Làm thế nào để các bộ truyền động điện nhiều rẽ đối phó với các điều kiện làm việc phức tạp với điều khiển vòng kín?

Trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp hiện đại, các bộ truyền động điện nhiều lượt chịu trách nhiệm lái xe chính xác của các van chính và hiệu suất của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định và độ tin cậy của toàn bộ quá trình. Đối mặt với các điều kiện làm việc phức tạp như dao động áp suất đường ống, thay đổi nhiệt độ hoặc thay đổi đặc điểm trung bình, bộ truyền động điều khiển vòng mở truyền thống thường bị hạn chế do thiếu khả năng điều chỉnh thời gian thực, trong khi các bộ truyền động điện đa vòng sử dụng công nghệ điều khiển vòng kín đã chứng minh khả năng điều chỉnh khả năng thích ứng và kiểm soát tuyệt vời của chúng.

Cốt lõi của điều khiển vòng kín nằm trong phản hồi thời gian thực và hiệu chỉnh động. Các bộ truyền động điện nhiều lượt liên tục thu thập vị trí van, dữ liệu tải và môi trường thông qua các cảm biến vị trí chính xác cao tích hợp, cảm biến mô-men xoắn và các mô-đun giám sát nhiệt độ và so sánh chúng với các hướng dẫn điều khiển trong thời gian thực. Sau khi phát hiện độ lệch, hệ thống điều khiển điều chỉnh ngay lập tức đầu ra động cơ để đảm bảo rằng quỹ đạo chuyển động của bộ truyền động khớp nối nghiêm ngặt mục tiêu dự kiến. Ví dụ, trong hệ thống đường ống của ngành hóa dầu, áp lực trung bình có thể dao động dữ dội do những thay đổi trong dòng chảy quá trình. Các bộ truyền động vòng mở truyền thống chỉ có thể vận hành cơ học theo đột quỵ đặt trước và không thể đối phó với các cú sốc áp suất ngược đột ngột, điều này có thể dễ dàng dẫn đến độ lệch định vị van hoặc quá tải động cơ. Bộ truyền động điều khiển vòng kín có thể cảm nhận được sự thay đổi áp suất trong vòng một phần nghìn giây và điều chỉnh động mô-men xoắn đầu ra, đảm bảo rằng van được đặt chính xác và ngăn chặn thiệt hại cho cấu trúc cơ học do quá tải.

Không nên bỏ qua tác động của sự thay đổi nhiệt độ đối với bộ truyền động. Trong môi trường nhiệt độ cực cao hoặc thấp, sự giãn nở nhiệt và co lại của các bộ phận cơ học, thay đổi hiệu suất bôi trơn và tính ổn định của các thành phần điện tử đều có thể bị ảnh hưởng. Do thiếu khả năng thích ứng môi trường, hệ thống vòng mở dễ bị trôi dạt hoặc phản ứng chậm sau khi hoạt động dài hạn. Bộ truyền động điện đa vòng lặp khép kín sử dụng thuật toán bù nhiệt độ kết hợp với phản hồi vị trí thời gian thực để tự động sửa lỗi biến dạng cơ học do nhiệt độ đảm bảo rằng việc mở van luôn đáp ứng các yêu cầu điều khiển. Ví dụ, trong hệ thống lưu trữ và vận chuyển đông lạnh LNG, bộ truyền động van có thể phải đối mặt với một môi trường cực kỳ lạnh dưới -160 ° C. Hệ thống vòng kín liên tục theo dõi và điều chỉnh các tham số ổ đĩa động cơ để cho phép bộ truyền động duy trì hoạt động ổn định trong điều kiện nhiệt độ cực thấp.

Những thay đổi về tính chất vật lý hoặc hóa học của môi trường cũng đặt ra những thách thức đối với việc kiểm soát van. Trong các kịch bản như xử lý nước thải, phản ứng hóa học hoặc chế biến thực phẩm, các yếu tố như độ nhớt chất lỏng, tính ăn mòn và hàm lượng vật chất có thể thay đổi theo giai đoạn quá trình, dẫn đến thay đổi động trong việc mở van và đóng. Vì các bộ truyền động vòng mở không thể cảm nhận được thay đổi tải, chúng có thể bị chặn do sự gia tăng đột ngột hoặc dao động vượt quá có thể xảy ra do giảm điện trở. Các bộ truyền động điện nhiều vòng với điều khiển vòng kín xác định thông minh các thay đổi về đặc tính tải và tự động điều chỉnh đường cong vận hành bằng cách giám sát thời gian thực của dòng điện động cơ và đầu ra mô-men xoắn. Ví dụ, trong một đường ống truyền tải môi trường nhớt, khi độ nhớt của chất lỏng tăng do nhiệt độ giảm, bộ truyền động có thể tăng động mô -men xoắn đầu ra trong khi tối ưu hóa tốc độ mở và đóng để tránh sự thất bại do quá tải hoặc bị kẹt.

Ngoài việc đối phó với các điều kiện làm việc phức tạp, điều khiển vòng kín cũng mang lại cho các bộ truyền động điện nhiều rẽ hơn về an toàn và lợi thế tuổi thọ cao hơn. Trong các tình huống bất thường như quá tải, gian hàng hoặc dao động năng lượng, các hệ thống vòng mở truyền thống thường dựa vào sự bảo vệ của bộ ly hợp cơ học hoặc cầu chì, đáp ứng với độ trễ và có thể gây ra thiệt hại thiết bị. Hệ thống vòng kín dự đoán các rủi ro tiềm ẩn trước thông qua phân tích dữ liệu thời gian thực và thực hiện các biện pháp bảo vệ tích cực như giảm tốc độ, giới hạn hiện tại hoặc phanh khẩn cấp. Ví dụ, khi mô-men xoắn của van đột ngột tăng do chặn chất lạ, bộ điều khiển vòng kín có thể nhanh chóng cắt điện trước khi đạt đến giới hạn cơ học và kích hoạt báo động để tránh thiệt hại vĩnh viễn cho bánh răng hoặc thân van. Cơ chế bảo vệ hướng tới này không chỉ cải thiện độ tin cậy của thiết bị, mà còn giảm đáng kể chi phí bảo trì.

Khi tự động hóa công nghiệp phát triển theo hướng thông minh, công nghệ kiểm soát vòng kín của Bộ truyền động điện nhiều lượt cũng đang tiếp tục phát triển. Các thuật toán điều khiển nâng cao hiện đại, như PID thích ứng, logic mờ và thậm chí các mạng thần kinh nhẹ, được đưa vào chiến lược điều khiển của bộ truyền động, cho phép nó tìm hiểu chế độ phản ứng tối ưu trong các điều kiện làm việc khác nhau. Ví dụ, trong một quy trình điều chỉnh định kỳ, bộ truyền động có thể tự động ghi nhớ các đặc tính ma sát và định luật thay đổi tải của van, để bù trước trong các hoạt động tiếp theo và giảm lỗi điều chỉnh. Khả năng tự tối ưu hóa này giúp tăng cường khả năng thích ứng của bộ truyền động trong môi trường phức tạp, làm cho nó trở thành đơn vị thực thi chính để điều khiển quy trình chính xác cao.