اتوماسیون شیر صنعتی: ارزیابی مقایسه ای فنی محرک های پنوماتیکی و الکتریکی

تمایز اصلی بین سیستم های تحریک پنوماتیک و الکتریکی در نحوه تبدیل نیروی سیال یا انرژی الکتروموتور به گشتاور مکانیکی یا رانش خطی نهفته است. هر روش متکی بر مؤلفه‌های معماری منحصربه‌فردی است که مشخصات عملیاتی، تأخیر پاسخ و حالت‌های خرابی آن را تعیین می‌کند.

چارچوب سیستم پنوماتیک

مکانیسم‌های پنوماتیکی بر انبساط کنترل‌شده رسانه‌های فشرده، معمولاً هوای فیلتر شده و روان‌شده، در برابر یک مرز متحرک تکیه دارند. در سیستم های خطی، این مرز شامل یک مجموعه پیستونی است که در داخل یک بلوک سیلندر شیک قرار گرفته است. برای اتوماسیون شیر یک چهارم چرخشی، دو تبدیل مکانیکی اولیه استاندارد هستند:

• چیدمان رک و پینیون: پیستون‌های دوگانه مخالف مجهز به قفسه‌های دنده یکپارچه با یک محور پینیون مرکزی درگیر می‌شوند. نیروی خطی به طور مستقیم به گشتاور چرخشی ثابت در طول حرکت کامل تبدیل می شود.
• تنظیمات یوغ اسکاچ: یک سر متقاطع تک پیستونی یا دو پیستونی، یک پین را در یک کانال یوغ چرخان هدایت می کند. این مکانیسم یک منحنی گشتاور دینامیکی ایجاد می کند که در هر دو انتهای مسیر حرکت به اوج می رسد و با نیازهای گشتاور جدایی شیرهای توپی و پروانه ای همسو می شود.

ادغام ماژول‌های فنر مکانیکی در محفظه سیلندر، عملکرد ایمن قابل پیش‌بینی را فراهم می‌کند. با از دست دادن فشار منبع، انرژی ذخیره شده فنر، پیستون را به موقعیت ایمنی پیش فرض خود وادار می کند و بدون نیاز به نیروی پشتیبان خارجی، شیر را می بندد یا باز می کند.

چارچوب سیستم الکتریکی

معماری‌های محرک الکتریکی، انرژی الکتریکی را با استفاده از موتورهای سنکرون AC یا DC متصل به قطارهای دنده‌ای با نسبت بالا، به حرکت چرخشی تبدیل می‌کنند. این شبکه‌های دنده‌ای که از پیکربندی‌های چرخ دنده‌های خار، سیاره‌ای یا حلزونی تشکیل شده‌اند، سرعت موتور عملیاتی را کاهش می‌دهند و در عین حال گشتاور خروجی را تقویت می‌کنند. محدودیت‌های موقعیت و گشتاور از طریق سوئیچ‌های مکانیکی، رمزگذارهای نوری، یا حسگرهای حالت جامد اثر سالن که در محفظه کنترل ادغام شده‌اند، مدیریت می‌شوند. مدولاسیون‌های دقیق به درایوهای سرعت متغیر و بردهای موقعیت‌یابی دیجیتالی تکیه می‌کنند که چرخه‌های کار موتور را بر اساس حلقه‌های بازخورد بلادرنگ تنظیم می‌کنند.