كمكون تحكم رئيسي في الأتمتة الصناعية، تؤثر الخصائص الديناميكية ودقة التحكم لصمامات التحكم الكهربائية مباشرة على كفاءة التشغيل واستقرار النظام. تقوم هذه المقالة بإجراء بحث عميق حول الخصائص الديناميكية لصمام التحكم الكهربائي، وتحليل أدائه تحت ظروف عمل مختلفة، وتقترح استراتيجية تحكم محسنة وخطة تحسين هيكلية لتحسين سرعة الاستجابة ودقة التحكم واستقرار صمام التحكم. ستوفر نتائج هذا البحث أساسا نظريا قويا ودعما تقنيا لبحث وتطوير وتصنيع منتجات صمامات التحكم لشركة CHNLGVF丨中國大乾洋貿.

صمام التحكم الكهربائي؛ الخصائص الديناميكية؛ استراتيجية التحكم؛ سرعة الاستجابة؛ الاستقرار

الصمامات الكهربائية للتحكم تستخدم على نطاق واسع في صناعات البترول والكيماويات والطاقة الكهربائية وغيرها من المجالات الصناعية. كوحدة تحكم في أنظمة التحكم التلقائي، ترتبط أداء الصمام بشكل مباشر بالتحكم الدقيق في تدفق العملية والتشغيل الآمن والمستقر للنظام. في السنوات الأخيرة، مع زيادة تعقيد الإنتاج الصناعي، تزداد متطلبات الصمامات الكهربائية من حيث الدقة العالية وسرعة الاستجابة العالية وقدرة مقاومة التداخل. استنادًا إلى الاحتياجات الفعلية للتجارة الخارجية الكبيرة للصين، يناقش هذا المقال الخصائص الديناميكية وطرق التحكم في الصمامات الكهربائية، بهدف تقديم استراتيجيات تحسين التكنولوجيا للبحث والتطوير وتصنيع عالي الجودة للصمامات.

تتلقى صمام التنظيم الكهربائي إشارات من نظام التحكم من خلال المحرك الكهربائي وتقود محرك الصمام لضبط تدفق أو ضغط أو درجة حرارة الوسط. تشمل المكونات الأساسية لها المحركات الكهربائية وأجسام صمام التنظيم وأجهزة التغذية الراجعة وأنظمة التحكم. تتمثل الخصائص الديناميكية لصمام التنظيم أساسًا في سرعة استجابة النظام للإشارات الداخلية والدقة والاستقرار تحت ظروف عمل مختلفة.

تتضمن الاستجابة الديناميكية لصمام التحكم الكهربائي العملية بأكملها من إدخال إشارة التحكم إلى تغيير فتحة الصمام. في هذه العملية، ستؤثر سرعة استجابة المحرك، وعزم الدوران للمحرك، ومقاومة جسم الصمام، والخصائص غير الخطية للنظام جميعها على السلوك الديناميكي لصمام التنظيم. وتشمل الميزات الديناميكية الشائعة ما يلي:

وقت الاستجابة: الوقت الذي يمر منذ استلام الصمام للأمر حتى يصل إلى الوضع المحدد هو مؤشر رئيسي على أداء صمام التنظيم.

تجاوز وتذبذب: خلال عملية ضبط الصمام، قد يؤدي الاستجابة السريعة جدًا إلى التجاوز أو التذبذب، مما يؤثر على استقرار النظام.

وقت التثبيت: الوقت اللازم للنظام لاستعادة الاستقرار. سيؤثر وقت التثبيت الزائد على كفاءة نظام التحكم.

نوع المحرك: أداء المحرك الكهربائي يؤثر مباشرة على الاستجابة الديناميكية لصمام التنظيم. تشمل المحركات الشائعة محركات الخطوات، ومحركات السيرفو، وما إلى ذلك. نظرًا لقدرتها على التحكم الدقيق وقدرتها على الاستجابة بسرعة عالية، فإن محركات السيرفو تستخدم على نطاق واسع في الحالات التي تتطلب أداء ديناميكي عالي.

تصميم الصمام الهيكلي: يؤثر تصميم جسم الصمام، مثل شكل نواة الصمام، وهيكل مقعد الصمام، وتصميم قناة التدفق، مباشرة على خصائص تدفق الوسط وأداء الاستجابة الديناميكي. تظهر اختلافات واضحة في الخصائص الديناميكية للصمامات ذات الهياكل المختلفة عند التعامل مع وسائط عالية السرعة أو عالية الضغط.

