บ้าน / ข่าว / ข่าวอุตสาหกรรม / แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าอุตสาหกรรมประเภทต่างๆ มีอะไรบ้าง และคุณจะเลือกตัวกระตุ้นที่เหมาะสมได้อย่างไร

แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าอุตสาหกรรมประเภทต่างๆ มีอะไรบ้าง และคุณจะเลือกตัวกระตุ้นที่เหมาะสมได้อย่างไร

ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ การเลือกประเภทแอคชูเอเตอร์ที่เหมาะสมสามารถระบุได้ว่าระบบทำงานด้วยความแม่นยำหรือล้มเหลวภายใต้ภาระงาน แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้า ได้กลายเป็นแกนหลักของการควบคุมกระบวนการน้ำมันและก๊าซ การบำบัดน้ำ การผลิตกระแสไฟฟ้า และการผลิต แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าต่างจากทางเลือกอื่นแบบนิวแมติกหรือไฮดรอลิก โดยให้การติดตั้งที่สะอาดกว่า การควบคุมแบบตั้งโปรแกรมได้ และการรวมฟีดแบ็กที่เข้มงวดยิ่งขึ้น แต่ไม่ใช่ว่าแอคทูเอเตอร์ไฟฟ้าทั้งหมดจะเหมือนกัน — เอาท์พุตเชิงกล ประเภทการเคลื่อนไหว และช่วงแรงบิดจะแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับการใช้งาน

คู่มือนี้จะแจกแจงหมวดหมู่หลักสามประเภทที่ใช้ในการตั้งค่าทางอุตสาหกรรม ได้แก่ แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าแบบหลายเลี้ยว สี่เลี้ยว และแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าเชิงเส้น แต่ละฟังก์ชันทำหน้าที่ทางกลที่แตกต่างกัน และการทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านั้นเป็นสิ่งสำคัญสำหรับวิศวกรในการตัดสินใจจัดซื้อหรือออกแบบ

แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าอุตสาหกรรมคืออะไร?

แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าทางอุตสาหกรรมเป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่เชิงกลเพื่อควบคุมวาล์ว แดมเปอร์ ประตู หรือส่วนประกอบควบคุมการไหลอื่นๆ โดยทั่วไปกลไกหลักจะเกี่ยวข้องกับมอเตอร์ไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนกระปุกเกียร์ ซึ่งจะส่งออกแรงบิดหรือแรงขับที่ต้องการ ระบบอิเล็กทรอนิกส์ในตัวจัดการการตอบสนองตำแหน่ง การสลับขีดจำกัด และการสื่อสารกับระบบควบคุม เช่น SCADA, DCS หรือ PLC

การเปลี่ยนแปลงไปสู่การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าได้เร่งตัวขึ้นด้วยเหตุผลหลายประการ:

ขจัดโครงสร้างพื้นฐานระบบอัดอากาศและการสูญเสียพลังงานที่เกี่ยวข้อง
ตำแหน่งการเคลื่อนที่กลางที่แม่นยำไม่สามารถทำได้ด้วยระบบนิวแมติกแบบเปิด/ปิดแบบธรรมดา
ความเข้ากันได้กับโปรโตคอลฟิลด์บัสดิจิทัล (HART, PROFIBUS, Modbus, FF)
ระยะเวลาการบำรุงรักษาลดลงเมื่อเทียบกับรอบการเปลี่ยนซีลไฮดรอลิก
ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของลดลงตลอดอายุการใช้งาน 10 ถึง 15 ปี

การประมาณการทางอุตสาหกรรมแนะนำว่าขณะนี้แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 35% ของการติดตั้งวาล์วอัตโนมัติใหม่ทั้งหมดทั่วโลก โดยมีส่วนแบ่งเพิ่มขึ้นประมาณ 6% ต่อปี ในขณะที่โรงงานดำเนินโครงการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัล

ส่วนประกอบหลักของแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้า

แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าทางอุตสาหกรรมมีสถาปัตยกรรมภายในร่วมกันโดยไม่คำนึงถึงประเภทของการเคลื่อนที่เอาท์พุต:

