ปัญหาและการแก้ไขในการปรับแต่งวาล์วควบคุมที่มีตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วอัจฉริยะ

Thread Content

ปัญหาและวิธีการแก้ไขเกี่ยวกับการปรับแต่งวาล์วควบคุมที่มีตัวกำหนดตำแหน่งอัจฉริยะ การพัฒนาด้านเทคโนโลยีอัจฉริยะถือเป็นหนึ่งในแนวทางการพัฒนาด้านการควบคุมและอัตโนมัติในอุตสาหกรรมในปัจจุบันและอนาคต โดยเทคโนโลยีนี้ได้กลายเป็นแนวโน้มและสัญลักษณ์สำคัญของการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ วิธีการใหม่ๆ และผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ ในด้านอุตสาหกรรมและระบบอัตโนมัติ เนื่องจากตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วอัจฉริยะมีข้อได้เปรียบกว่าตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วแบบทั่วไปในด้านความแม่นยำในการควบคุม ความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อม ต้นทุนในการติดตั้ง การบำรุงรักษา และค่าใช้จ่ายในการดำเนินการ ดังนั้นจึงมีการนำมาใช้งานกันอย่างแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ และปัญหาที่เกิดขึ้นระหว่างการปรับแต่งในสถานที่ก็เพิ่มมากขึ้นด้วย การจัดการกับปัญหาเหล่านี้ เพื่อให้ตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วอัจฉริยะสามารถนำไปใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เป็นปัญหาที่เจ้าหน้าที่ติดตั้งและทดสอบในสนามต้องเผชิญ 1 หลักการทำงานของตัวควบคุมตำแหน่งวาล์วอัจฉริยะ โดยทั่วไปแล้ว ตัวควบคุมตำแหน่งวาล์วอัจฉริยะจะมีการออกแบบในรูปแบบโมดูลาร์ โดยภายในจะมีฐานโมดูลที่เป็นอิสระ ซึ่งช่วยให้สามารถเปลี่ยนโมดูลย่อยได้อย่างง่ายดายในสถานที่ติดตั้ง โดยไม่จำเป็นต้องถอดสายไฟหรือท่อที่ติดตั้งไว้ ในฐานของโมดูลนี้ สามารถติดตั้งโมดูลย่อยต่างๆ ได้ เช่น ตัวแปลงสัญญาณ I/P ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และไมโครโปรเซสเซอร์ อุปกรณ์ขยายสัญญาณนิวเมติก ตัวรับรู้ตำแหน่งของวาล์ว และมาตรวัดความดัน เป็นต้น โดยโมดูลย่อยบางชนิด เช่น มาตรวัดความดัน เป็นอุปกรณ์ที่สามารถเลือกติดตั้งหรือไม่ก็ได้ โครงสร้างภายในของอุปกรณ์มีดังแสดงในรูปที่ 1: รูปที่ 1 โครงสร้างภายในของตัวควบคุมตำแหน่งวาล์วอัจฉริยะ ตัวควบคุมตำแหน่งวาล์วอัจฉริยะนี้ประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ที่มีระดับการรวมวงจรสูง โดยใช้หลักการสมดุลทางไฟฟ้า (สมดุลดิจิทัล) แทนหลักการสมดุลแรงแบบดั้งเดิม สัญญาณอินพุตจากระบบควบคุมจะถูกแปลงโดยไมโครโปรเซสเซอร์และตัวแปลง I/P เป็นสัญญาณการปรับตำแหน่งแบบนิวเมติก เพื่อควบคุมตำแหน่งของวาล์ว นอกจากนี้ สัญญาณดิจิทัลสำหรับการเปิด/หยุด/ปิดจะถูกนำมาใช้เพื่อขับเคลื่อนตัวกระทำการแบบนิวเมติก