Le rôle critique de la vanne de régulation dans le système de traitement est bien connu. Le fonctionnement régulier de la vanne de régulation nécessite que le système fournisse une source d'air/électricité et une source de signal. La fourniture correcte de la source d'air/électricité et de la source de signal est le fonctionnement essentiel de la vanne de régulation. En raison de la position critique de la vanne de régulation, le système de contrôle de processus doit garantir que la source d'air/électrique et la source de signal peuvent être fournies correctement et en continu à la vanne de régulation. La situation réelle est que le système de contrôle de processus ne peut pas garantir une fourniture correcte et continue à 100 % de la source d'air/électricité et de la source de signal ci-dessus (trois sources en abrégé) sans aucune déviation. Par conséquent, il doit prendre des mesures de protection correspondantes sur la vanne de régulation, à savoir les trois mesures de protection de position de panne de source (panne d'air, panne de courant, panne de signal).
Il existe de nombreux types de méthodes de contrôle des vannes de régulation et les accessoires sont variés, de sorte que les trois sources de mesures de protection contre les défaillances et les solutions des vannes de régulation seront différentes. Besoin général d'avoir un dispositif de retour de position pour les vannes de régulation si nécessaire trois mesures de protection contre les pannes de source. Cela signifie qu'il faut un signal de retour au système de contrôle, également un assemblage avec volant/poignée pour obtenir un fonctionnement manuel en cas de panne.
Selon les différentes exigences de trois sources de protection contre les défaillances, cet article répertorie d'autres solutions de protection et analyse divers schémas à discuter avec des homologues de l'industrie.
Les trois sources de régimes de protection abordées dans cet article comprennent principalement les éléments suivants :
un. Solution de positionneur numérique électro-pneumatique (cela signifie l'ensemble de vanne de commande avec positionneur intelligent E/P)
b. Solution de positionneur analogique élétréo-pneumatique (c'est-à-dire l'ensemble de vanne de régulation avec positionneur de vanne E/P)
c. Solution de convertisseur électro-pneumatique + positionneur de vanne pneumatique-pneumatique (c'est-à-dire l'ensemble de vanne de régulation avec un convertisseur électropneumatique et un positionneur de vanne P/P)
d. Solution de positionneur pneumatique analogique (c'est-à-dire l'ensemble de vanne de régulation avec positionneur de vanne P/P)
e. Solution de vanne de commande électrique intelligente
un. Solution de positionneur numérique électro-pneumatique
Ce programme est principalement composé d'une vanne de commande pneumatique, d'un positionneur de vanne électrique-pneumatique intelligent, d'un comparateur de perte de puissance (signal), d'une bobine simple électrovanne, valve de sas à air, et ainsi de suite. Son principe de fonctionnement est le suivant :
- Défaillance de la source d'air : Lorsque l'alimentation en air du système de contrôle échoue (signifie de l'air perdu), la vanne de sas se ferme automatiquement pour verrouiller la pression du signal de sortie du positionneur dans la chambre à membrane de la vanne de commande pneumatique, et la pression du signal de sortie est équilibrée par rapport à la force de réaction générée par le ressort de la soupape de commande, la position de soupape de la soupape de commande pneumatique reste à la position de défaut. La vanne de sas doit être réglée pour démarrer légèrement en dessous de la valeur minimale de l'alimentation en air.
- Panne de source d'alimentation : Lorsque l'alimentation du système de contrôle tombe en panne (perte de puissance), le comparateur de perte de puissance (signal) contrôle la tension de sortie a disparu, l'électrovanne à bobine unique perd de la puissance et son distributeur à tiroir intérieur de l'électrovanne glisse sous l'action du ressort de rappel, l'électrovanne est inversée, la pression de la chambre à membrane de la soupape de retenue pneumatique est vidée, la soupape de retenue pneumatique est fermée et la pression du signal de sortie du positionneur est verrouillée dans la soupape de commande pneumatique Dans la chambre à membrane, la pression du signal de sortie est équilibrée avec la force de réaction générée par le ressort à diaphragme, et la position de soupape de la soupape de commande pneumatique reste à la position de défaillance.