ส่วนประกอบ	ฟังก์ชั่น	เทคโนโลยีทั่วไป
มอเตอร์ไฟฟ้า	สร้างพลังงานหมุนเวียน	การเหนี่ยวนำ AC, DC แบบไม่มีแปรง, สเต็ปเปอร์
กระปุกเกียร์/ระบบขับเคลื่อน	เพิ่มแรงบิด ลดความเร็ว	เฟืองตัวหนอน เฟืองเดือย เฟืองดาวเคราะห์
เซ็นเซอร์ตำแหน่ง	รายงานตำแหน่งวาล์วหรือก้าน	โพเทนชิออมิเตอร์ ตัวเข้ารหัส ตัวแก้ไข
ควบคุมอิเล็กทรอนิกส์	ตีความสัญญาณ ขับเคลื่อนมอเตอร์	PCB พร้อมไมโครคอนโทรลเลอร์ H-bridge
ลิมิตสวิตช์	กำหนดขอบเขตการสิ้นสุดการเดินทาง	ลูกเบี้ยวกล แม่เหล็ก ออปติคัล
แทนที่ด้วยตนเอง	ช่วยให้สามารถใช้งานมือได้ในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ	Handwheel พร้อมกลไกการปลดคลัตช์
สิ่งที่แนบมา	ปกป้องภายในจากสิ่งแวดล้อม	อะลูมิเนียมหรือสเตนเลส ระดับ IP67/IP68

แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าแบบหลายเลี้ยว: การใช้งานและเกณฑ์การคัดเลือก

A แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าแบบหลายเลี้ยว สร้างเอาท์พุตการหมุนอย่างต่อเนื่องโดยต้องมีการปฏิวัติเต็มมากกว่าหนึ่งครั้งเพื่อให้จังหวะวาล์วสมบูรณ์ หมวดหมู่นี้ใช้เป็นหลักในการใช้งานวาล์วประตู โกลปวาล์ว ประตูประตูน้ำ และบอลวาล์วก้านที่เพิ่มขึ้น โดยที่ก้านจะต้องเคลื่อนที่ผ่านหลายรอบเพื่อไปยังตำแหน่งเปิดเต็มที่หรือปิดสนิท

วิธีการเคลื่อนไหวแบบหลายเลี้ยวเกิดขึ้นได้อย่างไร

มอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อนเฟืองตัวหนอนหรือชุดเฟืองเกลียวซึ่งจะลดความเร็วและเพิ่มแรงบิดไปพร้อมๆ กัน โดยทั่วไปเอาต์พุตจะถูกส่งผ่านน็อตก้านมาตรฐานหรือปลอกขับที่ประกอบกับก้านวาล์วแบบขึ้นหรือไม่ขึ้นโดยตรง เนื่องจากเพลาส่งออกหมุนอย่างต่อเนื่องในทิศทางเดียวเพื่อเปิดและกลับด้านเพื่อปิด การติดตามตำแหน่งที่แม่นยำจึงเป็นสิ่งสำคัญ

ช่วงแรงบิดและข้อมูลจำเพาะเอาท์พุต

แอคชูเอเตอร์แบบหลายเลี้ยวได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับการใช้งานที่มีแรงบิดสูง โดยทั่วไปหน่วยอุตสาหกรรมจะครอบคลุมช่วงต่อไปนี้:

งานเบา หน่วย: 10 Nm ถึง 100 Nm เหมาะสำหรับวาล์วประตูขนาดเล็กในการจ่ายน้ำ
หน้าที่ปานกลาง หน่วย: 100 Nm ถึง 1,000 Nm ใช้ในโรงงานแยกและแปรรูปท่อ
งานหนัก หน่วย: 1,000 Nm ถึงมากกว่า 30,000 Nm ใช้งานกับวาล์วสายส่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่

เวลาการทำงานของมอเตอร์ต่อจังหวะจะสัมพันธ์โดยตรงกับอัตราทดเกียร์และความเร็วของมอเตอร์ โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 15 วินาทีถึงหลายนาที ขึ้นอยู่กับจำนวนรอบที่ต้องการและความเร็วเอาท์พุตที่เลือก

พารามิเตอร์การเลือกคีย์

เมื่อระบุแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าแบบหลายเลี้ยวสำหรับโครงการอุตสาหกรรม วิศวกรจะต้องประเมินพารามิเตอร์ต่อไปนี้โดยเทียบกับข้อกำหนดของวาล์วและกระบวนการ:

พารามิเตอร์	ช่วงทั่วไป	ผลกระทบต่อการคัดเลือก
เอาท์พุต Torque	10 - 32,000 นิวตันเมตร	จะต้องเกินแรงบิดการแตกหักของวาล์วด้วยปัจจัยด้านความปลอดภัย
จำนวนรอบ	1.5 - 500 รอบ	กำหนดอัตราทดเกียร์และระยะชัก
แรงดันไฟฟ้า	110V, 220V, 380V, 480V เอซี	ต้องตรงกับโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานของไซต์
รอบหน้าที่	15 นาที 30 นาที S2/S4	กำหนดความถี่ในการทำงานที่อนุญาต
สิ่งที่แนบมา Rating	IP65 ถึง IP68	ควบคุมความเหมาะสมสำหรับการใช้งานแบบชะล้างหรือจุ่มใต้น้ำ
โปรโตคอลการสื่อสาร	4-20mA, ฮาร์ต, โปรไฟบัส	ต้องเข้ากันได้กับระบบควบคุมที่มีอยู่

