Come componente chiave di controllo nell'automazione industriale, le caratteristiche dinamiche e l'accuratezza di controllo delle valvole di regolazione elettriche influenzano direttamente l'efficienza operativa e la stabilità del sistema. Questo articolo conduce una ricerca approfondita sulle caratteristiche dinamiche della valvola di controllo elettrica, analizza le sue prestazioni in diverse condizioni di lavoro e propone una strategia di controllo ottimizzata e un piano di miglioramento strutturale per migliorare la velocità di risposta, l'accuratezza di controllo e la stabilità della valvola di controllo. Questi risultati di ricerca forniranno una solida base teorica e supporto tecnico per la ricerca, lo sviluppo e la produzione di prodotti di valvole di controllo di CHNLGVF丨中國大乾洋貿.

valvola di controllo elettrica; caratteristiche dinamiche; strategia di controllo; velocità di risposta; stabilità

Le valvole di controllo elettriche sono ampiamente utilizzate nei settori petrolifero, chimico, elettrico e in altri campi industriali. Come attuatore nei sistemi di controllo automatico, le prestazioni della valvola di controllo sono direttamente correlate al controllo preciso del flusso di processo e al funzionamento sicuro e stabile del sistema. Negli ultimi anni, con l'aumento della complessità della produzione industriale, i requisiti per le valvole di controllo elettriche in termini di alta precisione, velocità di risposta elevata e capacità di anti-interferenza stanno aumentando. Basandosi sui reali bisogni del grande commercio estero della Cina, questo articolo discute delle caratteristiche dinamiche e dei metodi di controllo delle valvole di controllo elettriche, con l'obiettivo di fornire strategie di miglioramento tecnologico per la R&S e la produzione di alta qualità delle valvole di controllo.

La valvola di regolazione elettrica riceve segnali dal sistema di controllo attraverso l'attuatore elettrico e guida l'attuatore della valvola per regolare il flusso, la pressione o la temperatura del mezzo. I suoi componenti principali includono attuatori elettrici, corpi valvola di regolazione, dispositivi di feedback e sistemi di controllo. Le caratteristiche dinamiche della valvola di regolazione sono principalmente riflesse nella velocità di risposta del sistema ai segnali in ingresso, nell'accuratezza e nella stabilità in diverse condizioni di lavoro.

La risposta dinamica della valvola di controllo elettrica include l'intero processo dall'input del segnale di controllo al cambiamento dell'apertura della valvola. In questo processo, la velocità di risposta dell'attuatore, l'inerzia del motore, la resistenza del corpo valvola e le caratteristiche non lineari del sistema influenzeranno tutti il comportamento dinamico della valvola di regolazione. Le caratteristiche dinamiche comuni includono:

Tempo di risposta: Il tempo che intercorre tra il momento in cui la valvola riceve il comando e il momento in cui raggiunge la posizione impostata è un indicatore chiave delle prestazioni della valvola di regolazione.

Overshoot e oscillazione: Durante il processo di regolazione della valvola, una risposta troppo veloce può causare un overshoot o un'oscillazione, influenzando la stabilità del sistema.

Tempo di stabilizzazione: Il tempo necessario per il sistema per ripristinare la stabilità. Un tempo di stabilizzazione eccessivo influenzerà l'efficienza del sistema di controllo.

Tipo di attuatore: Le prestazioni dell'attuatore elettrico influenzano direttamente la risposta dinamica della valvola di regolazione. Gli attuatori comuni includono motori passo-passo, motori servo, ecc. Grazie al loro controllo preciso e alle elevate capacità di risposta ad alta velocità, i motori servo sono ampiamente utilizzati in situazioni che richiedono elevate prestazioni dinamiche.

La progettazione strutturale della valvola: La progettazione del corpo della valvola, come la forma del nucleo della valvola, la struttura del sedile della valvola e la progettazione del canale di flusso, influisce direttamente sulle caratteristiche del flusso del mezzo e sulle prestazioni di risposta dinamica. Le valvole con diverse strutture presentano differenze evidenti nelle loro caratteristiche dinamiche quando gestiscono mezzi ad alta velocità o ad alta pressione.

