آی توپی پوزیشنر چیست ؟ و انواع آی توپی پوزیشنر

آی توپی یا I / P نماد جریان فعلی /  پنوماتیک  است که ۴ - 20 mA  را به ۳ - ۱۵ psi در مبدل I / P تبدیل می‌شود .

یک مبدل آی توپی یک دستگاه بسیار ساده است که سیگنال ۴ - ۲۰ mA را به سیگنال هوایی ۳ - ۱۵ psi تبدیل می‌کند . اغلب با شیر کنترلی ( کنترل ولو ) پنوماتیک استفاده می‌شود اما هیچ منطقی یا بازخوردی ندارد . شما می‌توانید بگویید که شما از یک آی توپی برای تبدیل جریان الکترونیکی به یک سیگنال پنوماتیک برای استفاده از یک شیر کنترل پنوماتیک پوزیشنر استفاده می‌کنید .

پوزیشنر یا Positioner بسیار دقیق و پیچیده است که ۴ تا ۲۰ mA یا سیگنال دیجیتال را دریافت می‌کند و  برای فرآیند های حساس  انتخاب شده‌ است .

شیر پوزیشنر  دستگاهی است که برای افزایش یا کاهش فشار بار هوا استفاده می‌شود محرک یک شیر کنترل تا زمانی که ساقه شیر به یک موقعیت متعادل برای سیگنال خروجی از کنترلر متغیر فرآیند برسد 

پوزیشنر معمولا بر روی yoke یا پوشش فوقانی محرک پنوماتیک برای شیر های کنترل لغزشی ، خطی - لغزشی و یا نزدیک به محور شیرهای کنترل چرخشی سوار می‌شوند .

برای نوع طراحی پایه ، شیر پوزیشنر  به طور مکانیکی به ساقه شیر  یا دریچه شیر متصل می‌شود تا موقعیت آن‌ها با موقعیت تعیین‌شده توسط کنترل‌ کننده برسد . این ارتباط بازخورد مکانیکی به گونه‌ای کار می‌کند که کنترلر فرآیند به پوزیشنر می‌گوید که موقعیت  را تغییر دهد ؛ گزارش‌ها ارتباط بازخورد به پوزیشنر تایید می‌کنند که تغییر در موقعیت ساقه شیر رخ داده‌است و احساس بزرگ بودن تغییر در موقعیت را می‌دهد . 

آقای یوسفی 09122250251 -02133950604 - 02133951105

پوزیشنر چیست؟

پوزیشنر ابزاری است که در راستای کمک به شیر کنترل ( کنترل ولو ) و درجهت سهولت در تنظیم آن نصب می‌ گردد، که در واقع 1 سرو مکانیزم میباشد و از یک طرف ، رله ای تفویت کننده است که دستور صادر شده  از کنترلر  را تقویت و به اکچویتور (محرک یا actuator) انتقال میدهد .

کنترل ولو میبایست این توانایی را داشته باشد که سریع و  پیوسته به نواسانات سیگنال کنترلی پاسخ بدهد.
به طور کلی تجهیزات و ادوات ابزار دقیق بسیاری وجود دارند که در صنایع برای تسهیل و کنترل فرآیندهای گوناگون به کار گرفته می شوند .
محدوده کارکرد تجهیزات و ادوات ابزار دقیق لزوما به ارتقاء در کارایی صنایع مختلف محصور نمیگردد؛ و دامنه کارگرد آن به ارتقای ایمنی سیستم های گوناگون صنعتی نیز میرسد .
پوزیشنر ها نیز به عنوان یکی ازتجهیزات مورد استفاده در  ابزار دقیق شناخته می شوند ، به عنوان مثال کنترل ولو ها که یکی مهم ترین تجهیزات در زمینه ابزار دقیق هستند بوسیله پوزیشنر میتواند کمیت هایی نظیر دما ، فشار و دبی سیال را کنترل کنند .
به عبارتی دیگر پوزیشنر بر  روی کنترل ولو نصب می گردد و محدوده عملیات شیر با توجه به تنظیمات پوزیشنر تعیین می گردد.
مثلا پوزیشنر تعیین می کند که در صورت بالاتر رفتن دمای سیال عبوری از مقدار مشخص شده ای ، کنترل ولو  باز یا بسته گردد.
در بسیاری از مواقع ، یک شیر  و یک اکچیتور هم سایز و متناسب همدیگر جوابگوی سازه و پایپینگ میباشد ، ولی حالات بخصوص و تعریف شده ای نیز هستند که میبایست از یک پوزیشنر مناسب  استفاده نمود .