- Échec du signal : Lorsque le signal du système de contrôle est défectueux (perte de signal), après que le comparateur de perte de puissance (signal) l'a détecté, le signal de tension de l'électrovanne à bobine unique est coupé. Le distributeur à tiroir de l'électrodistributeur coulisse sous l'action du ressort de rappel. L'électrovanne s'inverse pour vider la pression de la vanne de sas et ferme la vanne de sas pour verrouiller la pression du signal de sortie du positionneur dans la chambre à membrane de la vanne de régulation. La pression du signal de sortie est équilibrée avec la force de réaction générée par le ressort de la soupape de commande. La position de vanne de la vanne de commande pneumatique reste en position de défaillance.
Le positionneur intelligent électropneumatique donne le signal de retour de position et aucun retour de signal de position de vanne n'est nécessaire. En général, le positionneur de vanne électrique-pneumatique intelligent lui-même peut réaliser le retour de position avec son propre module de retour de position ou un module de retour de position supplémentaire.
Les avantages de cette solution: relativement peu d'accessoires sont utilisés (aucun retour de signal de position de vanne n'est nécessaire), et il prend moins de place. L'installation et le débogage sont plus pratiques, simples et rapides. Lorsque la protection "trois pannes" est activée, le système réagit rapidement et agit rapidement.
Le point faible de cette solution : l'électrovanne est chargée pendant une longue période, ce qui affecte la durée de vie. Le coût global est relativement élevé et la fiabilité des accessoires est relativement élevée.
b. Solution de positionneur analogique élétréo-pneumatique
Cette solution est principalement composée d'une vanne de commande pneumatique, d'un positionneur de vanne électrique-pneumatique analogique, d'un comparateur de perte de puissance (signal), d'une électrovanne à bobine unique, d'une vanne de retenue pneumatique, d'un retour de signal de position de vanne, etc. Son principe de fonctionnement est le même que le schéma intelligent de positionneur de vanne électrique-pneumatique.
Le retour de signal de position de vanne donne le signal de retour de position.
L'avantage de cette solution : Lorsque la protection « défaillance des trois sources » se déclenche, le système réagit rapidement et agit rapidement. Le coût global est inférieur à l'option a.
L'inconvénient de cette solution : l'électrovanne est chargée pendant une longue période, ce qui affecte la durée de vie. Il existe de nombreux accessoires, et l'installation et le débogage sont plus compliqués que la solution a. Le retour de position de vanne doit être équipé d'un retour de signal de position de vanne. Dans le cas d'un volant, c'est plus compliqué.
c. Solution de convertisseur électro-pneumatique + positionneur de vanne pneumatique-pneumatique
Ce programme est principalement composé d'une vanne de commande pneumatique, d'un positionneur de vanne pneumatique analogique, d'un convertisseur électropneumatique, d'une vanne de sas, d'un retour de signal de position de vanne, etc. Son principe de fonctionnement est le suivant :
- Défaillance de la source d'air : Lorsque la source d'air du système de contrôle tombe en panne (perte d'air), la vanne de retenue pneumatique utilisée pour contrôler la perte de la source d'air est automatiquement fermée et la pression du signal de sortie du positionneur est verrouillée dans la chambre à membrane de la vanne de commande pneumatique pour émettre le signal de pression En équilibre avec la force de réaction générée par le ressort de la soupape de commande, la position de soupape de la soupape de commande pneumatique reste à la position de défaut. La soupape de retenue doit être réglée pour démarrer légèrement en dessous de la valeur minimale de l'alimentation en air.
- Échec du signal : Lorsque le signal du système de contrôle échoue (perte de signal), la pression du signal de sortie du convertisseur électropneumatique est perdue de manière synchrone et la vanne de sas utilisée pour la perte du signal de contrôle est automatiquement fermée pour verrouiller la pression de sortie de la chambre à membrane de l'actionneur, la pression du signal de sortie est équilibrée avec la force de réaction générée par le ressort de la soupape de commande, et la position de soupape de la soupape de commande pneumatique reste à la position de défaillance. La vanne de sas doit être réglée pour démarrer lorsqu'elle est légèrement inférieure à la valeur minimale du signal d'entrée.