Sistema di controllo del feedback: Il sistema di controllo del feedback ad alta precisione può regolare l'apertura della valvola in tempo reale per garantire la stabilità e la velocità di risposta del sistema. L'accuratezza di controllo delle valvole di regolazione elettriche dipende in gran parte dal design del controllo del feedback.

Al fine di studiare le caratteristiche dinamiche delle valvole di controllo elettrico, questo articolo ha progettato un sistema sperimentale di simulazione che può testare le prestazioni di risposta della valvola in diverse condizioni di pressione, temperatura e portata. Il contenuto del test include il tempo di risposta di apertura e chiusura, la precisione di regolazione e la stabilità della valvola. La valvola di controllo elettrico utilizzata nel test era un prodotto esistente di CHNLGVF丨中國大乾洋貿丨China Dagangyangmao, e le prestazioni di diversi attuatori (motori passo-passo e motori servo) sono state confrontate.

Confronto dei tempi di risposta: Il tempo di risposta della valvola di controllo azionata dal motore servo è significativamente più breve rispetto a quello della valvola di controllo azionata dal motore passo-passo. Specialmente durante le operazioni di commutazione ad alta frequenza, il motore servo mostra prestazioni superiori.

Overshoot e oscillazione: Quando la velocità di risposta dell'attuatore è troppo veloce, è probabile che si verifichino overshoot e oscillazioni, specialmente durante il processo di regolazione di media ad alta pressione. Regolando i parametri di controllo del feedback, il fenomeno dell'overshoot può essere efficacemente soppresso.

Analisi della stabilità: Sotto fluidi ad alta pressione e ad alta velocità, la stabilità della valvola di regolazione è significativamente influenzata. Ottimizzare i parametri di controllo della struttura della valvola e dell'attuatore è un mezzo importante per migliorare la stabilità.

Attraverso test ed analisi, viene proposta una strategia di ottimizzazione del controllo per valvole di regolazione elettriche.

Strategia di controllo a ciclo chiuso: Utilizzando un sistema di controllo a feedback a ciclo chiuso ad alta precisione per regolare l'azione dell'attuatore in tempo reale è possibile ridurre efficacemente il tempo di risposta del sistema e migliorare la precisione del controllo. Allo stesso tempo, il controllo a ciclo chiuso può anche sopprimere sovracorrente e oscillazione del sistema e migliorare la stabilità dinamica.

Algoritmo di controllo adattivo: Alla luce delle differenze nelle caratteristiche dinamiche delle diverse condizioni di lavoro, viene introdotto un algoritmo di controllo adattivo, che può regolare i parametri di controllo in base alle condizioni di lavoro in tempo reale per garantire la risposta e l'effetto di controllo della valvola.

Al fine di approfondire lo studio delle caratteristiche dinamiche delle valvole di controllo elettriche, questo articolo utilizza un metodo di simulazione transiente che combina CFD (dinamica dei fluidi computazionale) e FEM (analisi agli elementi finiti) per simulare il processo di risposta dinamica della valvola in diverse condizioni di portata e pressione.

Questo articolo costruisce un modello di simulazione tridimensionale di una valvola di controllo elettrica, simulando principalmente le caratteristiche della dinamica dei fluidi e la deformazione strutturale durante il processo di apertura della valvola. Le condizioni al contorno utilizzate nella simulazione sono coerenti con le condizioni effettive di prova, garantendo l'accuratezza dei risultati della simulazione.

Caratteristiche del fluido: Quando il fluido passa attraverso la valvola, si verificano complessi cambiamenti nel campo di flusso. L'instabilità del flusso del fluido ad alta velocità nella fase iniziale dell'apertura della valvola ha un impatto significativo sull'accuratezza dell'aggiustamento.