برخی از مهمترین دلایل استفاده از پوزیشنر در شیر ها :

– در صورتی که فاصله بین کنترلر و شیر کنترلی بیشتر از 150 فوت باشد
– ازدیاد فشار و بالا بودن ویسکوزیته سیال مورد کنترل
– در مواقع لزوم ، تقویت و تغییر دادن نسبت به فرمان وارده از کنترلر
– تسریع در عملکرد کنترل ولو  و حذف هر گونه تأخیر زمانی آن
– اصطکاک بوجود آمده در مکانیزم کنترل ولو به موجب آب بندی در گلوگاه شیر
هر گونه تغییر در فشار خروجی کنترلر ، می بایست بر ناحیه سطح دیافراگم مؤثر گردد .
در صورت استفاده نکردن از پوزیشنر ، خروجی کنترلر به طور مستقیم به اکچویتور متصل می گردد. و در حالتی که از پوزیشنر استفاده شود خروجی کنترلر بواسطه پوزیشنر به یک بیلوز متصل میگردد.  
 زمانیکه حجم اکچویتور زیاد باشد ، احتمال طول کشیدن در عکس العمل وجود دارد.
زمانیکه حجم بیلوز نسبت به اکچویتور کم باشد ،  تغییرات اندک در خروجی کنترلگر ، بصورت فزاینده ای توسط بیلوز نمایان می‌ شود .
از حرکت تولید شده توسط بیلوز جهت به حرکت درآوردن شیر پایلوت ( یا فلاپر ، دز صورتیکه از سیستم فلاپر  نازل استفاده شود ) استفاده می‌ گردد که موجب میگردد که حجم بسیار زیادی از گاز سریعا وارد اکچویتور گردد .در نتیجه  استفاده نمودن از پوزیشنر ، تضمین می‌نماید که سریعا به تغییرات سیگنال کنترل پاسخ داده شود.

اجزای به کار رفته در پوزیشنر  به صورت کلی :

– میله متعادل کننده با میله رابط  ، که سیگنال دریافتی را با موقعیت جدید ساق شیر همسان می‌ نماید .
شیر راهنما یا–بیلوز( spool valve ) ، که سیگنال صادره شده از کنترلر  را دریافت می‌ نماید .
– بادامک (cam) ، که وظیفه آن تعیین نمودن رابطه بین موقعیت قرار گیری توپی ( پلاگ ) ، کنترل ولو  و همچنین فرمان صادر شده از کنترلر می‌باشد.
بادامک مجری فرمان صادر شده از پوزیشنر میباشد و بادامک در اتصال مستقیم با توپی یا پلاک کنترل ولو قرار دارد و به محض صدور فرمان ، با به حرکت درآمدن بادامک، شیر باز یا بسته می گردد.
– شیر پیلوت (pilot valve)، که با اسامی رله یا بوستر نیز شناخته میشوند و باعث تقویت فرمان صادر شده از کنترلر می‌گردد .

انواع پوزیشنر و طرز کار آن

پوزیشنر ها یکی از مهم ترین قطعاتی است که در کنترل ولو ها مورد استفاده قرار می گیرند. گه با توجه به موقعیت و جایگاه به کار برده شده از آن دارای انواع مختلفی میباشد .

