Thiết bị truyền động là một thành phần quan trọng trong một loạt các hệ thống được sử dụng trong nước, năng lượng và các ngành công nghiệp khác. Nhưng chính xác thì cái gì is một thiết bị truyền động? Những người mới tham gia chủ đề này thường hài lòng khi coi bộ phận này đơn giản là một loại công tắc - một phần của hệ thống dựa trên van đưa van đến vị trí mở hoặc đóng. Nhưng giá trị của những bộ phận như vậy ngày càng vượt xa chức năng “đóng mở” đơn giản và tiến tới một lĩnh vực mà tất cả các loại điều khiển phức tạp đều có thể thực hiện được, chẳng hạn như môi trường được phát hiện trong cuộc trò chuyện với AUMA Actuators UK, chi nhánh của Vương quốc Anh Tập đoàn AUMA, sử dụng hơn 2,800 người tại 30 địa điểm trên toàn thế giới.

Van có vai trò quan trọng trong các hệ thống cần kiểm soát dòng chất lỏng (hoặc khí). Ví dụ, trong các ứng dụng mà nước chảy qua đường ống, có thể cần phải dừng, bắt đầu, làm chậm dòng chảy hoặc thay đổi hướng của dòng nước. Trong một số hệ thống, van sẽ được yêu cầu điều chỉnh áp suất ở những nơi khác nhau.

Ngành công nghiệp nước là điểm đến hàng đầu của các thành phần này, mặc dù chúng xuất hiện trong rất nhiều công nghệ xử lý và các hệ thống khác, bao gồm cả sản xuất điện, cho dù đó là từ dầu, khí đốt, sinh khối, năng lượng từ chất thải hay hạt nhân. Cơ cấu chấp hành đóng vai trò quan trọng trong quá trình điều khiển.

Các bộ truyền động điện ngày nay có thể được điều khiển từ xa và nhận lệnh đóng hoặc mở từ các hệ thống điều khiển công nghiệp như SCADA hoặc DCS. Tương tự, khi bộ truyền động đã đạt tới một điểm dừng hoặc vị trí trung gian cụ thể, nó sẽ báo hiệu trạng thái này đến hệ thống điều khiển.

Loại chức năng này là cơ bản – và sẽ đủ cho nhiều người dùng – nhưng có thể điều khiển phức tạp hơn nhiều và việc cung cấp của AUMA ngày càng kết hợp nhiều loại chức năng 'thông minh' khác nhau. Đây là nơi có thể thấy rõ nhất sự phát triển của công nghệ xung quanh van và bộ truyền động, Paul Hopkins, MD người Anh của AUMA, người đã đưa ra ý kiến ​​về các khả năng được đưa ra với một hệ thống con mà theo ông, “thực sự là một phần kỹ thuật thú vị” .

Nó làm gì?
Thiết bị truyền động điện của AUMA có sự kết hợp giữa động cơ điện và hộp số, được phát triển đặc biệt để tự động hóa van. Bộ truyền động cung cấp mô-men xoắn cần thiết để vận hành các bộ phận chuyển động của van, cho dù đó là van cổng, van bướm, van cầu hay bất kỳ loại van nào khác. Như trang web của AUMA tuyên bố, các thiết bị truyền động của hãng giải quyết toàn bộ phạm vi khả năng, từ van bi 2 inch đến bộ giảm chấn chuyển hướng cao nhiều mét (xem “Van: những điều cơ bản”, ở cuối bài viết, để biết thêm về van).

Mô-men xoắn được truyền từ bộ truyền động đến thân hoặc trục van thông qua giao diện cơ học được tiêu chuẩn hóa. Vì vậy, loại van xác định sự lựa chọn bộ truyền động, với các bộ truyền động có sẵn dưới dạng thiết bị “quay một phần” hoặc “đa vòng”.
Bộ truyền động quay một phần chỉ yêu cầu một lượng chuyển động quay nhỏ (dưới 90 độ) để mở hoặc đóng van và có xu hướng được sử dụng cho các van hoạt động theo kiểu bật/tắt nhanh. Bộ truyền động nhiều vòng áp dụng nhiều vòng quay cho thân van để mở hoặc đóng van hoàn toàn và được sử dụng khi cần điều khiển chính xác vị trí van, như với van cổng, van cầu hoặc van gốc tăng.

