Fig. Basic pneumatic positioner fitted to actuator pillars
Pneumatic positioner - positioner ကို၊ actuator ရဲ႕ yoke သို႔မဟုတ္ pillars ေပါါမွာ ထိုင္ထား ပါတယ္။ valve position ကို ေဖာ္ၿပနိဳင္ရန္၊ feedback arm နဲ႔ actuator ရဲ႕ spindle တို႔ကို ခၽိတ္ဆက္ ထားၿပီး၊ positioner သို႔ higher-pressure air supply ေပးသြင္းဖို႔၊ လိုအပ္ပါတယ္။ positioner ဟာ valve position ကို၊ input pneumatic signal အၿဖစ္လက္ခံရယူၿပီး၊ actuator အတြင္းကို output pneumatic pressure ေပးသြင္းကာ၊ valve ရဲ႕ ေရြွ႕လၽွားမွဳ မွန္ကန္ေစဖို႔၊ ခၽိန္ညွိေပးပါတယ္။
reverse acting actuator နဲ႔ direct acting valve တို႔ကိုတြဲဆက္ထားတဲ႔၊ 'air-to-open' control valve တလံုးမွာ၊ closing force လို႔ေခါါတဲ႔ ေအာက္မွ တြန္းေနတဲ႔ differential pressure ရဲ႕ tending force အၿပင္၊ actuator အတြင္းမွ feed air pressure လည္း သက္ေရာက္ေနတဲ႔အတြက္၊ spring range ဟာ တိုးသထက္၊ တိုးလာပါတယ္။ positioner နဲ႔ တြဲဖက္တတ္ဆင္လိုက္တဲ႔အခါ၊ feed air pressure ကို လိုအပ္သလို ခၽိန္ညွိၿပီး၊ positioner ရဲ႕ output pneumatic pressure အေနနဲ႔ diaphragm သို႔ေပးသြင္း နိဳင္တဲ႔အတြက္၊ friction နဲ႔ hysteresis effects တို႔၊ ေလၽွာ႔ကၽသြားပါတယ္။ "PN5400 - series" actuator တလံုးနဲ႔ "DN50" အရြယ္အစား (၂ ") valve တလံုးကို တြဲဖက္ထားတဲ႔၊ 'air-to-open' control valve arrangement ကို ဥပမာ အေနနဲ႔ေဖာ္ၿပပါဦးမယ္။
reverse acting actuator နဲ႔ direct acting valve တို႔ကိုတြဲဆက္ထားတဲ႔၊ 'air-to-open' control valve တလံုးမွာ၊ closing force လို႔ေခါါတဲ႔ ေအာက္မွ တြန္းေနတဲ႔ differential pressure ရဲ႕ tending force အၿပင္၊ actuator အတြင္းမွ feed air pressure လည္း သက္ေရာက္ေနတဲ႔အတြက္၊ spring range ဟာ တိုးသထက္၊ တိုးလာပါတယ္။ positioner နဲ႔ တြဲဖက္တတ္ဆင္လိုက္တဲ႔အခါ၊ feed air pressure ကို လိုအပ္သလို ခၽိန္ညွိၿပီး၊ positioner ရဲ႕ output pneumatic pressure အေနနဲ႔ diaphragm သို႔ေပးသြင္း နိဳင္တဲ႔အတြက္၊ friction နဲ႔ hysteresis effects တို႔၊ ေလၽွာ႔ကၽသြားပါတယ္။ "PN5400 - series" actuator တလံုးနဲ႔ "DN50" အရြယ္အစား (၂ ") valve တလံုးကို တြဲဖက္ထားတဲ႔၊ 'air-to-open' control valve arrangement ကို ဥပမာ အေနနဲ႔ေဖာ္ၿပပါဦးမယ္။
Fig. Positioner as a signal amplifier
manufacturer’s valve/ actuator selection chart အရ၊ "PN5400 - series" မွ၊ PN5420 actuator ရဲ႕ spring range ဟာ၊ (0. 2 ~ 1. 0 bar) ရိွၿပီး၊ maximum allowable differential pressure ကေတာ႔ (3.0 bar) ရိွပါတယ္။ PN5426 actuator ရဲ႕ spring range ဟာ၊ (1. 0 ~ 2. 0 bar) ရိွၿပီး၊ maximum allowable differential pressure ကေတာ႔ (13. 3 bar) ရိွပါတယ္။ (1. 0 ~ 2. 0 bar) range ရိွတဲ႔ spring တတ္ဆင္ထားတဲ႔၊ actuator အတြင္းကို၊ (0. 2 ~ 1. 0 bar) ပမာဏရိွတဲ႔၊ signal air pressure ေပးသြင္းတဲ႔အခါ၊ spring ကိုတြန္းနိဳင္ဖို႔ force မလံုေလာက္သလို၊ spring ရဲ႕ full operating range အတြင္းမွာ၊ control မလုပ္နိဳင္တာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။ positioner မွ၊ amplifier အေနနဲ႔ control signal ကို၊ modulate ၿဖစ္ေစၿပီး၊ supply air pressure အေနနဲ႔ actuator အတြင္းသို႔၊ ေပးသြင္း မွသာ၊ valve ဟာ၊ process အတြက္လိုအပ္တဲ႔ အနီးစပ္ဆံုး appropriate position ၿဖင္႔ေရြွ႕လၽွားမွာၿဖစ္ပါတယ္။ (50 %) valve lift အတြက္၊ actuator မွ၊ ပံုမွန္ control signal အေနနဲ႔ (0.6 bar) သာရရိွနိဳင္ေပမယ္႔၊ positioner မွ (1. 5 bar) ခန္႔အထိ၊ amplified ၿပဳလုပ္ကာ၊ ေပးသြင္းလိုက္တဲ႔အခါ၊ control valve ေရြွ႕လၽွားသြားပါေတ႔ာတယ္။