- Aucune position de panne d'alimentation de la vanne de régulation n'est nécessaire.
- Le retour de signal de position de vanne donne le signal de retour de position.
Les avantages de cette solution :
- Aucune position de panne d'alimentation de la vanne de régulation n'est nécessaire.
- Seules deux positions de vanne de défaillance d'une vanne sont nécessaires.
- Il peut être utilisé en cas d'exigences strictes en matière de protection contre les explosions.
Inconvénients de cette solution : lorsque le signal est en panne, il y a un décalage très court, et plus d'accessoires sont utilisés. L'installation et le débogage sont plus compliqués que la solution (a). Le retour de position de vanne doit être équipé d'un retour de signal de position de vanne. Dans le cas des rondes, c'est plus compliqué.
d. Solution de positionneur pneumatique analogique
Ce programme est principalement composé d'une vanne de commande pneumatique, d'un positionneur de vanne pneumatique analogique, d'une vanne de sas, d'un retour de signal de position de vanne, etc. Son principe de fonctionnement est le suivant :
- Défaillance de la source d'air : Lorsque la source d'air du système de contrôle échoue (perte d'air), la vanne de sas utilisée pour contrôler la perte de la source d'air est automatiquement fermée et la pression du signal de sortie du positionneur est verrouillée dans la chambre à membrane de la commande pneumatique vanne, la pression du signal de sortie est équilibrée avec la force de réaction générée par le ressort de la vanne de commande, et la position de la vanne de la vanne de commande pneumatique reste à la position de défaut. La vanne de sas doit être réglée pour démarrer légèrement en dessous de la valeur minimale de l'alimentation en air.
- Échec du signal : Lorsque le signal du système de contrôle échoue (perte de signal), la vanne de sas pneumatique utilisée pour contrôler la perte de signal est automatiquement fermée, et la pression du signal de sortie du positionneur est verrouillée dans la chambre à membrane de la vanne de commande pneumatique, et la sortie pression de signal et contrôle La force de réaction générée par le ressort de soupape est équilibrée et la position de soupape de la soupape de commande pneumatique reste à la position de défaut. La vanne de sas doit être réglée pour démarrer lorsqu'elle est légèrement inférieure à la valeur minimale du signal d'entrée. Lorsque le signal est défaillant, il y a un certain décalage, et le temps de décalage est lié à la longueur du pipeline de signal pneumatique.
Les avantages de cette solution :
- Aucune position de panne d'alimentation de la vanne de régulation n'est nécessaire.
- Le retour de signal de position de vanne donne le signal de retour de position
L'avantage de cette solution : elle est équipée de moins d'accessoires, ce qui est pratique pour l'installation et le débogage. Le coût global est faible et il peut être utilisé dans des cas où les exigences de protection contre les explosions sont exceptionnellement élevées.
Inconvénients de ce système : lorsque le signal est défaillant, il y a un certain décalage lié à la longueur du pipeline du signal. Le retour de position de la vanne nécessite un retour de signal de position de vanne supplémentaire, ce qui est plus compliqué lorsqu'il est équipé d'un volant. Convient uniquement aux occasions de signalisation pneumatique.
e. Solution de vanne de commande électrique intelligente
La vanne de commande électrique intelligente est composée d'un actionneur électrique intelligent et d'une vanne. L'actionneur électrique intelligent lui-même a la fonction de mise hors tension et de maintien de la position. Lorsque le signal est interrompu, il peut sélectionner les fonctions de maintien de la position d'origine, complètement fermée et complètement ouverte. Et il a une fonction de retour de signal. Il a donc une large gamme d'applications.