نظام التحكم بالردود: يمكن لنظام التحكم بالردود عالي الدقة ضبط فتحة الصمام في الوقت الحقيقي لضمان استقرار النظام وسرعة الاستجابة. تعتمد دقة التحكم في الصمامات التنظيمية الكهربائية إلى حد كبير على تصميم نظام التحكم بالردود.

تم تصميم نظام تجريبي للمحاكاة يمكن اختبار أداء الصمام تحت ظروف ضغط ودرجة حرارة ومعدل تدفق مختلفة من أجل دراسة الخصائص الديناميكية لصمامات التحكم الكهربائية. تشمل محتوى الاختبار وقت الاستجابة للفتح والإغلاق، ودقة التعديل واستقرار الصمام. تم استخدام صمام التحكم الكهربائي في الاختبار كمنتج موجود من CHNLGVF | الصين داجانجيانجماو، وتم مقارنة أداء المحركات المختلفة (محركات الخطوات ومحركات السيرفو).

وقت الاستجابة المقارن: يكون وقت الاستجابة لصمام التحكم الذي يتم تشغيله بواسطة المحرك الخدمي أقصر بشكل كبير من ذلك الذي يتم تشغيله بواسطة المحرك الخطوي. خاصةً تحت عمليات التبديل عالية التردد، يظهر المحرك الخدمي أداءً متفوقًا.

تجاوز وتذبذب: عندما تكون سرعة استجابة المحرك سريعة جدًا، فإنه من المرجح حدوث التجاوز والتذبذب، خاصة خلال عملية التعديل لوسائط ذات ضغط عالي. يمكن تقليل ظاهرة التجاوز بشكل فعال من خلال ضبط معلمات التحكم في التغذية الراجعة.

تحليل الاستقرار: تحت وسائط السوائل عالية الضغط والسرعة ، يتأثر استقرار صمام التنظيم بشكل كبير. تحسين معلمات التحكم في هيكل الصمام والمحرك هو وسيلة مهمة لتحسين الاستقرار.

من خلال الاختبار والتحليل، يتم اقتراح استراتيجية تحسين التحكم لصمامات التنظيم الكهربائية:

استراتيجية التحكم بالحلقة المغلقة: باستخدام نظام تحكم بالردود الحية عالي الدقة لضبط عمل المحرك في الوقت الحقيقي يمكن تقليل وقت استجابة النظام بشكل فعال وتحسين دقة التحكم. في الوقت نفسه، يمكن للتحكم بالحلقة المغلقة أيضًا كبح التجاوز والتذبذب في النظام وتحسين الاستقرار الديناميكي.

خوارزمية التحكم التكيفية: نظرًا للاختلافات في الخصائص الديناميكية لظروف العمل المختلفة، يتم إدخال خوارزمية تحكم تكيفية، التي يمكنها ضبط معلمات التحكم وفقًا للظروف الفعلية في الوقت الحقيقي لضمان استجابة الصمام وتأثير التحكم.

تستخدم هذه المقالة طريقة محاكاة عابرة تجمع بين الديناميكية الحاسوبية للسوائل (CFD) وتحليل العناصر المحدودة (FEM) لمحاكاة عملية الاستجابة الديناميكية للصمام تحت تدفقات وظروف ضغط مختلفة من أجل دراسة خصائص الصمامات الكهربائية بشكل أعمق.

تقوم هذه الورقة بإنشاء نموذج محاكاة ثلاثي الأبعاد لصمام التحكم الكهربائي، حيث يتم تحاكي خصائص ديناميكية السوائل وتشوه الهيكل أثناء عملية الفتح للصمام بشكل رئيسي. تستخدم شروط الحدود في المحاكاة تكون متماشية مع شروط الاختبار الفعلية، مما يضمن دقة نتائج المحاكاة.

خصائص السائل: عندما يمر السائل من خلال الصمام، تحدث تغييرات معقدة في حقل التدفق. تؤثر عدم استقرارية التدفق للسائل عالي السرعة في المرحلة الأولى من فتح الصمام بشكل كبير على دقة التعديل.