Fig. Pneumatic servo-mechanism (or) valve positioner
Fig. Typical motion-balance positioner
အေပါါမွာ motion-balance positioner တလံုးရဲ႕ အေၿခခံတည္ေဆာက္ပံုကို၊ ေဖာ္ၿပထားပါတယ္။ actuator spindle နဲ႔ ခၽိတ္ဆက္ထားတဲ႔ positioner ရဲ႕ feedback arm ဟာ၊ valve spindle ေရြွ႕လၽွားမွဳေပါါ မူတည္ၿပီး၊ bellow နဲ႔ pneumatic relay တို႔ကို၊ activated ၿဖစ္ေစပါတယ္။ positioner ရဲ႕ pneumatic relay ကို၊ pilot valve အၿဖစ္လည္း၊ ယူဆနိဳင္ပါတယ္။ controller မွ air control signal ဟာ၊ low pressure air အေနနဲ႔ positioner အတြင္းသို႔ ဝင္ေရာက္လာမွာၿဖစ္သလို၊ positioner အတြင္းမွ pneumatic relay ကေတာ႔၊ amplifier သို႔မဟုတ္ booster အၿဖစ္ အလုပ္လုပ္ ပါတယ္။ pneumatic amplifier ဟာ positioner အတြင္းသို႔ ေပးသြင္းထားတဲ႔၊ higher-pressure air supply ကို၊ bellow နဲ႔ feedback arm တို႔မွတဆင္႔၊ လိုအပ္သလို ေၿပာင္းလဲကာ၊ higher pressure air signal အေနနဲ႔၊ actuator သို႔ၿပန္လည္ေပးသြင္းပါတယ္။
positioners ေတြဟာ၊ proportional devices ေတြၿဖစ္ၿပီး၊ proportional controllers ေတြလို အလုပ္လုပ္ သလို၊ "offset" လည္း ပါဝင္တာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။ ပံုမွန္သံုးေလ့ရိွတဲ႔ typical positioner တလံုးရဲ႕ proportional band ဟာ (3 ~ 6 %) ႀကားမွာရိွၿပီး၊ sensitivity ကိုလိုအပ္သလို၊ adjusted လုပ္ကာ၊ ခၽိန္ညွိနိဳင္ပါတယ္။ positioner ဟာ control system မွ၊ signal input pressure နဲ႔ control valve ရဲ႕ position တို႔ကို၊ 'linear relationship' အေနနဲ႔ တိကၽစြာရိွေနေစဖို႔၊ ေဆာင္ရြက္ေပးပါတယ္။ valve differential pressure ေၿပာင္းလဲၿခင္း၊ stem friction ၿဖစ္ေပါါၿခင္းနဲ႔ diaphragm hysteresis ေပါါေပါက္ၿခင္း၊ အစရိွတဲ႔ အေၿခအေနေတြမွာ positioner မွ actuator သို႔ input signal ေပးသြင္းၿခင္းၿဖင္႔ control valve ရဲ႕ movement position ကို၊ တည္ၿငိမ္ေနေစဖို႔ ထိမ္းေပးထား ပါတယ္။
pneumatic positioners ေတြကို၊ "P to P" positioners ေတြအၿဖစ္ သတ္မွတ္နိဳင္ပါတယ္။ control system မွ puneumatic signal (P) ကို၊ input signal အၿဖစ္လက္ခံရယူၿပီး၊ resultant pneumatic signal (P) ကို၊ output signal အၿဖစ္ ထုတ္ေပးကာ၊ acturator ကို၊ ေရြွ႕လၽွားေစတဲ႔အတြက္၊ "P to P" positioners ေတြအၿဖစ္ သတ္မွတ္ၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ ေဘးအနၲရာယ္မၽားတဲ႔ dangerous atmosphere မွာ၊ မီးေလာင္ေပါက္ကြဲမွဳ risk of explosion မၿဖစ္ေပါါနိဳင္တဲ႔အတြက္၊ pneumatic positioners ေတြကို၊ intrinsically safe အေနနဲ႔အသံုးၿပဳနိဳင္ ပါတယ္။ high differential pressure မွာ၊ large amount of force အေနနဲ႔အားမၽားမၽားသံုးၿပီး၊ valve ကို 'ပိတ္' ေစနိဳင္ေပမယ္႔၊ process system မွ၊ အၿခား electronic equipments ေတြနဲ႔ တြဲဖက္ အသံုးၿပဳတဲ႔အခါ၊ limitation အၿဖစ္ အကန္႔အသတ္ရိွတာကိုေတြ႔ရပါတယ္။
Electro-pneumatic converters - positioners ေတြကို၊ electro-pneumatic converters ေတြ နဲ႔လည္း၊ တြဲဖက္အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။ converter အတြင္းသို႔ air supply ေပးသြင္းထားၿပီး၊ control valve ရဲ႕ spindle နဲ႔ converter ရဲ႕ feed back arm ကိုခၽိတ္ဆက္ထားပါတယ္။ valve movement ေႀကာင္႔ feed back arm ေရြွ႕လၽွားၿပီး၊ arm ေရြွ႕လၽွားမွဳမွ တဆင္႔ (4 ~ 20 mA) electrical current ကို၊ input signal အၿဖစ္၊ converter အတြင္းသို႔ ေပးသြင္းပါတယ္။
