پوزیشنر در سیستم لوله کشی

پوزیشنر positioner از جمله قطعات مهم در سیستم لوله کشی و پایپینگ است که در انواع مختلفی تولید می‌شود. این قطعه در شیرهای کنترلی استفاده می‌شود که باعث می‌شود این شیرها بتوانند متغیرهایی از جمله دما، فشار و دبی سیال را کنترل نمایند.

در واقع در صنعت تجهیزات و ابزارهای مختلف و دقیقی وجود دارند که جهت کنترل فرآیندهای مختلفی بکار گرفته می‌شوند. این اجزا علاوه بر آنکه باعث ارتقای عملکرد سیستم می‌شوند، بلکه بخاطر دقت بالایی که دارند موجب افزایش ایمنی در آن نیز می‌گردند. positioner نیز از آن دسته از قطعات دقیقی است که با قرار گیری بر روی شیرهای کنترل، محدوده عملیات آنها را با توجه به تنظیمات، تعیین می‌کنند.

برای مثال تعیین می کند که در صورتی که دمای سیال از یک میزان مشخصی بالاتر رفت، شیر کنترل باز باشد و یا بسته.

پوزیشنر در سیستم لوله کشی

اجزای پوزیشنر Positioner

پوزیشنر از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هر کدام از این اجزا عملکرد خاصی را به نمایش می‌گذارند. اجزای اصلی تشکیل دهنده‌ی Positioner شامل موارد زیر هستند:

• بادامک (Cam): به طور مستقیم با توپی یا پلاک شیر کنترلی اتصال داشته و فرمان باز یا بسته شدن را از Positioner به شیر ارسال می‌کند.
• شیر راهنما (Spool Valve): سیگنال صادر شده از کنترلر مستقیماً به شیر راهنما منتقل گشته و از آنجا به میله رابط ارسال می‌شود.
• میله رابط (Interface Rod): میله رابط به بررسی صحت سیگنال های ارسالی را از کنترلر به Positioner می‌پردازد.
• شیر قدرت (Pilot Valve): فرمان صادر شده از سوی کنترلر چندان قوی نبوده تا سرعت واکنش شیر کنترلی را افزایش دهد. شیر قدرت در Positioner وظیفه تقویت این سیگنال را بر عهده دارد.

نحوه عملکرد Positioner

نحوه عملکرد پوزیشنر بر اساس نوع نصب و قرار گیری آن بر روی شیر کنترلی متفاوت است. شیر کنترلی خطی و شیر کنترلی دوار از انواع شیرهای کنترل هستند که نوع قرار گیری Positioner بر روی آنها متفاوت است.

مهندسان اجرا کننده سیستم لوله کشی، برای قرار گیری پوزیشنر روی شیرهای کنترل خطی، معمولاً این قطعات را روی ساقه یا کلاهک بالایی محرک (Actuator) پنوماتیکی شیرها نصب می‌کنند. در حالی که برای شیرهای کنترلی دوار، پوزیشنر در راستای سوپاپ و در مجاورت محرک تعبیه می‌گردد. بر این اساس در شیرهای خطی، حرکت ساقه و در شیرهای کنترلی، درجه چرخش آنها توسط Positioner کنترل می‌شود.

مکانیزم چگونگی عملکرد Positioner علاوه بر نحوه قرار گیری آن در سیستم، به سیگنال های ورودیی که توسط سنسورهای آن دریافت می‌شود نیز بستگی دارد. سیگنال ها در درون این قطعه شده و براساس آنها فرمان لازم برای شیرهای کنترلی صادر می‌گردد. سیگنال دریافت و ارسال شده باتوجه به نوع Positioner می تواند به صورت الکتریکی یا پنوماتیکی باشد.

انواع پوزیشنر

پوزیشنر ها علاوه بر نوع نحوه قرار گیری، براساس سیگنالی که دریافت می‌کنند نیز با یکدیگر تفاوت داشته و دارای انواع مختلفی می‌باشند. این انواع شامل موارد زیر هستند:

• پوزیشنر شیر پنوماتیکی (Pneumatic Valve Positioner): سیگنالی که این نوع از کنترل‌کننده دریافت میکند در محدوده 3 تا 60 پوند بر اینچ مربع است. پس از بررسی سیگنال، سیگنال پنوماتیک دیگری را برای محرک شیر صادر می‌کند.
• پوزیشنر شیر الکتروپنوماتیکی (Electro-Pneumatic Valve Positioner): این نوع قطعه، سیگنال الکتریکی بین 4 تا 20 میلی آمپر را از کنترل کننده دریافت کرده و بعد از بررسی آن، سیگنال پنوماتیکی لازم را برای محرک شیر ارسال می‌نماید.
• پوزیشنر شیر دیجیتالی (Digital Valve Positioner): از نظر دریافت و ارسال سیگنال مشابه نوع الکتروپنوماتیکی می‌باشد. اما سیگنال دیجیتالی قابلیت بیشتری دارد که از جمله میتوان به آن اشاره کرد که میتواند هر شیر پنوماتیکی را از راه دور کنترل کند.

کاربرد Positioner

همانطور که گفته شد پوزیشنر از جمله قطعات مهم و کاربردی صنایع مختلف می‌باشد که علاوه بر آنکه باعث بهبود عملکرد اجزا گشته، موجب افزایش ایمنی سیستم نیز می‌گردد. اما سوالی که مطرح است که در چه مواقعی باید از این تجهیز ابزار دقیق استفاده نمود؟ به طور کلی مهم ترین مواقعی که Positioner کاربرد دارد به شرح موارد زیر است:

• کنترل دقیق موقعیت سوپاپ شیر کنترل کننده
• افزایش سرعت واکنش سوپاپ شیرهای کنترلی
• خطی کردن محرک غیرخطی
• کنترل جریان گاز در دریچه های بزرگ
• جا به جا کردن لجن و جامداتی مانند آن در حالت تعلیق

اهمیت استفاده از پوزیشنر زمانی مشخص میشود که از آن در سیستم لوله کشی مورد نظر استفاده نشود؛ آنگاه با برخی مشکلات به دلیل عدم حضور او روبرو میشوید. برای مثال زمانی که برای یک شیر کنترلی از Positioner استفاده نشود، در این حالت خروجی کنترلر شیر به صورت مستقیم به محرک آن متصل می‌گردد. این عمل باعث میشود سرعت واکنش محرک کاهش یابد و در نتیجه مشکلات مختلفی در پی آن ایجاد گردد. بر این اساس، استفاده از Positioner در شیرهای کنترلی ضروری است.

مزایای Positioner

همانطور که متوجه شدید، پوزیشنر تاثیر زیادی بر سرعت شیرهای کنترل می‌گذارد. علاوه بر آن استفاده از این قطعات مزایای زیادی را به همراه دارد که از آنها جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• اندازه گیری دقیق متغیرهای مختلف دما، فشار و دبی سیال
• عملکرد بی نظیر در شرایط تغییرات اندک یا زیاد
• سرعت عملکرد بالا
• کاهش اثر اصطکاک بین شیر کنترل کننده و سیال
• قابلیت کنترل شیر از راه دور (ویژه Positioner دیجیتالی)