Polski
CHNLGVF丨中國大乾洋貿's rozwój produktu i produkcja oparte na badaniach dynamicznych cech i kontroli elektrycznych zaworów sterujących
Utworzono 2024.10.04
Abstrakt:
Jako kluczowy składnik kontroli w automatyce przemysłowej, dynamiczne cechy i dokładność sterowania elektrycznych zaworów regulacyjnych bezpośrednio wpływają na efektywność i stabilność systemu. Niniejszy artykuł przeprowadza dogłębne badania nad dynamicznymi cechami zaworu regulacyjnego elektrycznego, analizuje jego wydajność w różnych warunkach pracy oraz proponuje zoptymalizowaną strategię sterowania i plan usprawnienia strukturalnego w celu poprawy szybkości reakcji, dokładności sterowania i stabilności zaworu regulacyjnego. Wyniki tych badań dostarczą mocnej podstawy teoretycznej i wsparcia technicznego dla badań i rozwoju oraz produkcji produktów zaworów regulacyjnych CHNLGVF丨中國大乾洋貿.
kluczowe słowa: zawór sterowania elektrycznego; charakterystyka dynamiczna; strategia sterowania; prędkość reakcji; stabilność
Wprowadzenie
Zawory elektryczne są szeroko stosowane w przemyśle naftowym, chemicznym, energetycznym i innych dziedzinach przemysłu. Jako aktuator w systemach automatycznej kontroli, wydajność zaworu sterującego jest bezpośrednio związana z precyzyjną kontrolą przepływu procesu oraz bezpieczną i stabilną pracą systemu. W ostatnich latach, wraz z wzrostem złożoności produkcji przemysłowej, wymagania dotyczące zaworów elektrycznych pod względem wysokiej precyzji, szybkości reakcji i odporności na zakłócenia wzrastają. Na podstawie rzeczywistych potrzeb CHNLGVF丨中國大乾洋貿丨China's large foreign trade, w artykule omówiono dynamiczne cechy i metody kontroli zaworów elektrycznych, mając na celu dostarczenie strategii poprawy technologii dla wysokiej jakości badań i rozwoju oraz produkcji zaworów sterujących.
2. Zasada działania i analiza charakterystyki dynamicznej elektrycznego zaworu regulacyjnego.
Zawór regulacyjny elektryczny otrzymuje sygnały od systemu sterowania poprzez aktuator elektryczny i napędza aktuator zaworu w celu regulacji przepływu, ciśnienia lub temperatury medium. Jego główne składniki to aktuatory elektryczne, korpusy zaworów regulacyjnych, urządzenia sprzężenia zwrotnego i systemy sterowania. Charakterystyka dynamiczna zaworu regulacyjnego głównie objawia się w prędkości reakcji systemu na sygnały wejściowe, dokładności i stabilności w różnych warunkach pracy.
2.1 Dynamiczna odpowiedź elektrycznego zaworu regulacyjnego
Dynamiczna odpowiedź zaworu sterującego elektrycznego obejmuje cały proces od wejścia sygnału sterującego do zmiany otwarcia zaworu. W tym procesie prędkość odpowiedzi aktuatora, bezwładność silnika, opór korpusu zaworu oraz nieliniowe cechy systemu będą miały wpływ na zachowanie dynamiczne zaworu regulacyjnego. Wspólne cechy dynamiczne obejmują:
Czas reakcji: Czas od momentu otrzymania polecenia przez zawór do osiągnięcia ustawionej pozycji jest kluczowym wskaźnikiem wydajności zaworu regulacyjnego.
Przeskok i oscylacja: Podczas procesu regulacji zaworu zbyt szybka odpowiedź może spowodować przeskok lub oscylację, co wpłynie na stabilność systemu.
Czas stabilizacji: Czas wymagany do przywrócenia stabilności systemu. Zbyt długi czas stabilizacji będzie miało wpływ na wydajność systemu sterowania.
2.2 Kluczowe czynniki wpływające na zawory elektryczne
Rodzaj napędu: Wydajność napędu elektrycznego bezpośrednio wpływa na dynamiczną odpowiedź zaworu regulacyjnego. Powszechne napędy obejmują silniki krokowe, silniki serwo, itp. Ze względu na ich precyzyjną kontrolę i zdolności do szybkiej odpowiedzi, silniki serwo są szeroko stosowane w sytuacjach wymagających wysokiej wydajności dynamicznej.
Projektowanie struktury zaworu: Projektowanie korpusu zaworu, takie jak kształt rdzenia zaworu, struktura siedziska zaworu i projekt kanału przepływu, bezpośrednio wpływa na charakterystykę przepływu medium i wydajność dynamiczną. Zawory o różnych strukturach wykazują wyraźne różnice w swoich charakterystykach dynamicznych podczas obsługi mediów o wysokiej prędkości lub wysokim ciśnieniu.