تشوه هيكلي: قد يؤدي تأثير السائل عالي الضغط إلى تشوه طفيف في هيكل الصمام الداخلي، مما سيؤثر بشكل أكبر على الاستجابة الديناميكية للصمام. يمكن تحسين مواد هيكل الصمام وتصميمه الهيكلي لتقليل التشوه وتحسين دقة التعديل.

من خلال تحليل المحاكاة، تقدم هذه المقالة اقتراحات لتحسين هيكل الصمام، بما في ذلك تحسين تصميم النواة الصمامية، وتقليل مقاومة مسار التدفق، وتحسين مقاومة التأثير للمواد، لتحسين أداء الصمام التنظيمي بشكل أفضل.

استنادًا إلى البحث والتحليل أعلاه، يقترح هذا المقال استراتيجية تحسين التكنولوجيا لمنتجات صمام التنظيم CHNLGVF丨中國大乾洋貿丨China Dagangyangmao لتحسين استجابتها الديناميكية ودقة التحكم وتلبية احتياجات التطبيقات الصناعية عالية المستوى.

محرك سيرفو عالي الأداء: يقوم إدخال محرك سيرفو عالي الدقة بتحسين سرعة الاستجابة ودقة التحكم للمحرك بينما يقلل من استهلاك الطاقة أثناء التشغيل.

تصميم موديلاري: تصميم محركات حركية موديلارية وفقًا لظروف العمل المختلفة، بحيث يمكن تكوينها بمرونة وفقًا للتطبيقات الفعلية والتكيف مع مجموعة متنوعة من السيناريوهات الصناعية.

تحسين تصميم نواة الصمام ومقعد الصمام: من خلال تحسين شكل نواة الصمام وهيكل مقعد الصمام، يتم تقليل مقاومة السائل وتحسين سرعة الاستجابة الديناميكية لصمام التحكم.

تحسين أداء مواد جسم الصمام: استخدام مواد عالية القوة ومقاومة للتآكل لتعزيز استقرار ومتانة الصمام في البيئات عالية الضغط والحرارة.

التحكم الذكي في التغذية الراجعة: دمج نظام التغذية الراجعة للبيانات في الوقت الحقيقي مع خوارزميات الذكاء الاصطناعي لضبط معلمات التحكم في الصمام بشكل دينامي لتحسين سرعة استجابة الصمام ودقة التعديل.

خوارزمية التحكم التكيفية: لظروف العمل المعقدة، تم تطوير خوارزمية تحكم تكيفية، التي يمكنها ضبط الاستراتيجية تلقائيًا وفقًا للحالة التشغيلية الفعلية وتحقيق ضبط دقيق لظروف العمل المختلفة.

بناءً على نتائج البحث في هذه المقالة، ستقوم شركة CHNLGVF丨中國大乾洋貿 بتنفيذ التحسينات التالية في عملية البحث والتطوير وتصنيع صمامات التحكم:

تحسين أداء صمام التحكم في التطبيقات عالية الدقة من خلال دمج التصميم النمطي للمحرك والنظام الذكي للتحكم.

تحسين المواد وعمليات التصنيع، باستخدام مواد عالية القوة ومقاومة للحرارة العالية والتآكل لتعزيز موثوقية المنتج وعمر خدمته.

تحسين السيطرة الدقيقة أثناء عملية التصنيع يعزز كفاءة الإنتاج مع ضمان توحيد المنتج وجودة عالية.

من خلال البحث العميق حول الخصائص الديناميكية واستراتيجيات التحكم في صمامات التحكم الكهربائية، تقترح هذه المقالة عددًا من استراتيجيات تحسين التكنولوجيا، بهدف تحسين قدرات الاستجابة الديناميكية ودقة التحكم لمنتجات صمامات التحكم CHNLGVF丨中國大乾洋貿. من خلال التحكم بالردود الحية المغلقة، وتحسين خوارزميات الذكاء، وتحسينات في تصميم الصمام، تم تحسين أداء صمامات التنظيم في التطبيقات الصناعية بشكل كبير. ستوفر نتيجة هذا البحث الدعم التقني والتنافسية في السوق للتطوير عالي الجودة لمنتجات صمامات التنظيم من CHNLGVF丨中國大乾洋貿 في البحث والتطوير والتصنيع.