การใช้งานทั่วไป

แอคชูเอเตอร์แบบหมุนหลายรอบปรากฏในแทบทุกภาคส่วนของอุตสาหกรรมหนัก กรณีการใช้งานที่เกิดซ้ำ ได้แก่ วาล์วประตูก้านที่เพิ่มขึ้นบนท่อน้ำหลัก วาล์วโลกบนส่วนหัวควบคุมไอน้ำ ประตูระบายน้ำในการบำบัดน้ำเสีย และวาล์วประตูมีดในวงจรสารละลายเหมืองแร่ ในแต่ละสถานการณ์ ความสามารถในการปรับการไหล ณ จุดใดก็ได้ในการเคลื่อนตัวของก้าน ไม่ใช่แค่ที่ตำแหน่งเปิดสุดหรือปิดสุดเท่านั้น ถือเป็นข้อได้เปรียบที่เหนือกว่าทางเลือกอื่นในการเปิด/ปิดที่ง่ายกว่า

แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าแบบหมุนควอเตอร์: การออกแบบ แรงบิด และการใช้ในอุตสาหกรรม

A แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าแบบหมุนควอเตอร์ ให้เอาต์พุตการหมุน 90 องศาพอดีเพื่อเปิดหรือปิดวาล์ว หมวดหมู่นี้ครอบคลุมถึงบอลวาล์ว วาล์วปีกผีเสื้อ ปลั๊กวาล์ว และแดมเปอร์ ซึ่งทั้งหมดนี้เปลี่ยนจากเปิดสุดไปเป็นปิดสุดโดยการหมุนเพลาเพียงหนึ่งในสี่

กลไกภายในและส่วนต่อประสานเอาต์พุต

มอเตอร์ขับเคลื่อนชุดเกียร์ทดรอบที่ส่งออกการหมุน 90 องศาด้วยแรงบิดสูงที่ความเร็วต่ำ คัปปลิ้งเอาท์พุตเป็นไปตามมาตรฐาน ISO 5211 ซึ่งกำหนดขนาดหน้าแปลนสำหรับติดตั้งและรูปทรงของซ็อกเก็ตไดรฟ์ การกำหนดมาตรฐานนี้ทำให้แอคชูเอเตอร์รุ่นเดียวสามารถติดตั้งกับผู้ผลิตวาล์วหลายรายโดยไม่ต้องใช้อะแดปเตอร์แบบกำหนดเอง

แรงบิดเอาท์พุตและการปรับขนาด

แอคชูเอเตอร์แบบหมุนควอเตอร์จะผลิตเอาต์พุตแรงบิดที่ปรับเทียบกับแรงบิดต้านทานของวาล์วที่จุดที่ต้องใช้มากที่สุดในจังหวะ สำหรับบอลวาล์ว โดยทั่วไปจุดนั้นจะเป็นช่วงจังหวะกลางเมื่อรูเจาะอยู่ที่ 45 องศาเพื่อให้ไหลและค่าความแตกต่างของความดันจะสูงที่สุด แบบแผนการปรับขนาดโดยทั่วไปจะใช้ปัจจัยด้านความปลอดภัยที่ 1.25 ถึง 1.5 เหนือแรงบิดของวาล์วที่ได้รับการจัดอันดับ

หน่วยขนาดกะทัดรัด : 5 Nm ถึง 50 Nm ใช้กับบอลวาล์วเจาะขนาดเล็กในระบบ HVAC การแปรรูปอาหารและสายเครื่องมือวัด
มาตรฐานอุตสาหกรรม : 50 Nm ถึง 1,500 Nm ครอบคลุมขนาดบอลท่อและวาล์วปีกผีเสื้อส่วนใหญ่
เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ : 1,500 Nm ถึง 8,000 Nm สำหรับวาล์วผีเสื้อท่อส่งและการแยกถัง

ตัวเลือกที่ไม่ปลอดภัย

การใช้งานแบบควอเตอร์เทิร์นหลายครั้งต้องการให้วาล์วเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งที่กำหนดเมื่อสูญเสียพลังงานหรือสัญญาณควบคุม สามารถทำได้ด้วยกลไกหลัก 2 ประการ:

กลไกป้องกันความล้มเหลว	หลักการทำงาน	เหมาะที่สุดสำหรับ
ฤดูใบไม้ผลิกลับมา	สปริงที่ชาร์จแล้วจะขับเคลื่อนวาล์วเมื่อสูญเสียพลังงาน	การปิดระบบความปลอดภัย, สายป้องกันอัคคีภัย
แบตเตอรี่สำรอง (ESD)	แบตเตอรี่ออนบอร์ดขับเคลื่อนมอเตอร์เมื่อสัญญาณขาดหาย	วาล์วปิดฉุกเฉินพร้อมการควบคุมจังหวะเวลา
การส่งคืนตัวเก็บประจุ	ตัวเก็บประจุปล่อยประจุเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์	วาล์วแยกออกฤทธิ์เร็ว