System kontroli zwrotnej: Wysokoprecyzyjny system kontroli zwrotnej może dostosować otwarcie zaworu w czasie rzeczywistym, aby zapewnić stabilność i szybkość odpowiedzi systemu. Dokładność sterowania elektrycznych zaworów regulacyjnych zależy w dużej mierze od projektu kontroli zwrotnej.
Testowanie dynamicznych cech i analiza strategii kontroli.
Urządzenie testowe i ustawienia warunków pracy
W celu zbadania dynamicznych charakterystyk zaworów elektrycznych, w niniejszej pracy zaprojektowano system eksperymentalny symulacji, który może testować wydajność odpowiedzi zaworu w różnych warunkach ciśnienia, temperatury i przepływu. Zawartość testu obejmuje czas reakcji otwarcia i zamknięcia, dokładność regulacji oraz stabilność zaworu. Zawór elektryczny użyty w teście był istniejącym produktem CHNLGVF丨中國大乾洋貿丨China Dagangyangmao, a porównano wydajność różnych napędów (silniki krokowe i serwomechanizmy).
Wyniki testu i analiza 3.2
Porównanie czasu reakcji: Czas reakcji zaworu sterującego napędzanego silnikiem serwo jest znacznie krótszy niż czas reakcji zaworu sterującego napędzanego silnikiem krokowym. Szczególnie podczas operacji przełączania o wysokiej częstotliwości, silnik serwo wykazuje wyższą wydajność.
Przeskok i oscylacja: Gdy prędkość odpowiedzi aktuatora jest zbyt szybka, występuje tendencja do przeskoku i oscylacji, zwłaszcza podczas procesu regulacji mediów wysokociśnieniowych. Poprzez dostosowanie parametrów kontroli sprzężenia zwrotnego, zjawisko przeskoku można skutecznie tłumić.
Analiza stabilności: Pod wpływem wysokiego ciśnienia i wysokiej prędkości mediów płynnych, stabilność zaworu regulacyjnego jest znacząco zaburzona. Optymalizacja parametrów sterowania strukturą zaworu i aktuatorem jest ważnym środkiem poprawy stabilności.
Optymalizacja strategii kontroli
Poprzez testowanie i analizę, zaproponowano strategię optymalizacji kontroli dla zaworów regulacyjnych elektrycznych.
Strategia kontroli zwrotnego zamkniętej pętli: Korzystanie z wysokoprecyzyjnego systemu kontroli zwrotnego zamkniętej pętli do regulacji działania aktuatora w czasie rzeczywistym może skutecznie zmniejszyć czas reakcji systemu i poprawić dokładność kontroli. Jednocześnie kontrola zwrotna zamkniętej pętli może również tłumić przeregulowanie i oscylację systemu oraz poprawić stabilność dynamiczną.
Algorytm sterowania adaptacyjnego: W celu uwzględnienia różnic w charakterystykach dynamicznych różnych warunków pracy, wprowadzono algorytm sterowania adaptacyjnego, który może dostosować parametry sterowania zgodnie z rzeczywistymi warunkami pracy w czasie rzeczywistym, aby zapewnić odpowiedź i efekt sterowania zaworem.
Analiza symulacji przejściowej i optymalizacja modelu
W celu dalszego zbadania dynamicznych charakterystyk zaworów elektrycznych, w artykule tym wykorzystano metodę symulacji przejściowej, która łączy CFD (dynamikę płynów komputerową) i MES (analizę metoda elementów skończonych) do symulowania procesu dynamicznej odpowiedzi zaworu w różnych warunkach przepływu i ciśnienia.
Konstrukcja modelu symulacji przejściowej
Ten dokument konstruuje trójwymiarowy model symulacyjny zaworu elektrycznego, głównie symulując charakterystyki dynamiki płynów i deformację strukturalną podczas procesu otwierania zaworu. Warunki brzegowe używane w symulacji są zgodne z rzeczywistymi warunkami testowymi, co zapewnia dokładność wyników symulacji.
4.2 Analiza wyników symulacji
Charakterystyka płynu: Gdy płyn przechodzi przez zawór, zachodzą złożone zmiany w polu przepływu. Niestabilność przepływu wysokich prędkości płynu we wczesnej fazie otwierania zaworu ma znaczący wpływ na dokładność regulacji.