Hopkins giải thích, đôi khi điều quan trọng là phải kiểm soát cẩn thận mô-men xoắn tác dụng khi mở hoặc đóng van, để tránh làm hỏng van hoặc quá trình nó đang điều khiển. Thiết bị truyền động cũng cung cấp giao diện giữa van và hệ thống điều khiển (và trí thông minh được nhúng trong hệ thống rộng hơn) và khía cạnh này ngày càng trở nên quan trọng với các xu hướng như IIoT và Công nghiệp 4.0.

AUMA cung cấp chức năng điều khiển ở cấp độ cơ bản trong phạm vi điều khiển bộ truyền động AM và những bộ phận này được cho là sự lựa chọn hoàn hảo khi bạn chỉ muốn báo cáo vị trí cuối cùng của bộ truyền động và các tín hiệu lỗi (cũng được hiển thị rõ ràng bằng đèn trên đơn vị). Các chức năng điều khiển bổ sung có thể thực hiện được với phạm vi điều khiển AC của công ty, được cho là lựa chọn phù hợp khi bạn cần ghi dữ liệu hoặc các chức năng điều khiển tự thích ứng hoặc khi bộ truyền động van được tích hợp trong một hệ thống được trang bị cho những việc như quản lý tài sản và bảo trì từ xa. Hopkins cho biết bộ phận này kết hợp điều khiển vi xử lý, cung cấp chức năng toàn diện hơn nhiều, cũng như tùy chọn kết nối nó với quá trình tự động hóa thông qua Fieldbus (giao diện song song cũng có sẵn, như với điều khiển AM).

Bộ AC cũng cung cấp các chức năng như bỏ qua mô-men xoắn, tháo van được đặt chặt và các chức năng giúp tránh hiện tượng búa nước trong đường ống. Hopkins đặt các bộ phận như thế này trong mô hình Công nghiệp 4.0 và ba lớp của hệ thống điều khiển: các cảm biến (“để cho bạn biết chuyện gì đang xảy ra”), bộ điều khiển quy trình (“để cho hệ thống biết nó nên làm gì”) và lớp vật lý hoặc thiết bị đầu ra. Thiết bị truyền động phù hợp với cấp độ cuối cùng của hệ thống.

AC cung cấp nhiều chức năng chẩn đoán khác nhau, bao gồm báo cáo sự kiện được đánh dấu theo thời gian và ghi lại các đặc tính mô-men xoắn, cũng như số lần khởi động và thời gian chạy của động cơ. Hopkins gợi ý rằng việc theo dõi liên tục nhiệt độ và độ rung là một tính năng có thể giúp người dùng cuối duy trì hoạt động đáng tin cậy của nhà máy, phù hợp với nguyện vọng “không ngừng hoạt động” của ngành nước hiện đại, v.v.

Xử lý búa nước
Phần lớn cuộc thảo luận trong ngành nước hiện nay là chủ đề rò rỉ và hơn 1 nghìn tỷ lít nước uống được đã bị thất thoát do đường ống bị rò rỉ ở Anh và xứ Wales vào năm 2021/22, như một video gần đây của AUMA giải thích. Bài trình bày tương tự giải thích cách lập trình các bộ truyền động tốc độ thay đổi để giúp làm dịu mạng lưới nước, tránh hư hỏng đường ống do nước dâng đột ngột. Hiệu ứng “búa nước” này phát sinh khi các van đóng đột ngột hoặc ở tốc độ cao, tạo ra sóng áp suất cao truyền qua mạng, gây áp lực lên van, vòng đệm và các bộ phận cơ khí, đồng thời đôi khi làm hỏng đường ống.

Một giải pháp là thay đổi tốc độ mở hoặc đóng các van này một cách thông minh, có tính đến tác động tổng thể đến động lực thay đổi áp suất trên toàn mạng. Bộ truyền động tốc độ thay đổi của AUMA có thể được lập trình và hành trình của van (theo cả hai hướng mở và đóng) có thể được chia thành mười phần khác nhau, có thể chỉ định tốc độ khác nhau cho mỗi phần.