positioners ေတြဟာ၊ proportional devices ေတြၿဖစ္ၿပီး၊ proportional controllers ေတြလို အလုပ္လုပ္ သလို၊ "offset" လည္း ပါဝင္တာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။ ပံုမွန္သံုးေလ့ရိွတဲ႔ typical positioner တလံုးရဲ႕ proportional band ဟာ (3 ~ 6 %) ႀကားမွာရိွၿပီး၊ sensitivity ကိုလိုအပ္သလို၊ adjusted လုပ္ကာ၊ ခၽိန္ညွိနိဳင္ပါတယ္။ positioner ဟာ control system မွ၊ signal input pressure နဲ႔ control valve ရဲ႕ position တို႔ကို၊ 'linear relationship' အေနနဲ႔ တိကၽစြာရိွေနေစဖို႔၊ ေဆာင္ရြက္ေပးပါတယ္။ valve differential pressure ေၿပာင္းလဲၿခင္း၊ stem friction ၿဖစ္ေပါါၿခင္းနဲ႔ diaphragm hysteresis ေပါါေပါက္ၿခင္း၊ အစရိွတဲ႔ အေၿခအေနေတြမွာ positioner မွ actuator သို႔ input signal ေပးသြင္းၿခင္းၿဖင္႔ control valve ရဲ႕ movement position ကို၊ တည္ၿငိမ္ေနေစဖို႔ ထိမ္းေပးထား ပါတယ္။
pneumatic positioners ေတြကို၊ "P to P" positioners ေတြအၿဖစ္ သတ္မွတ္နိဳင္ပါတယ္။ control system မွ puneumatic signal (P) ကို၊ input signal အၿဖစ္လက္ခံရယူၿပီး၊ resultant pneumatic signal (P) ကို၊ output signal အၿဖစ္ ထုတ္ေပးကာ၊ acturator ကို၊ ေရြွ႕လၽွားေစတဲ႔အတြက္၊ "P to P" positioners ေတြအၿဖစ္ သတ္မွတ္ၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ ေဘးအနၲရာယ္မၽားတဲ႔ dangerous atmosphere မွာ၊ မီးေလာင္ေပါက္ကြဲမွဳ risk of explosion မၿဖစ္ေပါါနိဳင္တဲ႔အတြက္၊ pneumatic positioners ေတြကို၊ intrinsically safe အေနနဲ႔အသံုးၿပဳနိဳင္ ပါတယ္။ high differential pressure မွာ၊ large amount of force အေနနဲ႔အားမၽားမၽားသံုးၿပီး၊ valve ကို 'ပိတ္' ေစနိဳင္ေပမယ္႔၊ process system မွ၊ အၿခား electronic equipments ေတြနဲ႔ တြဲဖက္ အသံုးၿပဳတဲ႔အခါ၊ limitation အၿဖစ္ အကန္႔အသတ္ရိွတာကိုေတြ႔ရပါတယ္။
Electro-pneumatic converters - positioners ေတြကို၊ electro-pneumatic converters ေတြ နဲ႔လည္း၊ တြဲဖက္အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။ converter အတြင္းသို႔ air supply ေပးသြင္းထားၿပီး၊ control valve ရဲ႕ spindle နဲ႔ converter ရဲ႕ feed back arm ကိုခၽိတ္ဆက္ထားပါတယ္။ valve movement ေႀကာင္႔ feed back arm ေရြွ႕လၽွားၿပီး၊ arm ေရြွ႕လၽွားမွဳမွ တဆင္႔ (4 ~ 20 mA) electrical current ကို၊ input signal အၿဖစ္၊ converter အတြင္းသို႔ ေပးသြင္းပါတယ္။
Fig. Typical electro-pneumatic converter/ regulator
converter ဟာ၊ input electrical signal အနည္းအမၽားေပါါမူတည္ၿပီး၊ air supply ကိုလိုအပ္ သလို၊ ေၿပာင္းလဲကာ၊ positioner သို႔ input air signal အၿဖစ္ ၿပန္လည္ေပးသြင္းပါတယ္။ electro-pneumatic converters ေတြကို၊ 'I to P' converters ေတြလို႔လည္းေခါါပါတယ္။ electrical signal မွ pneumatic signal သို႔ေၿပာင္းလဲေပးတဲ႔အတြက္၊ 'I to P' converters ေတြလို႔ေခါါတာ ၿဖစ္သလို၊ hazardous area ရဲ႕ အၿပင္ဖက္ေနရာေတြနဲ႔၊ excessive ambient temperatures ရိွတဲ႔ area ရဲ႕ အၿပင္ဖက္ေနရာေတြမွာ၊ converters ေတြကို တတ္ဆင္အသံုးၿပဳပါတယ္။
Fig. I to P converter and P to P positioner
