуск крутящего момента для снятия плотно сидящих клапанов, а также функции, помогающие избежать гидравлического удара в трубопроводах. Хопкинс помещает подобные части в парадигму Индустрии 4.0 и три уровня системы управления: датчики («сообщают вам, что происходит»), контроллер процесса («сообщает системе, что она должна делать») и физический уровень или устройства вывода. Приводы вписываются в этот последний уровень системы.
AC обеспечивает различные диагностические функции, включая отчет о событии с отметкой времени и регистрацию характеристик крутящего момента, а также количества пусков и времени работы двигателя. По мнению Хопкинса, непрерывный мониторинг температуры и вибрации — это функция, которая может помочь конечным пользователям поддерживать надежную работу своих установок, что соответствует современным стремлениям водной отрасли к «отсутствию перебоев в работе» и так далее.
Борьба с гидроударом
В настоящее время в водной отрасли много обсуждается тема утечек, и, как поясняет недавнее видео AUMA, более 1 триллиона литров питьевой воды было потеряно из-за негерметичных труб в Англии и Уэльсе в 2021/22 году. В той же презентации объясняется, как можно запрограммировать приводы с регулируемой скоростью, чтобы помочь успокоить водопроводную сеть, избегая повреждения труб внезапными переходными скачками напряжения. Этот эффект «гидравлического удара» возникает, когда клапаны закрываются внезапно или с высокой скоростью, создавая волну высокого давления, которая распространяется по сети, создавая нагрузку на клапаны, уплотнения и механические компоненты, а также иногда повреждая трубопроводы.
Одним из решений является разумное изменение скорости открытия или закрытия этих клапанов с учетом общего влияния на динамику изменения давления во всей сети. Приводы с регулируемой скоростью AUMA можно запрограммировать, а ход клапана (как в направлении открытия, так и в направлении закрытия) можно разделить на десять различных участков, для каждого из которых можно указать разные скорости.
Такое решение можно использовать в водопроводной сети, оборудованной для мониторинга, анализа и реагирования на скачки давления, снижая вероятность повреждения оборудования.
Собираем детали вместе
В реальном мире системы «клапан-привод» различаются по сложности и сложности, а ассортимент продукции AUMA построен с использованием философии модульного проектирования, которая эффективно ориентирована на удовлетворение уникальных требований конкретных пользователей.
На одном уровне, по словам фирмы, модульная конструкция продукта поддерживает такие вещи, как простота модернизации и ремонта, а также системы могут быть легко модернизированы, например, с управления AM на управление переменным током (при этом сохраняется и обратная совместимость). Этот подход также упрощает обеспечение оптимальных комбинаций компонентов внутри привода (таких как коробки передач и рычаги), адаптированных к ситуации, и наилучших способов их соединения. Возможности включают более близкий
соединение клапана и привода (вместо использования только универсальных шарниров) и расположение таких деталей, как коробка передач и двигатель, отдельно от органов управления – например, на высоте, в яме или даже под водой. Одним из примеров того, где это пригодилось, было применение системы управления подводными гидротурбинами на гидроэлектростанции Зауэрбрунн недалеко от Граца, Австрия, осенью 2022 года, в результате чего было создано решение, обеспечивающее лучший контроль и обратную связь при гораздо меньших затратах.
Для системы требовался привод, способный непрерывно работать под водой, чтобы обеспечить точное позиционирование турбины и оптимально контролировать подачу воды, которую она получает. Раньше единственным вариантом был гидравлический привод, но компания AUMA смогла предложить электрический привод, подходящий для использования под водой (AUMA SARV-UW), в сочетании с органами управления приводом, установленными над валом и отдельно от привода (и над водой). .
Разные среды
Модульное решение может выбирать из частей, предназначенных для работы в конкретных условиях. Хотя в целом схожие технологии используются в таких секторах, как нефть и газ, энергосбережение и атомная энергетика (например, в отношении клапанов и приводов, используемых в котлах), в некоторых секторах предъявляются особые требования. Например, для установок по добыче нефти, природного газа или EfW потребуется, чтобы детали были взрывозащищенными (продукты AM и AC доступны в этой форме).