Loại giải pháp này có thể được sử dụng trong mạng lưới cấp nước được trang bị để theo dõi, phân tích và tác động khi có sự thay đổi áp suất, giảm khả năng hư hỏng tài sản.

Lắp ráp các bộ phận lại với nhau
Trong thế giới thực, các hệ thống truyền động van dường như có nhiều mức độ tinh vi và phức tạp, đồng thời dòng sản phẩm AUMA được xây dựng dựa trên triết lý thiết kế mô-đun, hướng tới việc giải quyết các yêu cầu riêng biệt của người dùng cụ thể.

Ở một cấp độ, công ty cho biết, thiết kế sản phẩm mô-đun hỗ trợ những thứ như trang bị thêm và sửa chữa dễ dàng, đồng thời các hệ thống có thể dễ dàng nâng cấp từ điều khiển AM lên AC chẳng hạn (và khả năng tương thích ngược cũng được duy trì). Cách tiếp cận này cũng giúp dễ dàng cung cấp sự kết hợp tối ưu của các bộ phận trong bộ truyền động (chẳng hạn như hộp số và thanh liên kết), phù hợp với tình huống và cách ghép nối chúng tốt nhất. Khả năng bao gồm gần hơn
khớp nối van và bộ truyền động (thay vì chỉ sử dụng các khớp nối vạn năng) và có các bộ phận như hộp số và động cơ được đặt riêng biệt với bộ điều khiển - ví dụ: ở trên cao, hoặc xuống hố, hoặc thậm chí dưới nước. Một ví dụ về việc tính năng này trở nên hữu ích là ứng dụng điều khiển tuabin thủy điện dưới nước tại nhà máy thủy điện Sauerbrunn gần Graz, Áo vào mùa thu năm 2022, mang lại giải pháp cung cấp khả năng kiểm soát và phản hồi tốt hơn với chi phí thấp hơn nhiều.

Hệ thống này yêu cầu một bộ truyền động có thể hoạt động liên tục dưới nước để cung cấp khả năng định vị chính xác cho tuabin và kiểm soát tối ưu nguồn cung cấp nước mà nó nhận được. Lựa chọn duy nhất trước đây là bộ truyền động thủy lực, nhưng AUMA đã có thể đề xuất một bộ truyền động điện phù hợp để sử dụng dưới nước (AUMA SARV-UW), kết hợp với bộ điều khiển bộ truyền động được gắn phía trên trục và tách biệt với bộ truyền động (và trên mặt nước) .

Môi trường khác nhau
Giải pháp mô-đun có thể chọn từ các bộ phận được chỉ định để ứng phó với các môi trường cụ thể. Mặc dù các công nghệ tương tự nhau được sử dụng trong các lĩnh vực như dầu khí, EfW và năng lượng hạt nhân – chẳng hạn như về van và bộ truyền động được sử dụng với nồi hơi – một số lĩnh vực có nhu cầu cụ thể. Ví dụ, các nhà máy dầu, khí đốt tự nhiên hoặc EfW sẽ yêu cầu các bộ phận phải chống cháy nổ (các sản phẩm AM và AC có sẵn ở dạng này).

Hopkins cho biết, chứng nhận có tầm quan trọng hàng đầu trong lĩnh vực hạt nhân và các bộ phận được phân biệt bởi những thứ như cấp độ chứng nhận, nguồn cung ứng vật liệu và máy móc hoặc vỏ được sử dụng cùng với sản phẩm.

AUMA quan tâm đến cả lĩnh vực lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) mới nổi cũng như các dự án lớn hơn như Hinkley Point C. Bảo vệ chống ăn mòn rất quan trọng trong các lĩnh vực như nước, nơi thiết bị có thể cần phải đặt bên ngoài, khi có nước mặn, ven biển. không khí. AUMA đã phát triển giải pháp riêng của mình tại đây, giải pháp này được cung cấp theo tiêu chuẩn, chẳng hạn như trên các bộ truyền động PROFOX, được sử dụng gần đây cùng với van bướm tại Công trình xử lý nước Penybont trên bờ biển giữa xứ Wales. Khả năng chống ăn mòn đáp ứng các yêu cầu cao nhất về C5-M/ C5-I của EN ISO 12944-6.