ส่วนสัญญาณการตอบกลับเกี่ยวกับตำแหน่งของวาล์วนั้น จะถูกแปลงโดยตรงเป็นสัญญาณดิจิทัลผ่านเซ็นเซอร์วัดตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูง ก่อนจะส่งเข้าสู่ไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อทำการเปรียบเทียบและตอบสนอง วิธีการนี้ช่วยให้สามารถแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณนิวเมติกได้อย่างมีประสิทธิภาพ และยังช่วยให้สามารถควบคุมตำแหน่งของวาล์วได้อย่างแม่นยำอีกด้วย เซ็นเซอร์วัดความดันที่ถูกติดตั้งอยู่ในตัวกำหนดตำแหน่งของวาล์วอัจฉริยะ มีหน้าที่รับสัญญาณความดันของอากาศที่ส่งออกมาจากตัวกำหนดตำแหน่งไปยังกลไกขับเคลื่อนวาล์ว เพื่อช่วยเพิ่มความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งของวาล์ว และยังช่วยให้ตัวกำหนดตำแหน่งอัจฉริยะสามารถวินิจฉัยปัญหาต่างๆ ได้ด้วย หลักการของการทำสมดุลทางไฟฟ้าในตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วอัจฉริยะ แสดงไว้ในรูปที่ 2: รูปที่ 2 หลักการของการทำสมดุลทางไฟฟ้า 2 ลักษณะเด่นของตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วอัจฉริยะ (1) แรงขับออกที่สูง และความเร็วในการทำงานที่ดี ； (2) ความแม่นยำในการปรับตั้งสูง (ความละเอียดของการเคลื่อนที่ขั้นต่ำสามารถถึง 0.05% ได้) ช่วยให้สามารถกำหนดตำแหน่งได้อย่างถูกต้อง ； (3) การติดตั้งง่าย มีการปรับแต่งแบบอัตโนมัติสูง ； (4) ทำงานได้โดยแทบไม่ต้องบำรุงรักษา ซึ่งหมายถึงการประหยัดเวลาและใช้งานได้อย่างสะดวก ； (5) มีฟังก์ชันการปรับแต่งด้วยมือและอัตโนมัติสำหรับจุดศูนย์และช่วงการเคลื่อนที่ ； (6) มีคุณสมบัติการออกสัญญาณที่สามารถเลือกหรือปรับแต่งได้ ； (7) มีฟังก์ชันการวินิจฉัยตนเองที่แข็งแกร่ง ； （8）การใช้ก๊าซน้อยกว่าโพซิชันเนอร์วาล์วแบบดั้งเดิมมาก ； (9) สามารถเลือกตั้งค่าค่ากำหนดและค่าขีดจำกัดของตัวแปรควบคุมได้ ； (10) สามารถตั้งค่าพื้นที่ตายของวาล์วปรับได้ ； (11) โปรแกรมปรับตัวอัตโนมัติออนไลน์หมายความว่า สามารถควบคุมได้อย่างมีคุณภาพ แม้ในสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายก็ตาม ； （12) พารามิเตอร์แฝงที่ถูกกำหนดไว้ในตัวปรับตำแหน่งวาล์วอัจฉริยะสามารถให้ฟังก์ชันการทำงานได้หลายอย่าง ； (13) ตัวกำหนดตำแหน่งสามารถตั้งค่าได้อย่างยืดหยุ่นและง่ายดาย เช่น คุณสมบัติของวาล์ว การจำกัดระยะการเคลื่อนที่ หรือการทำงานแบบแบ่งช่วง ； (14) การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความดันอากาศอัดมีผลต่อตัวควบคุมวาล์วอัจฉริยะเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แทบจะไม่มีผลเลย 3 ปัญหาที่เกิดขึ้นระหว่างการปรับแต่งและวิธีแก้ไข ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ระหว่างการปรับแต่งและใช้งานวาล์วอัจฉริยะ เราได้พบกับปัญหาและความขัดข้องต่างๆ จึงได้รวบรวมวิธีการแก้ไขปัญหาที่พบบ่อยดังนี้: 3.1 วาล์วอัจฉริยะไม่สามารถทำการปรับเทียบอัตโนมัติได้ โดยปกติแล้ว เมื่อต้องการปรับเทียบวาล์วอัจฉริยะ เราสามารถใช้ฟังก์ชันการปรับเทียบอัตโนมัติในเครื่องควบคุมแบบมือถือเพื่อทำการปรับเทียบได้ แต่บางครั้งการปรับเทียบอัตโนมัติก็ไม่สำเร็จ ในกรณีนี้ สามารถใช้ฟังก์ชันการปรับเทียบด้วยมือในเครื่องควบคุมแบบมือถือแทนได้ เมื่อการปรับเทียบด้วยมือสำเร็จแล้ว การปรับเทียบอัตโนมัติก็มักจะสำเร็จตามไปด้วย 3.2 อุปกรณ์ปรับตำแหน่งวาล์วอัจฉริยะไม่สามารถทำการปรับเทียบแบบอัตโนมัติและแบบ manual ได้ เมื่อการปรับเทียบทั้งแบบอัตโนมัติและแบบ manual ของอุปกรณ์ปรับตำแหน่งอัจฉริยะไม่สามารถดำเนินการได้ ควรตรวจสอบและแก้ไขตามขั้นตอนต่อไปนี้เป็นหลัก: (1) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเส้นทางการไหลของอากาศไม่มีปัญหา และเส้นทางการไหลของอากาศของอุปกรณ์ปรับตำแหน่งวาล์วไม่ได้ถูกอุดตัน (2) ตรวจสอบว่าเกิดการติดขัดระหว่างการเปิด-ปิดวาล์วหรือไม่ ซึ่งอาจเกิดจากปัญหาการติดตั้ง เป็นต้น ； (3) ตรวจสอบว่าพารามิเตอร์ของวาล์วที่ตั้งค่าไว้ในตัวกำหนดตำแหน่งอัจฉริยะนั้นถูกต้องหรือไม่ เช่น รุ่นและขนาดของวาล์วควรจะตรงกับความเป็นจริง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง รุ่นของวาล์วจะต้องตรงกับรุ่นที่ใช้จริง เนื่องจากรุ่นของวาล์วนั้นมีพารามิเตอร์การตั้งค่ามากมายที่ผู้ผลิตกำหนดไว้โดยอ้อม หากเลือกรุ่นของวาล์วผิดในการตั้งค่าผ่านตัวควบคุมแบบมืออาจก่อให้เกิดข้อผิดพลาดที่คาดไม่ถึงได้ ； (4) การติดตั้งแกนส่งสัญญาณกลับของตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วในตำแหน่งที่ไม่เหมาะสม ก็อาจทำให้ตัวกำหนดตำแหน่งอัจฉริยะไม่สามารถทำการปรับเทียบแบบอัตโนมัติหรือแบบด้วยมือได้เช่นกัน โดยปกติแล้ว เนื่องจากการขนส่งหรือสาเหตุอื่นๆ ทำให้น็อตล็อกบนแท่งส่งสัญญาณของตัวกำหนดตำแหน่งอัจฉริยะหลวมออก ส่งผลให้แท่งส่งสัญญาณนั้นเคลื่อนที่ออกจากตำแหน่งการติดตั้งเดิม ในกรณีนี้จำเป็นต้องปรับตำแหน่งการติดตั้งของแท่งส่งสัญญาณใหม่ โดยทั่วไปแล้ว วาล์วควบคุมอัจฉริยะจะมีรูสำหรับกำหนดตำแหน่งของแท่งป้อนกลับไว้เป็นพิเศษ เมื่อปิดแหล่งจ่ายอากาศของวาล์วแล้ว ก็สามารถใช้รูดังกล่าวเพื่อกำหนดตำแหน่งของแท่งป้อนกลับได้เลย เนื่องจากตัวปรับตำแหน่งวาล์วอัจฉริยะมีความสามารถในการปรับตัวได้ดี โดยทั่วไปแล้ว การที่ตำแหน่งการติดตั้งของแท่งส่งสัญญาณมีการเบี่ยงเบนเล็กน้อยก็จะไม่ก่อให้เกิดความผิดพลาดกับตัวปรับตำแหน่งอัจฉริยะ แต่หากการเบี่ยงเบนนั้นมากเกินไป