Deformacja strukturalna: Wpływ wysokociśnieniowej cieczy może spowodować lekką deformację wewnętrznej struktury zaworu, co dalej wpłynie na dynamiczną reakcję zaworu. Optymalizacja materiału korpusu zaworu i projektowania struktury może skutecznie zmniejszyć deformację i poprawić dokładność regulacji.
Poprzez analizę symulacyjną, ten artykuł przedstawia sugestie dotyczące optymalizacji struktury zaworu, w tym poprawę projektu rdzenia zaworu, zmniejszenie oporu kanału przepływu i poprawę odporności na uderzenia materiału, aby dalej poprawić wydajność dynamiczną zaworu regulacyjnego.
1. Strategia poprawy technologii 2. Plan doskonalenia technologicznego 3. Metoda ulepszania technologii 4. Taktyka rozwoju technologicznego 5. Sposób poprawy technologii
Na podstawie powyższych badań i analiz, artykuł proponuje strategię poprawy technologii dla produktów zaworów regulacyjnych CHNLGVF丨中國大乾洋貿丨China Dagangyangmao w celu poprawy ich dynamicznej reakcji i precyzji kontroli oraz spełnienia potrzeb aplikacji przemysłowych najwyższej klasy.
Optymalny projekt aktuatora
Wysokowydajny silnik serwo: Wprowadzenie wysokoprecyzyjnego silnika serwo dalszo poprawia szybkość reakcji i dokładność sterowania aktuatorem, jednocześnie zmniejszając zużycie energii podczas pracy.
Projektowanie modularne: Projektuj modularne siłowniki zgodnie z różnymi warunkami pracy, dzięki czemu można je elastycznie konfigurować zgodnie z rzeczywistymi zastosowaniami i dostosowywać do różnorodnych scenariuszy przemysłowych.
Optymalizacja struktury zaworu 5.2
Popraw kształt rdzenia zaworu i konstrukcję siedziska zaworu: Poprzez optymalizację kształtu rdzenia zaworu i struktury siedziska zaworu, zmniejsza się opór płynu i poprawia się prędkość dynamicznej odpowiedzi zaworu regulacyjnego.
Popraw wydajność materiału korpusu zaworu: Użyj materiałów o wysokiej wytrzymałości i odporności na korozję, aby zwiększyć stabilność i trwałość zaworu w środowiskach o wysokim ciśnieniu i wysokiej temperaturze.
5.3 Inteligentna aktualizacja systemu kontroli
Inteligentna kontrola sprzężenia zwrotnego: Łączenie systemu sprzężenia zwrotnego czasu rzeczywistego z algorytmami sztucznej inteligencji w celu dynamicznej regulacji parametrów kontroli zaworu w celu poprawy szybkości reakcji zaworu i dokładności regulacji.
Algorytm sterowania adaptacyjnego: Dla złożonych warunków pracy opracowano algorytm sterowania adaptacyjnego, który automatycznie dostosowuje strategię sterowania do rzeczywistego stanu pracy i osiąga precyzyjne dostosowanie do różnych warunków pracy.
Produkcja i doskonalenie procesu R&D oraz produkcji produktów firmy CHNLGVF w Chinach.
Na podstawie wyników badania, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 wprowadzi następujące ulepszenia w procesie badawczo-rozwojowym i produkcji zaworów sterujących:
Integracja modułowego projektu aktuatora i inteligentnego systemu sterowania poprawia wydajność zaworu sterującego w zastosowaniach wysokiej precyzji.
Poprawa materiałów i procesów produkcyjnych, wykorzystując wysoką wytrzymałość, wysoką temperaturę i materiały odporne na korozję, w celu zwiększenia niezawodności produktu i czasu jego użytkowania.
Precyzyjna kontrola podczas procesu produkcyjnego poprawia efektywność produkcji, zapewniając jednocześnie spójność produktu i wysoką jakość.
7. Podsumowanie
Poprzez dogłębne badania nad dynamicznymi charakterystykami i strategiami kontroli zaworów elektrycznych, w artykule zaproponowano szereg strategii poprawy technologicznej, mających na celu poprawę zdolności dynamicznej odpowiedzi i dokładności kontroli produktów zaworów regulacyjnych CHNLGVF丨中國大乾洋貿丨China Dagangyangmao. Poprzez kontrolę zwrotną w pętli zamkniętej, optymalizację inteligentnych algorytmów oraz poprawy w konstrukcji zaworu, wydajność zaworów regulacyjnych w zastosowaniach przemysłowych została znacząco poprawiona. Wynik tego badania zapewni wsparcie techniczne i konkurencyjność rynkową dla wysokiej jakości rozwoju CHNLGVF丨中國大乾洋貿 w dziedzinie badań i rozwoju oraz produkcji produktów zaworów regulacyjnych.
WhatsApp