positioners ေတြကိုတတ္ဆင္တဲ႔ ရည္ရြယ္ခၽက္ကေတာ႔၊ တိကၽတဲ႔ accurate valve positioning အေနနဲ႔၊ process ကို control လုပ္ဖို႔ၿဖစ္ပါတယ္။ positioner မွ higher pressure နဲ႔ greater air flow ကို ရနိဳင္တဲ႔အတြက္၊ control valve ရဲ႕ response လည္း၊ ပိုၿမန္လာတာေတြ႔ရပါတယ္။ differential pressure အၿမဲေၿပာင္းလဲေနေလ့ရိွတဲ႔ process ေတြမွာ၊ fluid flow ဟာလည္း၊ အၿမဲတမ္း လိုက္ပါေၿပာင္းလဲေနၿပီး၊ valve movement မွာ plug position ပါေၿပာင္းလဲသြားနိဳင္တဲ႔အတြက္၊ positioners ေတြကိုတတ္ဆင္ကာ၊ ထိမ္းသိမ္းႀကပါတယ္။ non-linear actuators ေတြကို၊ linearised ၿဖစ္ေစဖို႔ positioner နဲ႔တြဲဖက္ တတ္ဆင္ၿပီး၊ အသံုးၿပဳႀကသလို၊ control valves ေတြမွာ လက္မခံနိဳင္တဲ႔၊ unacceptable hysteresis ေတြေပါါေပါက္ တတ္တဲ႔အတြက္၊ positioners ေတြကိုတတ္ဆင္ၿပီး၊ control လုပ္ႀကပါတယ္။ control valves ေတြရဲ႕ packing နဲ႔ sealing arrangements ေတြေႀကာင္႔၊ fractions ေတြၿဖစ္ေပါါၿပီး၊ fraction ေႀကာင္႔ control valve movement မွာ၊ hysteresis ေတြေပါါေပါက္ ရၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။
Fig. Typical application of valve field-diagnostics equipment
positioner ကို zero setting မွာခၽိန္ညွိထားဖို႔လိုပါတယ္။ zero position မွာရိွေနတဲ႔အခါ၊ spring force ကိုၿပန္တြန္းမယ္႔ pressure လည္း မရိွေတာ႔ပဲ၊ valve plug ဟာ seat အေပါါမွာ၊ ထိုင္ေနမွာၿဖစ္သလို၊ control valve မွာလည္း full differential pressure ကို၊ ရရိွနိဳင္မွာၿဖစ္ပါတယ္။ I to P converter နဲ႔တြဲဖက္တတ္ဆင္ထားတဲ႔၊ positioners ေတြကို၊ တိကၽမွဳရိွေစဖို႔ calibration အေနနဲ႔ ပံုမွန္ခၽိန္ညွိ စစ္ေဆးေပးဖို႔လိုပါတယ္။ "ANSI -75.25.01-2000, Test Procedure for Control Valve Response Measurement for Step Inputs" ဆိုၿပီး၊ calibration လုပ္ရာမွာလိုက္နာရမယ္႔၊ အခၽက္အလက္ေတြကို၊ သတ္မွတ္ထားပါတယ္။အခၽိဳ႕ positioners ေတြဟာ၊ sensors မွတဆင္႔ input signal ကိုလက္ခံရယူၿပီး၊ basic controllers ေတြကဲ႔သို႔၊ အလုပ္လုပ္တာ၊ ေတြ႔ရမွာၿဖစ္သလို၊ "Self-actuation control valves" ေတြကို၊ ေရးသားတဲ႔အခါ၊ ဆက္လက္ေဖာ္ၿပပါဦးမယ္။
sensors ေတာ္ေတာ္မၽားမၽားဟာ၊ analogue outputs ေတြၿဖစ္တဲ႔ (4 ~ 20 mA) current signal သို႔မဟုတ္ (0 - 10 V) voltage signal ကိုထုတ္ေပးပါတယ္။ ရရိွလာတဲ႔ analogue outputs ေတြကို၊ digital form အၿဖစ္ေၿပာင္းလဲဖို႔ "A/ D converters" ေတြကိုတတ္ဆင္အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ ေနာက္ပိုင္းမွာ analogue-to-digital (A / D) conversion ေၿပာင္းလဲၿခင္းကို၊ sensors ေတြကိုယ္တိုင္ေဆာင္ရြက္ လာႀကၿပီး၊ digital output အေနနဲ႔ ထုတ္ေပးတာကို၊ ေတြ႔ရမွာၿဖစ္ပါတယ္။
digital sensors ေတြကို၊ 'HART®,' 'Fieldbus', နဲ႔ 'Profibus' အစရိွတဲ႔ communications protocols ေတြလို၊ digital communications systems ေတြနဲ႔၊ တိုက္ရိုက္ခၽိတ္ဆက္ၿပီး၊ long distance အေနနဲ႔ အေဝးမွာရွိေနတဲ႔ controllers ေတြထံ၊ အခၽက္အလက္ data ေတြကို၊ ပို႔ေပးနိဳင္ပါတယ္။ analogue control systems ေတြမွာ၊ cabling သြယ္သန္းမွဳနဲ႔ပက္သက္ၿပီး၊ အကန္႔အသတ္ရိွတဲ႔ အတြက္၊ အနီးအနား short distances အကြာအေဝးေတြ အတြက္သာ အသံုးၿပဳဖို႔၊ သင္႔ေလၽွာ္ပါတယ္။ analogue signal ကို အသံုးၿပဳတဲ႔ controllers ေတြနဲ႔နိွဳင္းယွဥ္ႀကည္႔တဲ႔အခါ၊ digital system ေတြမွာ၊ electrical interference လည္းနည္းသြား ပါတယ္။ နည္းပညာေတြ၊ တိုးတက္လာတာနဲ ႔ အမၽွ၊ process မွာ digital positioners ေတြကို၊ တတ္ဆင္အသံုးၿပဳလာႀကပါတယ္။
Digital positioner - SMART positioner လို႔ေခါါတဲ႔၊ digital positioners ေတြဟာ၊ valve position ကို၊ monitor လုပ္ၿပီး၊ ေဖာ္ၿပရံုသာမက၊ အခၽက္အလက္ data ေတြကို၊ digital form အေနနဲ႔ ေပးပို႔ ပါတယ္။ digital form အေနနဲ႔ရရိွလာတဲ႔ data ေတြကို၊ process control system မွာ၊ centralized monitoring အေနနဲ႔အသံုးၿပဳနိဳင္တဲ႔အၿပင္၊ digital positioners ေတြကို တတ္ဆင္ထားတဲ႔အတြက္၊ process မွာ 'On-line digital diagnostics' ကိုပါ၊ ေဆာင္ရြက္နိဳင္ပါတယ္။