L'avantage de cette solution : Pas besoin de se connecter à la source d'air, seules deux protections contre les pannes peuvent être réalisées, avec moins d'espace d'installation. L'installation et le débogage sont plus pratiques, simples et rapides. Lorsque la protection "deux coupures" est activée, le système réagit rapidement et agit rapidement. La vanne elle-même a une fonction de retour de signal, et il n'est pas nécessaire d'installer un retour de signal de position de vanne.
Inconvénients de ce système : le coût global est relativement élevé, et l'utilisation est limitée dans les cas où les exigences antidéflagrantes sont particulièrement strictes.
La solution ci-dessus est le schéma le plus basique du schéma de protection à trois ruptures, et pendant la triple rupture, la vanne reste dans la position d'origine (position de maintien).
Si vous avez besoin d'autres méthodes de protection, vous pouvez modifier le schéma ci-dessus.
Ce qui suit présente un schéma de protection dans lequel la vanne à double effet s'ouvre complètement ou se ferme complètement lorsque la source d'air tombe en panne (perte d'air).
Ce programme est principalement composé de vannes de régulation, vannes d'inversion pneumatiques, positionneurs, vannes autobloquantes, clapets anti-retour/clapet anti-retour, régulateur d'air, réservoirs de stockage de gaz, etc. Son principe de fonctionnement est le suivant :
Lorsque la source d'air du système de contrôle tombe en panne (perte d'air), la vanne autobloquante (dont la fonction est opposée à celle de la vanne de retenue) s'ouvre automatiquement pour annuler la source d'air de la vanne directionnelle à commande pneumatique. Le tiroir de la vanne directionnelle à commande pneumatique est réinitialisé sous l'action du ressort, l'une des vannes d'inversion à commande pneumatique est épuisée, l'autre est aérée et le clapet anti-retour est fermé. La source d'air est fournie à la vanne depuis le réservoir de stockage de gaz, pour réaliser la vanne entièrement fermée ou ouverte. Il peut reconnaître complètement fermé ou complètement ouvert en ajustant le mode de connexion de la vanne de commande pneumatique.
Si vous souhaitez réaliser une rétention de soupape, installez une soupape de rétention pneumatique, modifiez la connexion de la canalisation, utilisez une soupape autobloquante pour contrôler directement la soupape de sas et annulez la soupape d'inversion de commande pneumatique, le clapet anti-retour et le réservoir de gaz.
Si vous voulez vous assurer que la vanne a plusieurs actions lorsque la source d'air est défaillante, les solutions suivantes peuvent être utilisées.
Ce schéma se compose d'un réservoir de stockage de gaz, d'un clapet anti-retour, d'une vanne de blocage, d'un robinet à soupape, etc. Son principe de fonctionnement est le suivant :
Lorsque l'alimentation en air échoue (perte d'air), le clapet anti-retour est fermé, le clapet de verrouillage perd de l'air, le tiroir du clapet de verrouillage est réinitialisé sous l'action du ressort, le circuit d'air est inversé, la canalisation de source d'air de le système est déconnecté et le réservoir de stockage de gaz fournit du gaz à la vanne pour garantir que la vanne a plusieurs actions pour atteindre l'objectif de contrôle continu. En raison de la capacité limitée du réservoir de stockage de gaz et de la pression de l'alimentation en air dans le réservoir de stockage de gaz qui continue de diminuer avec l'action de la vanne, le réservoir de stockage de gaz ne peut pas être utilisé pendant une longue période pour fournir de l'air à la vanne. La capacité du réservoir de stockage de gaz pour ce plan doit être supérieure à celle du réservoir de stockage de gaz de protection générale. Dans ce système, lorsque l'alimentation en air est défaillante, le nombre d'actions de la vanne est lié à la capacité du réservoir de stockage de gaz.
Les différents schémas de protection énumérés ci-dessus ne sont que quelques formes principales. Pour atteindre différents objectifs de protection, les schémas ci-dessus peuvent être modifiés de manière appropriée. Étant donné que le système documenté a ses propres avantages et inconvénients, une méthode différente peut être adaptée aux conditions spécifiques du site. Pour la protection à trois bris, lorsque le budget est possible, combinant divers facteurs, l'auteur recommande le plan (a) et le plan (e).