การออกแบบสปริงกลับเพิ่มความซับซ้อนทางกลและต้องมีการตรวจสอบสปริงเป็นระยะ ในขณะที่การออกแบบแบตเตอรี่และตัวเก็บประจุเสนอตำแหน่งความล้มเหลวที่ตั้งโปรแกรมได้ รวมถึงความล้มเหลวในตำแหน่ง ซึ่งจะยึดวาล์วไว้ที่ตำแหน่งสุดท้ายที่ทราบเมื่อสัญญาณสูญหาย

เปิด/ปิด เทียบกับ การปรับแอคชูเอเตอร์แบบหมุนควอเตอร์

แอคชูเอเตอร์แบบหมุนควอเตอร์มี 2 ประเภทการใช้งาน ยูนิตเปิด/ปิดเพียงขับเคลื่อนวาล์วไปที่จุดหยุดสุดใดด้านหนึ่ง และได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับความเร็วในการเปลี่ยนและความทนทาน ยูนิตมอดูเลตเพิ่มการควบคุมตำแหน่งตามสัดส่วนด้วยอินพุตควบคุม 4-20mA หรือ 0-10V ช่วยให้วาล์วสามารถจับมุมระหว่าง 0 ถึง 90 องศาตามสัญญาณความต้องการของกระบวนการ แอคทูเอเตอร์แบบมอดูเลตต้องการการตอบสนองตำแหน่งที่มีความละเอียดสูงกว่าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมที่ซับซ้อนมากขึ้น แต่ยังมีความสามารถในการควบคุมการไหลซึ่งจำเป็นต่อการใช้งานควบคุมปริมาณกระบวนการ

แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าเชิงเส้น: แรงขับ ระยะชัก และขอบเขตการใช้งาน

ในกรณีที่เอาต์พุตแบบหมุนไม่สามารถทำได้หรือในกรณีที่การออกแบบวาล์วต้องการการเคลื่อนที่ของก้านเป็นเส้นตรง แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าเชิงเส้น (หรือที่เรียกว่าไลเนอร์อิเล็กโทรแอคชูเอเตอร์ในแค็ตตาล็อกอุตสาหกรรม) จะช่วยแก้ปัญหาได้ หน่วยเหล่านี้จะแปลงการหมุนของมอเตอร์เป็นแรงขับตามแนวแกนโดยใช้กลไกลีดสกรู บอลสกรู หรือโรลเลอร์สกรู

ตัวเลือกกลไกการแปลง

ประเภทของสกรูควบคุมประสิทธิภาพ ความสามารถในการรับน้ำหนัก และอายุการใช้งาน:

ลีดสกรู (เกลียว ACME) : เรียบง่าย ต้นทุนต่ำ ล็อคตัวเองขณะโหลด ประสิทธิภาพโดยทั่วไป 30-50%; เหมาะสำหรับการใช้งานรอบต่ำ
บอลสกรู : หน้าสัมผัสแบบกลิ้งให้ประสิทธิภาพ 90%; ต้องใช้เบรกป้องกันแบ็คไดรฟ์ เหมาะสำหรับการปรับและการใช้งานการปั่นจักรยานบ่อยครั้ง
สกรูลูกกลิ้ง (ดาวเคราะห์) : ความสามารถในการรับน้ำหนักและอายุการใช้งานสูงสุด ใช้ในงานอุตสาหกรรมหนักและงานใต้ทะเลซึ่งบอลสกรูอาจได้รับความเมื่อยล้า

ข้อมูลจำเพาะของแรงขับและจังหวะ

ความสามารถของตัวกระตุ้นเชิงเส้นถูกกำหนดโดยแรงผลักดันและความยาวของระยะชัก ไม่ใช่แรงบิดและการหมุน:

ชั้นเรียน	เอาท์พุทแรงผลักดัน	ความยาวช่วงชัก	ประเภทวาล์วทั่วไป
อุตสาหกรรมเบา	0.5 กิโลนิวตัน - 5 กิโลนิวตัน	25 - 150 มม	คอนโทรลวาล์ว โกลปวาล์วเล็ก
อุตสาหกรรมขนาดกลาง	5 กิโลนิวตัน - 50 กิโลนิวตัน	100 - 400 มม	วาล์วประตู วาล์วไดอะแฟรม
อุตสาหกรรมหนัก	50 กิโลนิวตัน - 200 กิโลนิวตัน	300 - 1,000 มม	วาล์วประตูขนาดใหญ่ ประตูมีด ประตูน้ำ

ข้อดีเหนือกระบอกสูบนิวแมติก

แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าเชิงเส้นแข่งขันโดยตรงกับกระบอกสูบนิวแมติกเพื่อการเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง ตัวสร้างความแตกต่างด้านประสิทธิภาพที่สำคัญได้แก่:

ไม่จำเป็นต้องจ่ายอากาศอัด ช่วยลดต้นทุนทุนของคอมเพรสเซอร์และการใช้พลังงานอย่างต่อเนื่อง (ระบบอัดอากาศเสียพลังงานอินพุตถึง 30% ไปกับการรั่วไหล)
การวางตำแหน่งตรงกลางที่แม่นยำภายในความละเอียด 0.1 มม. โดยใช้การตอบสนองของตัวเข้ารหัส เทียบกับข้อจำกัดสองตำแหน่งของกระบอกสูบนิวแมติกพื้นฐาน
ความสามารถในการควบคุมแรงเพื่อป้องกันความเสียหายจากที่นั่งมากเกินไปบนบ่าวาล์วที่ละเอียดอ่อน
การจำกัดแรงขับในตัวช่วยปกป้องวาล์วและการบรรจุจากสภาวะที่มีแรงมากเกินไป
ประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -40 C ถึง 70 C โดยไม่ต้องกังวลเรื่องความหนืด

การจัดระดับพื้นที่สิ่งแวดล้อมและพื้นที่อันตราย

ตัวกระตุ้นเชิงเส้นที่ใช้งานในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง ในทะเล หรือในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงทางเคมี จำเป็นต้องมีการป้องกันทางเข้าและข้อกำหนดเฉพาะของวัสดุโดยเฉพาะ IP67 (การแช่ชั่วคราว) และ IP68 (การจุ่มใต้น้ำอย่างต่อเนื่อง) เป็นมาตรฐานสำหรับการติดตั้งห้องนิรภัยใต้ทะเลหรือน้ำท่วม สำหรับสถานที่อันตราย ต้องใช้หน่วยที่ได้รับการรับรอง ATEX Zone 1/Zone 2 หรือ IECEx พร้อมกล่องหุ้มมอเตอร์ที่ทนไฟหรือเพิ่มความปลอดภัย ฮาร์ดแวร์ภายนอกที่ทำจากสเตนเลสสตีลและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เคลือบตามโครงสร้างช่วยยืดอายุการใช้งานในสภาพแวดล้อมชายฝั่งทะเลและมีความชื้นสูง

การเปรียบเทียบทั้งสามประเภท: กรอบการตัดสินใจเชิงปฏิบัติ

การเลือกระหว่างประเภทตัวกระตุ้นแบบหลายรอบ สี่ส่วน และแบบเชิงเส้น จำเป็นต้องจับคู่การเคลื่อนที่เอาท์พุตของตัวกระตุ้นให้ตรงกับข้อกำหนดทางกลของวาล์ว ตารางด้านล่างสรุปความแตกต่างที่สำคัญที่สุดในการตัดสินใจ:

เกณฑ์	มัลติเทิร์น	ควอเตอร์เทิร์น	เชิงเส้น
เอาท์พุต Motion	การหมุนหลายรอบ (ต่อเนื่อง)	การหมุน 90 องศา	ตามแนวแกน (เส้นตรง)
ประเภทวาล์วหลัก	ประตู ลูกโลก ประตูน้ำ	บอล,ผีเสื้อ,ปลั๊ก	ลูกโลก ประตู ไดอะแฟรม มีด
แรงบิด/ช่วงแรง	10 - 32,000 นิวตันเมตร	5 - 8,000 นิวตันเมตร	แรงขับ 0.5 - 200 กิโลนิวตัน
ตำแหน่ง Control	การมอดูเลต, เปิด/ปิด	การมอดูเลต, เปิด/ปิด	การมอดูเลต, เปิด/ปิด
ตัวเลือกที่ไม่ปลอดภัย	แบตเตอรี่, ตัวเก็บประจุ	สปริง,แบตเตอรี่,คาปาซิเตอร์	สปริงแบตเตอรี่
มาตรฐานการติดตั้ง	ISO 5210	ISO 5211	EN ISO 15081 หน้าแปลนแบบกำหนดเอง
ความซับซ้อนในการติดตั้ง	ปานกลาง	ต่ำ	ต่ำ to Medium

ขั้นตอนการตัดสินใจ: การเลือกประเภทที่เหมาะสม

การมอดูเลตเทียบกับการควบคุมเปิด/ปิดประเภทต่างๆ

แอคชูเอเตอร์ทั้งสามประเภทรองรับทั้งการสลับเปิด/ปิดและการมอดูเลตตามสัดส่วน อย่างไรก็ตาม ระดับของความซับซ้อนในการควบคุมที่สร้างขึ้นในหน่วยนั้นแตกต่างกันไปอย่างมาก ยูนิตเปิด/ปิดระดับเริ่มต้นใช้ลิมิตสวิตช์เชิงกลแบบธรรมดาและรีเลย์ควบคุมตัวเดียว ยูนิตมอดูเลตระดับกลางเพิ่มการตอบสนองตำแหน่งแอนะล็อกด้วย I/O 4-20mA หรือ 0-10V แอคชูเอเตอร์อัจฉริยะขั้นสูงรวมเอาตัวกำหนดตำแหน่งดิจิทัลเข้ากับ PID loop, การสื่อสารฟิลด์บัส, การทดสอบระยะชักบางส่วน และการบันทึกข้อมูลการวินิจฉัย ทั้งหมดนี้อยู่ภายในกล่องหุ้มของแอคชูเอเตอร์