sensors ေတာ္ေတာ္မၽားမၽားဟာ၊ analogue outputs ေတြၿဖစ္တဲ႔ (4 ~ 20 mA) current signal သို႔မဟုတ္ (0 - 10 V) voltage signal ကိုထုတ္ေပးပါတယ္။ ရရိွလာတဲ႔ analogue outputs ေတြကို၊ digital form အၿဖစ္ေၿပာင္းလဲဖို႔ "A/ D converters" ေတြကိုတတ္ဆင္အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ ေနာက္ပိုင္းမွာ analogue-to-digital (A / D) conversion ေၿပာင္းလဲၿခင္းကို၊ sensors ေတြကိုယ္တိုင္ေဆာင္ရြက္ လာႀကၿပီး၊ digital output အေနနဲ႔ ထုတ္ေပးတာကို၊ ေတြ႔ရမွာၿဖစ္ပါတယ္။
digital sensors ေတြကို၊ 'HART®,' 'Fieldbus', နဲ႔ 'Profibus' အစရိွတဲ႔ communications protocols ေတြလို၊ digital communications systems ေတြနဲ႔၊ တိုက္ရိုက္ခၽိတ္ဆက္ၿပီး၊ long distance အေနနဲ႔ အေဝးမွာရွိေနတဲ႔ controllers ေတြထံ၊ အခၽက္အလက္ data ေတြကို၊ ပို႔ေပးနိဳင္ပါတယ္။ analogue control systems ေတြမွာ၊ cabling သြယ္သန္းမွဳနဲ႔ပက္သက္ၿပီး၊ အကန္႔အသတ္ရိွတဲ႔ အတြက္၊ အနီးအနား short distances အကြာအေဝးေတြ အတြက္သာ အသံုးၿပဳဖို႔၊ သင္႔ေလၽွာ္ပါတယ္။ analogue signal ကို အသံုးၿပဳတဲ႔ controllers ေတြနဲ႔နိွဳင္းယွဥ္ႀကည္႔တဲ႔အခါ၊ digital system ေတြမွာ၊ electrical interference လည္းနည္းသြား ပါတယ္။ နည္းပညာေတြ၊ တိုးတက္လာတာနဲ ႔ အမၽွ၊ process မွာ digital positioners ေတြကို၊ တတ္ဆင္အသံုးၿပဳလာႀကပါတယ္။
Digital positioner - SMART positioner လို႔ေခါါတဲ႔၊ digital positioners ေတြဟာ၊ valve position ကို၊ monitor လုပ္ၿပီး၊ ေဖာ္ၿပရံုသာမက၊ အခၽက္အလက္ data ေတြကို၊ digital form အေနနဲ႔ ေပးပို႔ ပါတယ္။ digital form အေနနဲ႔ရရိွလာတဲ႔ data ေတြကို၊ process control system မွာ၊ centralized monitoring အေနနဲ႔အသံုးၿပဳနိဳင္တဲ႔အၿပင္၊ digital positioners ေတြကို တတ္ဆင္ထားတဲ႔အတြက္၊ process မွာ 'On-line digital diagnostics' ကိုပါ၊ ေဆာင္ရြက္နိဳင္ပါတယ္။
Fig. Digital positioner
digital positioners ေတြဟာ၊ analogue type positioners ေတြေလာက္၊ supply air ေပးသြင္းဖို႔ မလိုအပ္သလို၊ setting-up နဲ႔ calibration ကိုလည္း၊ auto equipment ကို၊ process မွ ၿဖဳတ္ထုတ္ စရာမလိုပဲ၊ stroking routine အတြင္း၊ အလြယ္တကူေဆာင္ရြက္နိဳင္ပါတယ္။
Rotary pneumatic actuators and positioners - ball valves နဲ႔ butterfly valves ေတြလို၊ rotary action valves ေတြကို၊ ေရြွ႕လၽွားေစဖို႔ rotary pneumatic actuators နဲ႔ positioners ေတြ ကို၊ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ rotary pneumatic actuators ေတြဟာ၊ piston type actuators ေတြၿဖစ္ၿပီး၊ central shaft, piston (၂) လံုးနဲ႔ central chamber တို႔ပါဝင္ၿပီး၊ casing တခုတည္း အတြင္းမွာ တတ္ဆင္ ထားပါတယ္။ pistons နဲ႔ shaft တို႔ကို၊ rack အေပါါမွာထိုင္ထားၿပီး၊ pinion drive system နဲ႔ ေရြွ႕လၽွားေစ ပါတယ္။
Rotary pneumatic actuators and positioners - ball valves နဲ႔ butterfly valves ေတြလို၊ rotary action valves ေတြကို၊ ေရြွ႕လၽွားေစဖို႔ rotary pneumatic actuators နဲ႔ positioners ေတြ ကို၊ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ rotary pneumatic actuators ေတြဟာ၊ piston type actuators ေတြၿဖစ္ၿပီး၊ central shaft, piston (၂) လံုးနဲ႔ central chamber တို႔ပါဝင္ၿပီး၊ casing တခုတည္း အတြင္းမွာ တတ္ဆင္ ထားပါတယ္။ pistons နဲ႔ shaft တို႔ကို၊ rack အေပါါမွာထိုင္ထားၿပီး၊ pinion drive system နဲ႔ ေရြွ႕လၽွားေစ ပါတယ္။