Сертификация имеет первостепенное значение в атомной отрасли, сказал Хопкинс, и детали различаются по таким вещам, как уровень сертификации, источники материалов, а также оборудование или корпус, используемый с продуктом.
AUMA заинтересована как в развивающейся области малых модульных реакторов (SMR), так и в более крупных проектах, таких как Hinkley Point C. Защита от коррозии важна в таких секторах, как водоснабжение, где оборудование, возможно, придется размещать снаружи, в присутствии соленых прибрежных вод. воздух. Компания AUMA разработала здесь собственное решение, которое входит в стандартную комплектацию, например, ее приводов PROFOX, которые недавно использовались вместе с дроссельными клапанами на предприятии по очистке воды Пенибонт на побережье Среднего Уэльса. Защита от коррозии соответствует самым высоким требованиям C5-M/C5-I стандарта EN ISO 12944-6.
Облегчение нагрузки
Философия модульного дизайна, по-видимому, является ключевым моментом, лежащим в основе многих вещей, которые могут облегчить жизнь конечному пользователю. Например, в ситуациях, когда гораздо разумнее взять на сайт по большей части готовое решение, а не собирать все это на месте. По словам Хопкинса, выполнение работ на площадке также помогает обеспечить безопасность, поэтому электромонтажные работы можно выполнять отдельно и в другое время, например, от остальной части установки.
По его мнению, существует большая гибкость, позволяющая выявить возможности улучшения или модернизации оборудования конечного пользователя. По его собственному анализу, одна из самых серьезных проблем в водном хозяйстве возникает из-за того, что вал запорного клапана не смазан должным образом.
Он сказал, что инженеры AUMA сосредоточились на этом вопросе с одним заказчиком водоканала, предоставив автосмазку, которая не только смазывает подшипники, но также подается в основание привода и смазывает вал. Подобное изменение, по словам Хопкинса, «просто, но потенциально экономит сотни тысяч фунтов на затворе» и значительно уменьшает количество раз, когда его придется обслуживать.
Подобный вид «консультативной продажи» является ключевым в работе компании и опирается на инженерный опыт. Материнская компания – AUMA – уже 60 лет занимается разработкой и производством электроприводов и клапанных редукторов. Большая сеть офисов по всему миру означает, что инженеры в Великобритании могут воспользоваться опытом других людей, у которых может быть опыт решения определенного типа проблем.
По словам Хопкинса, в последние несколько лет наблюдались большие беспорядки с материалами, производством и цепочками поставок, и ориентироваться на этой территории помогла «сильная вертикальная интегрированность» AUMA с такими предприятиями, как офис AUMA Actuators в Клеведоне. Limited самостоятельно занимается механической обработкой, сборкой, испытанием и ремонтом.
Сами детали производятся в Германии, а заводы работают по системе «канбан», обеспечивая спрос, а не сохраняя запасы. Что касается мощностей, то, по словам Хопкинса, фирма ежедневно производит более 500 электроприводов на заказ.
[ БОКОВАЯ ПАНЕЛЬ ]
Клапаны – основы
Клапаны бывают всех форм и размеров, и для удовлетворения конкретных потребностей доступны различные подходы с точки зрения стоимости, скорости, надежности и т. д. В некоторых случаях требуется, чтобы клапан был просто открыт или закрыт, в то время как в других может потребоваться удерживать его в различных промежуточных положениях, чтобы регулировать поток жидкости.
Одной из распространенных практик является разделение мира регулирующих клапанов на части, основанные на линейном движении (задвижки, проходные и мембранные клапаны), и на части, основанные на вращательном движении (например, шаровые, пробковые и дроссельные клапаны). Задвижки являются наиболее распространенными в настоящее время, учитывая их относительную простоту и низкую стоимость. Их можно использовать для запуска и остановки потока жидкости, но не для его дросселирования. Задвижки не подходят для дросселирования потока и могут подвергаться вибрации, если их оставить в частично открытом положении. Они также более склонны к износу седла и диска, а также к протечкам по сравнению, например, с проходными клапанами.
[ КОНЕЦ БОКОВОЙ ПАНЕЛИ ]
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- Источник: https://envirotecmagazine.com/2024/03/14/making-sense-of-the-flow/