สำหรับลูปควบคุมที่สำคัญซึ่งความแม่นยำของตำแหน่งวาล์วส่งผลต่อคุณภาพหรือความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ แอคทูเอเตอร์แบบมอดูเลตอัจฉริยะพร้อมการวินิจฉัยแบบบูรณาการสามารถลดการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนโดยการตรวจจับการสึกหรอของเบาะนั่ง แรงเสียดทานในการอัดก้านเพิ่มขึ้น และแนวโน้มฟันเฟืองของเกียร์ก่อนที่จะทำให้กระบวนการพลิกผัน

แนวทางปฏิบัติในการติดตั้ง การว่าจ้าง และการบำรุงรักษา

การตรวจสอบก่อนการติดตั้ง

ก่อนติดตั้งแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้า ขั้นตอนการตรวจสอบต่อไปนี้จะช่วยลดความล้มเหลวในการทดสอบเดินเครื่อง:

ยืนยันว่าแรงบิดหรือแรงขับเอาท์พุตของแอคทูเอเตอร์เกินแรงบิดที่ต้องการสูงสุดของวาล์วโดยมีปัจจัยด้านความปลอดภัยที่เหมาะสม (ขั้นต่ำ 1.25x)
ตรวจสอบว่าขนาดหน้าแปลนติดตั้ง (ISO 5210 หรือ ISO 5211 สำหรับโรตารี; EN ISO 15081 หรือกำหนดเองสำหรับเชิงเส้น) ตรงกับงานด้านบนของวาล์ว
ตรวจสอบแรงดันไฟจ่ายและเฟสกับป้ายชื่อมอเตอร์ของแอคชูเอเตอร์
ยืนยันว่าประเภทสัญญาณควบคุม (แยก, 4-20mA, ฟิลด์บัสแบบดิจิทัล) เข้ากันได้กับการ์ดเอาต์พุต DCS หรือ PLC ของไซต์งาน
ตรวจสอบการจัดประเภทพื้นที่อันตรายของสถานที่ติดตั้งโดยเทียบกับพิกัด Ex ของแอคชูเอเตอร์

ขั้นตอนการตั้งค่าลิมิตสวิตช์

การสอบเทียบลิมิตสวิตช์ที่ไม่ถูกต้องเป็นสาเหตุหลักของความเสียหายของแอคทูเอเตอร์ในปีแรกของการบริการ ต้องตั้งค่าลิมิตสวิตช์เปิดและปิดเพื่อหยุดกำลังของมอเตอร์ก่อนที่วาล์วจะถึงจุดหยุดแข็งทางกล สำหรับวาล์วเกทและโกลบ ขีดจำกัดการปิดควรตัดกำลังมอเตอร์เมื่อแผ่นดิสก์ถูกติดตั้งอย่างแน่นหนา แต่ก่อนที่แรงบิดของมอเตอร์จะเกินค่าโหลดที่นั่งสูงสุดที่อนุญาตของวาล์ว สำหรับบอลวาล์วและวาล์วปีกผีเสื้อ การหยุดเคลื่อนที่ 90 องศาถูกตั้งค่าไว้ในกลไกลูกเบี้ยวของแอคชูเอเตอร์ และควรได้รับการตรวจสอบด้วยตัวบ่งชี้องศา แทนที่จะใช้ความรู้สึก

ช่วงเวลาการบำรุงรักษาตามกำหนดการ

กิจกรรม	ช่วงเวลา	หมายเหตุ
การตรวจสอบด้วยสายตาของกล่องหุ้มและรายการสายเคเบิล	รายเดือน	ตรวจสอบทางเข้า การกัดกร่อน ต่อมหลวม
การทดสอบฟังก์ชันแทนที่ด้วยตนเอง	รายไตรมาส	ตรวจสอบให้แน่ใจว่ากลไกการปลดคลัตช์ทำงานและปลดออกอย่างอิสระ
การตรวจสอบลิมิตสวิตช์และสวิตช์แรงบิด	ทุก 6 เดือน	ทำงานภายใต้ภาระ; ยืนยันตำแหน่งที่ตรงกับการอ่าน DCS
การทดสอบจังหวะบางส่วน (สำหรับวาล์วนิรภัย)	รายเดือน to quarterly	ตรวจสอบการเคลื่อนไหวของแอคชูเอเตอร์และวาล์วโดยไม่มีรอบการทำงานเต็ม
กล่องเกียร์ grease renewal	ทุก 3-5 ปี	ตามกำหนดการของผู้ผลิต ใช้จาระบีเกรดที่กำหนด
การเปลี่ยนแบตเตอรี่ (หากติดตั้ง)	ทุก 3-5 ปี	ทดสอบความจุก่อน เปลี่ยนเชิงรุกก่อนที่จะล้มเหลว