Fig. Spring return rotary pneumatic actuator
pneumatic controller မွ၊ ေပးသြင္း တဲ႔ feed air pressure ဟာ၊ central chamber အတြင္း ဝင္ေရာက္လာၿပီး၊ pistons ေတြကို outwards အေနနဲ႔ အၿပင္ဖက္သို႔တြန္းထုတ္ပါတယ္။ pistons ေတြေရြွ႕လၽွားသြားတဲ႔အခါ၊ rack နဲ႔ pinion arrangement တို႔ေႀကာင္႔၊ pinion လည္ပတ္ၿပီး၊ pinion နဲ႔ ခၽိတ္ဆက္ထားတဲ႔ control valve ရဲ႕ shaft လည္းလိုက္ပါ၊ လည္ပတ္ပါတယ္။ supply air pressure မရိွေတာ႔တဲ႔အခါ၊ return springs ေတြရဲ႕ force ေႀကာင္႔၊ shaft ဟာ opposite direction movement နဲ႔ ၿပန္လည္၊ လည္ပတ္လာမွာၿဖစ္ပါတယ္။
Fig. Diaphragm type rotary actuator
rotary pneumatic actuators ေတြကို၊ double acting actuators ေတြအၿဖစ္လည္းေတြ႔နိဳင္ပါတယ္။ rotary double acting actuators ေတြမွာ၊ return springs ေတြတတ္ဆင္ထားၿခင္းမရိွပဲ၊ diaphragm သာ တတ္ဆင္ထားတဲ႔အတြက္၊ diaphragm type rotary actuator အၿဖစ္သတ္မွတ္နိဳင္ပါတယ္။ pneumatic controller မွ၊ ေပးသြင္း တဲ႔ feed air pressure ကို၊ piston ရဲ႕ တဖက္မွ၊ ေပးသြင္းၿခင္းၿဖင္႔၊ shaft ကို လည္ပတ္ေစပါတယ္။
pneumatic actuators ေတြ နဲ႔ positioners ေတြဟာ၊ ေလကို အသံုးၿပဳတဲ႔အတြက္၊ လံုေလာက္တဲ႔ adequate compressed air supply system တတ္ဆင္ဖို႔၊ လိုအပ္တဲ႔အၿပင္၊ air supply ဟာ သန္႔ရွင္းေၿခာက္ေသြ႔ၿပီး၊ pressure အေနနဲ႔ မွန္ကန္တိကၽဖို႔လိုပါတယ္။ pneumatic instrumentation ေတြၿဖစ္တဲ႔၊ controllers, I to P convertors နဲ႔ positioners အစရိွတဲ႔ equipment တိုင္းရဲ႕ final supply connection ေတြမွာ၊ individual coalescing filter ေတြနဲ႔ regulator units ေတြကို တတ္ဆင္ၿခင္းၿဖင္႔၊ သန္႔ရွင္းေၿခာက္ေသြ႔ကာ၊ pressure မွန္ကန္တဲ႔၊ air supply ေပးသြင္းဖို႔လိုအပ္ပါတယ္။
Electrical actuators - pneumatic supply မရရိွနိဳင္တဲ႔၊ ေနရာေတြမွာေတာ႔၊ electrical actuators ေတြကို၊ တတ္ဆင္အသံုးၿပဳပါတယ္။ electrical actuators ေတြမွာ၊ electric motor ကို တတ္ဆင္ထားၿပီး၊ 230 Vac, 110 Vac, 24 Vac နဲ႔ 24 Vdc အစရိွတဲ႔၊ supply voltage ေတြေပးသြင္း ရပါတယ္။ VMD (Valve Motor Drive) and Modulating electrical actuators ေတြ ကို၊ VMD လို႔ေခါါတဲ႔ valve motor drive type နဲ႔ modulating type ဆိုၿပီး၊ ေတြ႔ရပါတယ္။
pneumatic actuators ေတြ နဲ႔ positioners ေတြဟာ၊ ေလကို အသံုးၿပဳတဲ႔အတြက္၊ လံုေလာက္တဲ႔ adequate compressed air supply system တတ္ဆင္ဖို႔၊ လိုအပ္တဲ႔အၿပင္၊ air supply ဟာ သန္႔ရွင္းေၿခာက္ေသြ႔ၿပီး၊ pressure အေနနဲ႔ မွန္ကန္တိကၽဖို႔လိုပါတယ္။ pneumatic instrumentation ေတြၿဖစ္တဲ႔၊ controllers, I to P convertors နဲ႔ positioners အစရိွတဲ႔ equipment တိုင္းရဲ႕ final supply connection ေတြမွာ၊ individual coalescing filter ေတြနဲ႔ regulator units ေတြကို တတ္ဆင္ၿခင္းၿဖင္႔၊ သန္႔ရွင္းေၿခာက္ေသြ႔ကာ၊ pressure မွန္ကန္တဲ႔၊ air supply ေပးသြင္းဖို႔လိုအပ္ပါတယ္။
Electrical actuators - pneumatic supply မရရိွနိဳင္တဲ႔၊ ေနရာေတြမွာေတာ႔၊ electrical actuators ေတြကို၊ တတ္ဆင္အသံုးၿပဳပါတယ္။ electrical actuators ေတြမွာ၊ electric motor ကို တတ္ဆင္ထားၿပီး၊ 230 Vac, 110 Vac, 24 Vac နဲ႔ 24 Vdc အစရိွတဲ႔၊ supply voltage ေတြေပးသြင္း ရပါတယ္။ VMD (Valve Motor Drive) and Modulating electrical actuators ေတြ ကို၊ VMD လို႔ေခါါတဲ႔ valve motor drive type နဲ႔ modulating type ဆိုၿပီး၊ ေတြ႔ရပါတယ္။