چگونگی عملکرد پوزیشنر :

تولیدکننده های کنترل ولو خطی ( شیر کنترلی خطی ) معمولا پوزیشنر ها را روی ساقه یا کلاهک بالایی اکچویتور (Actuator) پنوماتیکی شیر نصب می کنند . ولی در کنترل ولو های دوار ، پوزیشنر در راستای سوپاپ و در کنار اکچویتور نصب می شود . بنابر این در کنترل ولو خطی حرکت ساقه و در کنترل ولو های دوار درجه چرخش آن ها توسط پوزیشنر کنترل می گردد.
همچنین مکانیزم عملکرد پوزیشنر ها نیز مبتنی بر سیگنال دریافتی توسط سنسورها میباشند . که پس از آنالیز سیگنال ها در درون پوزیشنر  ، فرمان لازم برای کنترل ولو  صادر می گردد.
سیگنال های دریافتی و ارسالی بسته به نوع پوزیشنر می تواند به صورت الکتریکی یا پنوماتیکی باشد .

 انواع پوزیشنر کدامند :

پوزیشنر ها را میتوان به سه دسته کلی تقسیم نمود:
پوزیشنر شیر پنوماتیکی (Pneumatic Valve Positioner) ، که سیگنالی در رنج 3 تا 60 پوند بر اینچ مربع را از کنترلر دریافت کرده و  پس از تحلیل آن سیگنال پنوماتیک دیگری را برای اکچویتور شیر ارسال می کند .
پوزیشنر شیر الکتروپنوماتیکی (Electro-Pneumatic Valve Positioner) ، که سیگنال الکتریکی  در رنج 4 تا 20 میلی آمپر  را از کنترلر دریافت کرده و  پس از تحلیل آن سیگنال پنوماتیکی لازم را برای اکچویتور شیر ارسال می کند .
پوزیشنر شیر دیجیتالی (Digital Valve Positioner) ، که از لحاظ دریافت و ارسال سیگنال کاملا مشابه پوزیشنر شیر الکتروپنوماتیکی میباشد .تنها با این فرق که نوع سیگنال ورودی الکتریکی به آن دیجیتال میباشدکه از قابلیت های پیشرفته آن میباشد . همچنین قابلیت آن را دارد که هر نوع شیر پنوماتیکی را از راه دور کنترل نماید .

 کاربرد های پوزیشنر

از سؤالات مهمی که میبایست در خصوص پوزیشنر پاسخ دهیم این است که در چه مواقعی از این تجهیز ابزار دقیق باید استفاده نمود.
تسریع در واکنش سوپاپ کنترل ولو ها
کنترل نمودن جریان گاز در دریچه های با ابعاد بزرگ
کنترل دقیق موقعیت سوپاپ شیر کنترلر
خطی کردن اکچویتور غیر خطی
برای جا به جا کردن لجن و جامداتی نظیر آن در حالت تعلیق
حالا تصور کنید که برای یک کنترل ولو  از پوزیشنر استفاده نکنیم . در این حالت خروجی کنترلر شیر به صورت مستقیم به اکچویتور آن متصل می شود .که این نوع از جایگیری باعث کاهش سرعت واکنش اکچویتور میگردد.
مثال بالا تنها یکی از موارد ضروری بودن استفاده از پوزیشنر در کنترل ولو ها میباشد .

مزایای استفاده از پوزیشنر ها

استفاده نمودن از پوزیشنر ها مزایای زیادی را به همراه دارد که برخی از آنها عبارتند از :
دقت در اندازه گیری متغیر هایی نظیر دما ، فشار و دبی سیالات
کاهش مقدار اثر اصطکاک بین شیر کنترلر و سیالات
عملکردی بی همتا در شرایط تغییرات بسیار اندک یا زیاد
سرعت عملکرد بالا
قابلیت کنترل نمودن شیر از راه دور ( پوزیشنر دیجیتالی)

• آی توپی پوزیشنر فیشر ، آی توپی فیشر ، پوزیشنر فیشر
• آی توپی پوزیشنر ماسونیلان،آی پی پوزیشنر ماسونیلان،انواع آی توپی پوزیشنر ماسونیلان
• پوزیشنر آنالوگ
• پوزیشنر پنوماتیکی
• آی توپی پوزیشنر زیمنس،آی توپی زیمنس،نمایندگی پوزیشنر زیمنس