โหมดความล้มเหลวทั่วไปและตัวบ่งชี้การวินิจฉัย

การทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างอาการกับสาเหตุช่วยให้ทีมบำรุงรักษาดำเนินการได้ก่อนที่ความล้มเหลวทั้งหมดจะเกิดขึ้น:

แอคชูเอเตอร์หยุดกลางจังหวะ : ตรวจสอบว่ามีการเสียดสีการอัดแน่นของก้านเพิ่มขึ้น เศษในบ่าวาล์ว หรือชุดสวิตช์แรงบิดต่ำเกินไป
วาล์วเกินตำแหน่งเป้าหมาย : ตรวจสอบพารามิเตอร์การปรับ PID ของตัวกำหนดตำแหน่ง ตรวจสอบกลไกฟันเฟืองในขบวนเกียร์
มอเตอร์ runs hot : ตรวจสอบว่าไม่เกินรอบการทำงาน ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าตกขณะโหลด
ตำแหน่ง feedback drift : ตรวจสอบหน้าสัมผัสปัดน้ำฝนโพเทนชิออมิเตอร์หรือความสมบูรณ์ของสัญญาณตัวเข้ารหัส ตรวจสอบความชื้นบน PCB
ขาดการติดต่อสื่อสารเป็นระยะๆ : ทดสอบตัวต้านทานการสิ้นสุดสายไฟฟิลด์บัส ตรวจสอบการป้องกันสายเคเบิลและการต่อสายดิน

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าแบบหลายเลี้ยวและแบบสี่รอบแตกต่างกันอย่างไร?

แอคชูเอเตอร์แบบหลายเลี้ยวจะหมุนจนสุดหลายรอบเพื่อเคลื่อนวาล์วจากเปิดเป็นปิด ทำให้เหมาะสำหรับวาล์วประตูและโกลปวาล์วที่มีก้านยกขึ้นหรือก้านไม่ยกขึ้น แอคชูเอเตอร์แบบหมุนสี่เลี้ยวให้การหมุน 90 องศาพอดี ซึ่งตรงกับการเคลื่อนที่ของบอลวาล์ว, บัตเตอร์ฟลายวาล์ว และปลั๊กวาล์ว ทั้งสองประเภทใช้เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และมอเตอร์คล้ายกัน แต่แตกต่างกันในการออกแบบกระปุกเกียร์และมาตรฐานคัปปลิ้งเอาท์พุต

คำถามที่ 2: ฉันจะกำหนดพิกัดแรงบิดที่ถูกต้องสำหรับแอคชูเอเตอร์แบบหมุนสี่รอบได้อย่างไร

เริ่มต้นด้วยแรงบิดแตกหักที่เผยแพร่โดยผู้ผลิตวาล์วและข้อมูลแรงบิดที่ใช้งานที่ความดันส่วนต่างสูงสุดที่วาล์วจะเห็น ใช้ปัจจัยด้านความปลอดภัยอย่างน้อย 1.25 เพื่อพิจารณาการสึกหรอของเบาะนั่ง ผลกระทบของอุณหภูมิ และความแปรผันของแรงกดในสาย สำหรับการใช้งานแบบมอดูเลต ให้พิจารณาแรงบิดเคลื่อนที่ตรงกลางที่ตำแหน่ง 45 องศา ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นค่าสูงสุดสำหรับบอลวาล์ว แรงบิดเอาท์พุตของแอคชูเอเตอร์ที่เลือกจะต้องเกินข้อกำหนดที่คำนวณนี้ตลอดช่วงอุณหภูมิการทำงานแบบเต็ม

คำถามที่ 3: แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าเชิงเส้นสามารถเปลี่ยนกระบอกนิวแมติกในการติดตั้งที่มีอยู่ได้หรือไม่

