Курс «Регулирующая арматура в системах автоматизации»

Рост мультифункциональности

Пример. Например, за счет увеличения откликаемости клапана на различные возмущающие действия. Так, программа Nelprof способна рассчитать различные положения клапана при различных расходах, давлениях, температуре среды и дать оценку работоспособности клапана, его критические зоны, переход в кавитационный режим, выход из линейной зоны регулирования и др.

Рост числа сменных рабочих органов

Пример. Клапан Neles Rotary Globe имеет до 11 затворов, рассчитанных на разную пропускную способность и которые могут быть установлены в одном корпусе. Позиционер ND9000 имеет несколько типов золотников, рассчитанных на различный расход воздуха и различную скорость и мощность перемещения.

Рост числа элементов с программным принципом выполнения функций

Пример. Программирование перемещения клапана уже производится программируемым контроллером типа NP и ND по заданным значениям сигнала управления.

Пример. Этот же принцип проявляется в том, что клапан в автоматического исполнении, в отличие от ручного клапана, отвечает на запросы системы, сам быстро и эффективно обеспечивая регулирование. Кроме того, системы диагностики, встроенные в клапан, сразу могут сообщать о первых признаках неполадок, тем самым нет потерь, в отличие от «небыстрого» принятия решений человеком.

Пример. Специальные решения клапана и заложенная математика способна устранить такой дефект клапана как перерегулирование, за счет просчета параметров клапана в момент переходного режима.

Переход к системе с изменяемыми рабочими органами

Пример. Если требуется, чтобы клапан работал как в антикавитационном режиме, так и в обычном режиме, то может быть применена легко монтируемая насадка типа Q-Trim. Внутренняя начинка клапана может быть полностью перерасчитана и полностью изменена для соответствия новым условиям среды, давления, технологического режима и др.

Увеличение числа степеней свободы

Характеризуется переходом от нединамической системы к системе, имеющей механические шарниры, механизмы, гибкие материалы. Далее появляются системы, изменяющиеся на микроуровне – фазовые переходы, химические превращения и др. и далее системы с изменяющимися полями.

Пример. Вместо жесткого крепления шарового затвора клапана серии Р, в настоящее время используется гибкая связь серии М.

Пример. В клапанах Jamesbury, чтобы выдержать огромное число циклов, используется специально разработанный эластичный материал седла X-Treme, стойкость которого может составлять до 3 млн. циклов, когда стойкость обычного материала (резины) составляет не более 5000 циклов.

Пример. В дальнейшем можно ожидать изменения рабочих органов на соответствие, например, различным пульсациям с возможностью их гашения, например, отстройки собственной частоты вибрации клапана от характерных для потока, применением специальных вибродемпфирующих сплавов и др.

Повышение управляемости

От неуправляемой системы к системе с принудительным управлением и системе с самоуправлением.

Пример. От управления человеком к его вытеснению при помощи аналогового позиционера с принудительным управлением от DCS и к самоуправлению при использовании цифрового интеллектуального позиционера ND 9000, имеющего возможность, как самодиагностики, так и в дальнейшем самодиагностики на точность регулирования и соответствие меняющемуся технологическому режиму.

Рост степени динамической управляемости и статической неустойчивости системы

От статически устойчивой системы к системе с несколькими устойчивыми состояниями к динамически устойчивой системе и далее к абсолютно неустойчивой системе.

Пример. На старых предприятиях ЦБП используют в основном клапаны с ручным управлением. При этом качество процесса регулируют в основном за счет того, что используется только один вид сырья, имея при этом большие потери. При переходе на выпуск нескольких сортов бумаги некоторые контуры регулирования (в основном через клапан регулирования веса м2) уже приходится автоматизировать. В противном случае потери будут слишком велики.

Полностью автоматизированная система соответствует в принципе динамически устойчивой системе, где клапаны должны откликаться на воздействие от центральной DCS. Технологический процесс при этом характеризуется высокой колебательностью, высокими скоростями, сложной композицией, частыми сменами сорта и др. В варианте перехода к неустойчивой системе функции регулирования, уменьшения пульсаций, лучшей самодиагностики, настройки, калибровки уже передаются клапану, который и обеспечивает функционирование в условиях все возрастающей неустойчивости системы.