ก็จะทำให้ตัวปรับตำแหน่งวาล์วไม่สามารถทำการปรับเทียบทั้งแบบอัตโนมัติและแบบด้วยมือได้ ； 3.3 วาล์วควบคุมมีการรั่วไหลมาก แม้จะทำการปรับแต่งแล้ว ปัญหาก็ยังคงอยู่ เดิมทีก่อนออกจากโรงงาน วาล์วควบคุมจะผ่านกระบวนการปรับแต่งและทดสอบอย่างเข้มงวดโดยผู้ผลิต หลังจากติดตั้งในสถานที่จริง หากยืนยันได้ว่าท่อระบบสะอาดดี และชิ้นส่วนภายในวาล์วไม่มีการติดขัดหรือเสียหาย จากนั้นจึงทำการปรับแต่งอัตโนมัติด้วยอุปกรณ์ปรับตำแหน่งอัจฉริยะอีกครั้ง โดยปกติแล้วจะไม่เกิดปัญหาการรั่วไหลมากขึ้นมา หากปัญหายังคงมีอยู่หลังจากการปรับแต่งวาล์วแบบอัตโนมัติแล้ว สามารถใช้วิธีต่อไปนี้ได้: (1) สำหรับวาล์วที่ควบคุมด้วยแรงดันอากาศ ให้ส่งสัญญาณ 20mA เข้าไปก่อน เพื่อให้วาล์วอยู่ในสภาพปิดสนิท จากนั้นใช้น็อตล็อกสองตัวที่อยู่บนแกนวาล์วเพื่อปรับตำแหน่งของแกนวาล์วให้เคลื่อนลงมา จนกระทั่งไม่สามารถเคลื่อนแกนวาล์วลงมาได้อีกต่อไป จากนั้นให้ส่งสัญญาณประมาณ 12 มิลลิแอมป์ แล้วใช้น็อตล็อกสองตัวที่อยู่บนแกนวาล์วเพื่อปรับให้แกนวาล์วเคลื่อนที่ลงมาหนึ่งในสี่รอบ (2) สำหรับวาล์วที่เปิดโดยใช้แรงดันอากาศ ให้ส่งสัญญาณ 4 มิลลิแอมป์เข้าไปก่อน เพื่อให้วาล์วอยู่ในสถานะปิดสนิท จากนั้นจึงใช้น็อตล็อกสองตัวที่อยู่บนแกนวาล์วเพื่อปรับตำแหน่งแกนวาล์วให้เคลื่อนลงมา จนกระทั่งไม่สามารถเคลื่อนแกนวาล์วลงได้อีก จากนั้นให้ส่งสัญญาณประมาณ 12 มิลลิแอมป์ แล้วใช้น็อตล็อกสองตัวที่อยู่บนแกนวาล์วเพื่อปรับให้แกนวาล์วเคลื่อนที่ลงมาหนึ่งในสี่รอบ วิธีการข้างต้นได้รับการนำไปใช้อย่างมีประสิทธิภาพในหลายสถานการณ์ โดยสามารถแก้ไขปัญหาที่เกิดจากการรั่วไหลของวาล์วควบคุมในปริมาณมาก จนทำให้วงจรควบคุมไม่สามารถทำงานได้ นอกจากนี้ วิธีการปรับแต่งนี้ยังสามารถนำไปใช้กับวาล์วควบคุมที่ใช้ตัวกำหนดตำแหน่งแบบไม่ใช้ระบบอัจฉริยะได้อีกด้วย 3.4 การสั่นคลอนของตัวกำหนดตำแหน่งวาล์ว 3.4.1 ปัญหาในการติดตั้งวาล์วควบคุม (1) ปัญหาในการติดตั้งวาล์วที่ทำให้แกนวาล์วติดขัด วาล์วควบคุมไม่ได้รับการติดตั้งในแนวตั้ง ทำให้แกนของวาล์วเกิดการติดขัด ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์วาล์วสั่นไหวได้ (2) การเชื่อมต่อวงจรอากาศไม่ถูกต้อง ในวาล์วควบคุมอัจฉริยะที่มีขนาดใหญ่ จะมีตัวขยายแรงดันอากาศอยู่ตรงหน้าตัวกำหนดตำแหน่งของวาล์ว เนื่องจากไม่มีแบบแปลนการติดตั้ง จึงเกิดข้อผิดพลาดในการติดตั้ง โดยมีการเชื่อมต่อท่ออากาศสำหรับตัวกำหนดตำแหน่งอัจฉริยะเข้ากับช่องระบายอากาศของตัวขยายแรงดันอากาศแทน ด้วยเหตุนี้ ปริมาณอากาศที่ไหลเข้ามาในช่วงที่วาล์วเคลื่อนที่จึงไม่เพียงพอ ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์การสั่นสะเทือนของวาล์วในระหว่างการควบคุม 