ในกรณีส่วนใหญ่ใช่ ข้อกำหนดหลักคือความยาวของระยะชักและแรงขับของชุดไฟฟ้าตรงกันหรือเกินกว่าข้อกำหนดเฉพาะของกระบอกสูบนิวแมติก และรูปทรงการเชื่อมต่อปลายก้านสูบเข้ากันได้กับแอกของวาล์วและขั้วต่อก้านวาล์ว กระบอกสูบนิวแมติกบางประเภทยังรวมตัวกำหนดตำแหน่งไว้ด้วยซึ่งจะต้องจำลองแบบในชุดอิเล็กทรอนิกส์ควบคุมของแอคทูเอเตอร์ไฟฟ้า โครงสร้างพื้นฐานการเดินสายแรงดันไฟฟ้าและสัญญาณต้องถูกส่งไปยังตำแหน่งวาล์ว ซึ่งอาจต้องมีการติดตั้งท่อร้อยสายเพิ่มเติม

คำถามที่ 4: แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าทางอุตสาหกรรมรองรับโปรโตคอลการสื่อสารใดบ้าง

แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าอุตสาหกรรมสมัยใหม่รองรับโปรโตคอลที่หลากหลาย ขึ้นอยู่กับระดับผลิตภัณฑ์ ในระดับพื้นฐาน การเดินสายแบบแยก (คำสั่งเปิด/ปิด หน้าสัมผัสการตอบสนองแบบเปิด/ปิด) และการตอบสนองตำแหน่งแบบอะนาล็อก 4-20mA เป็นแบบสากล แอคทูเอเตอร์อัจฉริยะระดับกลางเพิ่ม HART สำหรับการสื่อสารแบบโอเวอร์เลย์บนลูป 4-20mA หน่วยขั้นสูงรองรับ PROFIBUS DP, Foundation Fieldbus, Modbus RTU/TCP, DeviceNet และโปรโตคอลที่ใช้อีเทอร์เน็ตเพิ่มมากขึ้น เช่น PROFINET และ EtherNet/IP สำหรับการผสานรวมกับสถาปัตยกรรม Industry 4.0

คำถามที่ 5: ควรระบุระดับการป้องกันตู้สำหรับการติดตั้งภายนอกอาคารเท่าใด

สำหรับการติดตั้งภายนอกอาคารทั่วไปที่ต้องโดนฝนและการทำความสะอาดสายยาง IP65 (กันฝุ่นและป้องกันแรงดันน้ำ) คือระดับขั้นต่ำที่ยอมรับได้ ในสภาพแวดล้อมชายฝั่งทะเลหรือการใช้งานที่อาจเกิดน้ำท่วม แนะนำให้ใช้ IP67 (จุ่มลงในน้ำลึก 1 เมตรชั่วคราว) หรือ IP68 (จุ่มน้ำอย่างต่อเนื่อง) วัสดุตัวเครื่องมีความสำคัญพอๆ กับระดับ IP: อะลูมิเนียมหล่อเคลือบอีพ็อกซี่เหมาะกับสภาพแวดล้อมส่วนใหญ่ ในขณะที่สเตนเลส 316 ได้รับการระบุไว้สำหรับสภาวะการสัมผัสกรดหรือด่างแก่นอกชายฝั่ง ในทะเล และรุนแรง

คำถามที่ 6: ควรทำการทดสอบระยะชักบางส่วนกับแอคทูเอเตอร์ไฟฟ้าที่ติดตั้งบนวาล์วระบบเครื่องมือวัดด้านความปลอดภัยบ่อยแค่ไหน

ความถี่ในการทดสอบระยะชักบางส่วนที่ต้องการนั้นขึ้นอยู่กับเป้าหมายระดับความสมบูรณ์ด้านความปลอดภัย (SIL) สำหรับฟังก์ชันด้านความปลอดภัยและข้อมูลอัตราความล้มเหลวที่พิสูจน์แล้วในการใช้งานของแอคชูเอเตอร์ ในทางปฏิบัติ การใช้งาน SIL 2 ส่วนใหญ่จะทำการทดสอบระยะชักบางส่วนทุกๆ หนึ่งถึงสามเดือน เพื่อรักษาความน่าจะเป็นที่ต้องการของความล้มเหลวตามความต้องการ โดยทั่วไปการทดสอบการเคลื่อนตัวบางส่วนจะฝึกวาล์วให้ผ่านระยะ 10 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ของการเคลื่อนที่ ซึ่งเพียงพอที่จะตรวจสอบอิสระในการเคลื่อนที่ทางกลไกโดยไม่รบกวนการไหลของกระบวนการ

โพสต์ก่อนหน้า ระบบอัตโนมัติของวาล์วอุตสาหกรรม: การประเมินเชิงเปรียบเทียบทางเทคนิคของแอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกและแบบไฟฟ้า

ติดต่อเรา

กำหนดอนาคตของผลิตภัณฑ์กับเรา!

ลิงค์ด่วน

ผลิตภัณฑ์

ข้อมูลติดต่อ

ที่อยู่: Laoli Industrial Park, หมู่บ้าน Chaoyang, Hengshan Bridge Town, เขต Wujin, Changzhou City, Jiangsu Province, จีน
โทรศัพท์: 0086 15335008985
อีเมล:

มือถือ