Fig. Valve motor drive actuator system
valve motor drive actuators ေတြဟာ၊ driving the valve open, driving the valve closed နဲ႔ no movement ဆိုတဲ႔၊ state အေၿခအေန၊ အေနအထား (၃) မၽိဳးနဲ႔ အလုပ္လုပ္ပါတယ္။ VMD actuators ေတြ၊ လည္ပတ္တဲ႔အခါ၊ forward and reverse travel အၿဖစ္၊ လည္ပတ္တဲ႔အတြက္၊ ball valves နဲ႔ butterfly valves ေတြလို၊ rotary action valves ေတြကို၊ ေရြွ႕လၽွားေစဖို႔၊ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ linear valve ၿဖစ္တဲ႔၊ globe vales ေတြနဲ႔ တြဲဖက္အသံုးၿပဳတဲ႔ အခါမွာေတာ႔၊ gear mechanism arrangement ေတြကို၊ actuator body အတြင္းမွာတတ္ဆင္ၿပီး၊ motor ရဲ႕ rotary movement ကို၊ linear movement အၿဖစ္ေၿပာင္းလဲကာ၊ အသံုးၿပဳပါတယ္။ electric motor ကို၊ ဘယ္လည္၊ ညာလည္ forward and reverse travel အေနနဲ႔ လည္ပတ္ေစဖို႔၊ external 3-position သို႔မဟုတ္ 2-position switch units ေတြကို တတ္ဆင္အသံုးၿပဳႀကသလို၊ relays ေတြကိုလည္း၊ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။
Fig. Electrical actuator
control valve ေရြွ႕လၽွားစဥ္၊၊ over-travel ေႀကင္႔၊ motor မပၽက္စီးေစဖို႔ actuators ေတြမွာ limiting device ကို တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ limiting device ဟာ maximum motor torque switch ၿဖစ္နိဳင္ သလို၊ position limit switch လည္းၿဖစ္နိဳင္ပါတယ္။ control valve ေရြွ႕လၽွားရာမွာ၊ interrupting ၿဖစ္ေပါါတာနဲ႔၊ motor ရဲ႕ power supply ကို၊ limiting device မွ တဆင္႔ ၿဖတ္ေတာက္လိုက္မွာ၊ ၿဖစ္ပါတယ္။ torque switches ကို၊ valve seat အေပါါမွာ၊ ထိုင္ေစမယ္႔ defined closing force နဲ႔ ခၽိန္ညွိကာ တတ္ဆင္ထားၿပီး၊ over-travel ေႀကာင္႔ valve stem seizure မၿဖစ္ေစဖို႔၊ တားဆီးေပးပါတယ္။ position limit switches ေတြကေတာ႔ လိုအပ္သလို၊ adjusted လုပ္ကာေရြွ႕ေၿပာင္း နိဳင္တဲ႔အတြက္၊ application မွာ over-sized valve အေနနဲ႔၊ control valve ကိုတတ္ဆင္ထားခဲ႔လၽွင္၊ valve stroke ကို လိုအပ္သလို၊ limit လုပ္ကာ၊ ခၽိန္ညွိေပးနိဳင္ပါတယ္။ electrical actuators ေတြမွာ၊ torque switch နဲ႔ position limit switch (၂) မၽိဳး စလံုးကို၊ တတ္ဆင္ထားေလ့ရိွသလို၊ တခါတရံမွာ position limit switch (၁) မၽိဳးတည္းကိုသာ၊ တတ္ဆင္ထားေလ့ရိွပါတယ္။
position limit switch (၁) မၽိဳးတည္းကိုသာ၊ တတ္ဆင္ထားတဲ႔ control valves ေတြမွာ၊ tight valve shut-off ကို၊ ရေစဖို႔ spring-loaded coupling နဲ႔ position limit switch ကို တြဲဖက္ တတ္ဆင္ႀက ပါတယ္။ valve position feedback ကိုလည္းတတ္ဆင္ထားေလ့ရိွသလို၊ valve motor drive actuators ေတြကို၊ on/ off actuation နဲ႔ modulating control applications ေတြ မွာ တတ္ဆင္ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။
position limit switch (၁) မၽိဳးတည္းကိုသာ၊ တတ္ဆင္ထားတဲ႔ control valves ေတြမွာ၊ tight valve shut-off ကို၊ ရေစဖို႔ spring-loaded coupling နဲ႔ position limit switch ကို တြဲဖက္ တတ္ဆင္ႀက ပါတယ္။ valve position feedback ကိုလည္းတတ္ဆင္ထားေလ့ရိွသလို၊ valve motor drive actuators ေတြကို၊ on/ off actuation နဲ႔ modulating control applications ေတြ မွာ တတ္ဆင္ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။
Fig. Integral positioning circuit for modulating electric actuator