Giảm tải
Triết lý thiết kế mô-đun dường như là chìa khóa làm nền tảng cho nhiều thứ có thể giúp cuộc sống của người dùng cuối trở nên dễ dàng hơn. Ví dụ: trong các tình huống mà việc áp dụng giải pháp chủ yếu được đúc sẵn tại địa điểm sẽ hợp lý hơn nhiều thay vì lắp ráp tất cả tại chỗ. Hopkins cho biết, thực hiện công việc tại công trường cũng giúp giữ mọi thứ an toàn, do đó, công việc về điện có thể được thực hiện riêng biệt và vào thời điểm khác với phần còn lại của quá trình lắp đặt chẳng hạn.

Ông gợi ý rằng có rất nhiều sự linh hoạt để phát hiện các cơ hội cải tiến hoặc nâng cấp thiết bị của người dùng cuối. Theo phân tích của ông, một trong những điểm thất bại lớn nhất của ngành nước xuất phát từ trục trong van điều áp không được bôi trơn đúng cách.

Ông cho biết các kỹ sư của AUMA đã tập trung vào vị trí này với một khách hàng cung cấp nước, cung cấp chất bôi trơn tự động không chỉ bôi trơn các vòng bi mà còn dẫn vào đế truyền động và bôi trơn trục. Hopkins cho biết, một sự thay đổi như thế này “rất đơn giản nhưng có khả năng tiết kiệm hàng trăm nghìn bảng Anh cho hệ thống ống xả” và giảm đáng kể số lần phải bảo dưỡng.

Kiểu “bán hàng mang tính tư vấn” này dường như là chìa khóa cho cách thức hoạt động của công ty và nó phụ thuộc vào chuyên môn kỹ thuật. Công ty mẹ – AUMA – đã phát triển và chế tạo các thiết bị truyền động điện và hộp số van trong 60 năm. Mạng lưới văn phòng rộng lớn trên khắp thế giới giúp các kỹ sư ở Vương quốc Anh có thể tận dụng kiến ​​thức chuyên môn của những người khác, những người có thể có kinh nghiệm giải quyết một loại vấn đề cụ thể.

Hopkins cho biết, vài năm gần đây cũng đã chứng kiến ​​rất nhiều biến động về các vấn đề nguyên vật liệu, sản xuất và chuỗi cung ứng, và việc điều hướng lãnh thổ này đã được giúp đỡ nhờ sự “tích hợp rất theo chiều dọc” của AUMA với các địa điểm như văn phòng Clevedon của Thiết bị truyền động AUMA Limited tự gia công, lắp ráp, kiểm tra và sửa chữa.

Bản thân các bộ phận này được sản xuất tại Đức, với các nhà máy hoạt động theo hệ thống “kanban”, kéo nhu cầu đi qua thay vì tồn kho. Về năng lực, Hopkins cho biết công ty chế tạo hơn 500 thiết bị truyền động điện để đặt hàng mỗi ngày.

[ BẢNG BÊN ]
Van – những điều cơ bản
Van có đủ hình dạng và kích cỡ, với nhiều cách tiếp cận khác nhau để phù hợp với nhu cầu cụ thể, về các mặt như chi phí, tốc độ, độ tin cậy, v.v. Một số ứng dụng yêu cầu van chỉ cần mở hoặc đóng, trong khi ở những ứng dụng khác, bạn có thể muốn giữ nó ở nhiều vị trí trung gian khác nhau để điều chỉnh dòng chất lỏng.

Một thực tế phổ biến là chia thế giới van điều khiển thành các bộ phận dựa trên chuyển động tuyến tính (van cổng, van cầu và van màng), so với các bộ phận dựa trên chuyển động quay (ví dụ như van bi, van cắm và van bướm). Van cổng được sử dụng phổ biến nhất hiện nay do tính đơn giản tương đối và chi phí thấp. Chúng có thể được sử dụng để bắt đầu và dừng dòng chất lỏng, nhưng không dùng để điều tiết nó. Van cổng không phù hợp với việc tiết lưu dòng chảy và có thể bị rung khi để ở vị trí mở một phần. Ví dụ, chúng cũng có nhiều khả năng bị mòn đế, đĩa và rò rỉ hơn so với van cầu.
[ KẾT THÚC BẢNG BÊN ]

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://envirotecmagazine.com/2024/03/14/making-sense-of-the-flow/