شیر کنترلی(Control Valve) ، نوعی شیر صنعتی و از تجهیزات ابزار دقیق بوده که جهت تنظیم یا کنترل مستقیم میزان جریان سیال و با تغییر اندازه دهانه عبور خود در یک سیستم لوله‌کشی و در نهایت، حفظ متغیرهای فرآیند مانند فشار، دما و سطح سیالاتی هم‌چون گاز، روغن، آب و بخار در شرایط مطلوب،به کار برده می‌شود.
شیر کنترلی در صنایع نفت، گاز، شیمیایی، دارویی، غذایی و تصفیه آب، بخشی مهم از حلقه کنترل نهایی سیستم محسوب می‌شود. در این مقاله به توضیح اجزای اصلی شیر کنترلی پرداخته می‌شود.
کنترل ولو از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
1. عملگر (Actuator)
عملگر شیر کنترلی، مکانیزمی است که نیروی لازم برای حرکت دادن ساقه شیر و در نتیجه تنظیم موقعیت قطعه کنترل کننده جریان را فراهم می‌کند. این بخش، نقش اساسی در عملکرد شیرهای کنترلی داشته و انتخاب نوع مناسب آن‌ها به عوامل گوناگونی چون نوع شیر، اندازه آن، شرایط محیطی و نیروی مورد نیاز برای حرکت دادن ساقه شیر بستگی دارد. در واقع، عملگر فرمان‌های دریافتی را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و موجب باز و بسته شدن شیرکنترل می‌گردد.
انواع عملگر کنترل ولو
باز یا بسته شدن کنترل ولوهای اتوماتیک به وسیله یکی از عملگرهای زیر انجام می‌شود:
· پنوماتیکی (Pneumatic)
· هیدرولیکی (Hydraulic)
· الکتریکی(Electric)
توضیحات بیشتر انواع عملگر کنترل ولو را در مقاله شیر کنترلی (Control Valve) شرکت نیکسا در لینک مقاله انتهای صفحه بخوانید.
یک شیر کنترل، سیگنالی را از کنترل کننده‌ای همانند PLC دریافت می‌کند تا قابلیت تغییر در مسیر جریان را کسب کند. از آن‌جا که سیگنال PLC الکتریکی است، شیر کنترل برای فعالیت خود نیاز به دستگاهی جهت تبدیل سیگنال الکتریکی خواهد داشت.
عملگر (Actuator) در شیر کنترل از طریق میله (Stem) به شیر متصل شده و نیروی لازم جهت حرکت شیر را فراهم می‌کند. که می‌توان آن را به صورت الکتریکی، پنوماتیکی یا هیدرولیکی کنترل کرد.
کنترل ولو، سیگنالی از کنترل کننده‌ای مانند PLC یا DCS دریافت کرده و سرعت جریان واقعی را با مقدار جریان دلخواه مقایسه می‌کند که SetPoint نامیده می‌شود. سپس نوعی خروجی تولید می‌کند که شیر را حرکت داده و در نهایت سرعت جریان را به مقدار مطلوب و تنظیم شده می‌رساند. واکنش کنترلی شیر کنترل به دو صورت زیر بررسی می‌شود
1. عملکرد کنترل ولو در حالت عادی
2. عملکرد کنترل ولو در حالت خرابی
در عملکرد عادی شیر کنترل، نیروی فنر باید بر عملگر الکتریکی یا پنوماتیکی غلبه کند. در صورت قطع برق در عملگر، نیروی الکتریکی یا پنوماتیکی دیگر وجود ندارد و فشار فنر دریچه را باز خواهد کرد.
2. بدنه (Body)
این بخش، محل عبور سیالات و کنترل‌کننده جریان، فشار و دما است. بدنه شیرکنترلی بسته به شرایط سرویس، طرح لوله‌کشی نوع شیر، اندازه و کاربرد آن، انواع گوناگون با وظایف مختلفی دارد که از اجزای زیر تشکیل شده است:
شما توانید برای مشاهده توضیح کامل بخش‌های بدنه به مقاله شیر کنترلی(Control Valve) شرکت نیکسا در لینک انتهای مقاله رجوع کنید.
3. پوزیشنر(Positioner)
پوزیشنر شیر (Valve Positioner) با افزایش و کاهش فشار هوای ورودی به عملگر ، شیر را در موقعیت صحیح خود قرار می‌دهد. موقعیت‌یاب شیر، موقعیت دقیق شیر را حس کرده و در ارتباط با عملگر، شیر را به حرکت در می‌آورد. برای این‌که کنترلر فرآیند، به صورت مستقیم سیگنالی را برای حرکت دادن شیر به عملگر ارسال کند؛ موقعیت‌دهنده باید در نزدیکی یا بر روی مجموعه شیر کنترل نصب شود.
موقعیت‌یاب‌های شیر روی یوک(Yolk) یا بخش بالاییِ یک عملگر پنوماتیکی (برای شیرهای کنترل خطی) یا نزدیک انتهای شفت (برای شیرهای کنترل چرخشی) نصب شده و به صورت مکانیکی به میله یا شفت شیر متصل می‌شوند.
با این اتصالات مکانیکی، کنترلر فرآیند به موقعیت‌یاب، فرمان تغییر موقعیت می‌دهد. در ادامه این اتصال مکانیکی پیام تایید تغییر موقعیت در شفت شیر و همچنین بزرگی آن را به موقعیت‌یاب ارسال می‌کند.
انواع پوزیشنر (Positioner)
بر اساس روش هدایت عملگر توسط پوزیشنر (هوا یا برق) ، چهار نوع اصلی موقعیت‌یاب شیر کنترل وجود دارد:
برای آشنایی بیشتر با انواع پوزیشنرها در کنترل ولو و همچنین مشاهده ویدئو انواع کنترل ولو و اجزای شیر کنترلی می‌توانید مقاله "شیر کنترل یا کنترل ولو (Control Valve) چیست؟" را در سایت نیکسا مشاهده کنید.