process ရဲ႕ လိုအပ္ခၽက္အရ၊ control valve ဟာ၊ အႀကိမ္ေပါင္းမၽားစြာ၊ အဖြင္႔အပိတ္လုပ္ဖို႔ လိုအပ္တဲ႔ applications ေတြမွာ၊ modulating actuators ေတြကို တတ္ဆင္အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ modulating type electrical actuators ေတြအတြင္းမွာ၊ တနာရီမွာ အႀကိမ္အရည္အတြက္ (၁, ၂၀၀) ခန္႔အထိ ရပ္လိုက္ေမာင္းလိုက္ start/ stop လုပ္နိဳင္တဲ႔၊ higher rated motors ေတြကို၊ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ actuators ေတြရဲ႕ အၿပင္ဖက္မွာေတာ႔၊ positioning circuits ေတြကို၊ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ actuator ရဲ႕ limit switches ေတြႀကား၊ control valve spindle ေရြွ႕လၽွားေစဖို႔၊ controller မွ actuator သို႔ေပးသြင္းတဲ႔၊ 230 Vac, 110 Vac, 24 Vac နဲ႔ 24 Vdc အစရိွတဲ႔၊ control signal ေတြဟာ၊ positioning circuit မွ၊ analogue signal ၿဖစ္တဲ႔၊ (4 ~ 20 mA) current signal သို႔မဟုတ္ (0 - 10 V) voltage signal ကို၊ interprets အေနနဲ႔ အေနွာက္အယွက္၊ ေပးနိဳင္ပါတယ္။ interprets ကို ေရွာင္လြဲွ နိဳင္ဖို႔၊ potentiometer လို၊ position sensors ေတြကို၊ integral positioning circuit အၿဖစ္၊ actuator အတြင္းမွာ တတ္ဆင္ကာ၊ feed back signal အေနနဲ႔ controller သို႔ၿပန္လည္ပို႔ေဆာင္ၿပီး၊ actual valve position ကို၊ control လုပ္ပါတယ္။
Fig. Typical manufacturer’s electric actuator selection chart
pneumatic actuators ေတြမွာ၊ air supply သို႔မဟုတ္ control signal fail ၿဖစ္သြားတဲ႔အခါ၊ control valve ကို၊ အပိတ္ သို႔မဟုတ္ အပြင္႔ အေနအထားသို႔၊ ခၽက္ၿခင္းေၿပာင္းလဲေရာက္ရိွ သြားေစမယ္႔၊ inherent fail-safe features ေတြတတ္ဆင္ထားပါတယ္။ electrical actuators ေတြမွာလည္း၊ power သို႔မဟုတ္ control signal fail ၿဖစ္သြားတဲ႔အခါ၊ process ရဲ႕ လိုအပ္ခၽက္ အရ၊ control valve ကို၊ အပိတ္ သို႔မဟုတ္ အပြင္႔ အေနအထားသို႔၊ ခၽက္ၿခင္းေၿပာင္းလဲေရာက္ရိွေစမယ္႔၊ 'spring reserve' arrangements ေတြကို၊ inherent fail-safe features ေတြ အၿဖစ္၊ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ spring reserve versions ေႀကာင္႔၊ electrical actuators ေတြရဲ႕ force ဟာ၊ အကန္႔အသတ္ limited ရိွပါတယ္။ limited ရိွတဲ႔အတြက္ actuators ေတြရဲ႕ valve movement ဟာ၊ 4 seconds / mm နံွဳးထက္နိမ္႔တဲ႔ speed နဲ႔ သာေရြွ႕လၽွား နိဳင္တာေတြ႔ရပါတယ္။ electrical actuators ေတြကို၊ တတ္ဆင္တဲ႔အခါ၊ control valve မွာေပါါေပါက္ လာမယ္႔၊ maximum differential pressure အေပါါအေၿခခံကာ၊ ေရြးခၽယ္ႀကၿပီး၊ manufacturer’s electric actuator selection chart တခုကို၊ နမူနာအေနနဲ႔ ေဖာ္ၿပလိုက္ပါတယ္။
Reference and image credit to : Control Valve Actuators and Positioners - ကိုထြန္း, Steam Engineering Tutorials, Automatic Process Control, Addison-Wesley, W. A. Hadley and G. Longobardo, 2003, http://www.isa.org/, http://www.equilibar.com/, http://www.industrial-electronics.com/, http://www.emersonprocessxperts.com/, http://www.chem.info/, http://www.indiamart.com/, http://www.a-tcontrols.com/, http://www.engineerlive.com/
Remark : All images herein this website are for use of educational purpose only. The owner of this web site is not responsible for the consequences in case of violation to copyright, trademark, patent or other intellectual property rights of any third party.
No comments:
Post a Comment