3.4.2 ปัญหาเกี่ยวกับท่อสำหรับกระบวนการผลิต ควรตรวจสอบว่ามีอุปกรณ์ต่างๆ เช่น ตัวขยายความจุ ซึ่งอาจทำให้ของไหลมีการเคลื่อนไหวแบบสั่นพ้องอยู่หรือไม่ หากมีอุปกรณ์เหล่านี้อยู่ ก็ควรปรับแต่งอุปกรณ์เหล่านั้นให้เรียบร้อยก่อน จึงค่อยปรับแต่งวาล์วควบคุม มิฉะนั้นก็อาจทำให้วาล์วควบคุมเกิดการสั่นพ้องได้เช่นกัน 3.4.3 การปรับความไวของตัวกำหนดตำแหน่งอัจฉริยะ สุดท้ายนี้ สามารถแก้ปัญหาการสั่นไหวของตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วได้ โดยการใช้เครื่องควบคุมแบบมือถือเพื่อปรับค่าความไวในการตอบสนองของวาล์ว ค่าโซนที่วาล์วไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ และค่ากำลังขยายของวาล์ว แน่นอนว่า ในหลายกรณี แม้ว่าจะมีปัญหาเกี่ยวกับการติดตั้งหรือกระบวนการทำงานของท่อส่งก๊าซ เราก็ยังสามารถแก้ไขปัญหาการสั่นสะเทือนของวาล์วได้ โดยการปรับค่าต่างๆ เช่น ความไวในการตอบสนองของวาล์ว พื้นที่ที่วาล์วไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ และค่ากำลังของวาล์ว แต่การทำเช่นนี้ แม้ว่าวาล์วจะยังสามารถใช้งานได้อยู่ แต่ในระยะยาวก็จะส่งผลเสียต่อวาล์วเอง และทำให้อายุการใช้งานของวาล์วลดลง นอกจากนี้ การอุดตันของท่ออากาศภายในตัวตั้งตำแหน่งวาล์วก็อาจทำให้ตัวตั้งตำแหน่งไม่สามารถทำการปรับแต่งได้ หรือทำให้วาล์วมีการสั่นคลอนได้เช่นกัน ดังนั้นก่อนที่จะแก้ไขปัญหา จำเป็นต้องขจัดสาเหตุดังกล่าวออกก่อน 4 บทสรุป อุปกรณ์ปรับตำแหน่งวาล์วอัจฉริยะเป็นอุปกรณ์ปรับตำแหน่งวาล์วรุ่นใหม่ที่มีไมโครโปรเซสเซอร์อยู่ภายใน และใช้หลักการสมดุลทางไฟฟ้า เมื่อเวลาผ่านไปและเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น การนำมันไปใช้ก็จะขยายตัวมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากมีฟังก์ชันการวินิจฉัยปัญหาด้วยตนเองที่ยอดเยี่ยม ดังนั้นเมื่อเกิดปัญหาขึ้น โดยปกติแล้วจะมีการแจ้งเตือนว่าส่วนใดในอุปกรณ์มีความผิดปกติ แต่บางครั้งข้อความแจ้งเตือนเหล่านี้ก็อาจทำให้เราเข้าใจผิดได้เช่นกัน เมื่อต้องจัดการกับปัญหาที่เกี่ยวข้องกับตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วอัจฉริยะ สิ่งแรกที่ควรพิจารณาคืออัตราความเสียหายของตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วอัจฉริยะนั้นมีค่อนข้างต่ำ โดยปกติแล้วปัญหามักเกิดจากส่วนอื่นๆ แต่ปัญหาเหล่านั้นก็จะส่งผลกระทบมายังตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วด้วย ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องมองปัญหาในภาพรวมของระบบโดยรวม ในหลายกรณี วิธีการแก้ไขปัญหาของตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วแบบธรรมดาก็สามารถนำมาใช้ได้เช่นกัน