Deformazione strutturale: L'impatto del fluido ad alta pressione può causare una leggera deformazione della struttura interna della valvola, che influenzerà ulteriormente la risposta dinamica della valvola. Ottimizzare il materiale del corpo valvola e il design strutturale può ridurre efficacemente la deformazione e migliorare la precisione dell'aggiustamento.

Attraverso l'analisi della simulazione, questo articolo propone suggerimenti per ottimizzare la struttura della valvola, tra cui migliorare il design del nucleo della valvola, ridurre la resistenza del canale di flusso e migliorare la resistenza agli urti del materiale, per migliorare ulteriormente le prestazioni dinamiche della valvola di regolazione.

Sulla base della ricerca e dell'analisi sopra riportate, questo articolo propone una strategia di miglioramento tecnologico per i prodotti di valvole regolatrici CHNLGVF丨中國大乾洋貿丨China Dagangyangmao per migliorare la loro risposta dinamica e precisione di controllo e soddisfare le esigenze delle applicazioni industriali di alta gamma.

Alta prestazione del motore servo: L'introduzione di un motore servo ad alta precisione migliora ulteriormente la velocità di risposta e l'accuratezza di controllo dell'attuatore riducendo al contempo il consumo energetico durante il funzionamento.

Design modulare: Progettare attuatori modulari in base alle diverse condizioni di lavoro, in modo che possano essere configurati in modo flessibile in base alle applicazioni effettive e adattarsi a una varietà di scenari industriali.

Migliora il design del nucleo della valvola e del sedile della valvola: Ottimizzando la forma del nucleo della valvola e la struttura del sedile della valvola, la resistenza del fluido viene ridotta e la velocità di risposta dinamica della valvola di regolazione viene migliorata.

Migliorare le prestazioni del materiale del corpo valvola: Utilizzare materiali ad alta resistenza alla corrosione per migliorare la stabilità e la durata della valvola in ambienti ad alta pressione e alta temperatura.

Controllo intelligente dei feedback: Combinare il sistema di feedback dei dati in tempo reale con algoritmi di intelligenza artificiale per regolare dinamicamente i parametri di controllo della valvola al fine di migliorare la velocità di risposta della valvola e la precisione dell'aggiustamento.

Algoritmo di controllo adattivo: Per condizioni di lavoro complesse, viene sviluppato un algoritmo di controllo adattivo, che può regolare automaticamente la strategia di controllo in base allo stato operativo effettivo e ottenere un'ajustamento preciso per diverse condizioni di lavoro.

Sulla base dei risultati della ricerca di questo articolo, CHNLGVF丨中國大乾洋貿 implementerà i seguenti miglioramenti nel processo di R&S e produzione delle valvole di controllo:

L'integrazione del design modulare dell'attuatore e del sistema di controllo intelligente migliora le prestazioni della valvola di controllo nelle applicazioni ad alta precisione.

Miglioramento dei materiali e dei processi di produzione, utilizzando materiali ad alta resistenza, ad alta temperatura e resistente alla corrosione per migliorare l'affidabilità del prodotto e la durata del servizio.

Il controllo di precisione durante il processo di produzione migliora l'efficienza produttiva garantendo al contempo la coerenza del prodotto e l'alta qualità.

Attraverso una ricerca approfondita sulle caratteristiche dinamiche e sulle strategie di controllo delle valvole di controllo elettriche, questo articolo propone una serie di strategie di miglioramento tecnologico, mirate a migliorare le capacità di risposta dinamica e l'accuratezza di controllo dei prodotti valvolari di controllo CHNLGVF丨中國大乾洋貿丨Cina Dagangyangmao. Attraverso il controllo a feedback in anello chiuso, l'ottimizzazione degli algoritmi intelligenti e miglioramenti nella progettazione strutturale della valvola, le prestazioni delle valvole di regolazione nelle applicazioni industriali sono state significativamente migliorate. Questo risultato della ricerca fornirà supporto tecnico e competitività di mercato per lo sviluppo di alta qualità di CHNLGVF丨中國大乾洋貿 nella ricerca e sviluppo e nella produzione di prodotti valvolari di regolazione.