در واحدهای بخار، نفت و نیروگاه، کنترل دقیق جریان سیال به وسیله کنترل ولو انجام میشود. برای آنکه کنترل ولو بتواند فرمان اتاق کنترل را دقیق اجرا کند، نیاز است که بهصورت دورهای عملیات کالیبراسیون کنترل ولو سامسون انجام شود. این فرآیند تضمین میکند که موقعیت مکانیکی شیر با سیگنال ۴ تا ۲۰ میلیآمپر ورودی کاملاً همخوانی دارد و در نتیجه مقدار دبی، فشار و دما به شکل پایدار کنترل میشود.
در این مقاله، نحوه کالیبره کنترل ولو سامسون با آی توپی پوزیشنر سامسون مدل 3730‑3 بهطور جامع توضیح داده میشود. پوزیشنری هوشمند و پرکاربرد که در خطوط فشار بالا به اکچویتور های پنوماتیک متصل میشود و با یک آی توپی پوزیشنر الکترو پنوماتیک کنترل میگردد.
پوزیشنر الکترو پنوماتیک سامسون واحدی است که روی عملگر کنترل ولو نصب میشود و وظیفه آن تطبیق مقدار فرمان ورودی با موقعیت واقعی Stem است. سیگنال الکتریکی از سیستم کنترل دریافت و به فشار هوا تبدیل میشود. این فشار منجر به حرکت پیستون یا دیافراگم میگردد تا کنترل ولو باز یا بسته شود.
اجزای اصلی پوزیشنر سامسون عبارت اند از:
- سیستم حسگر مسیر (Travel Sensor) که جابجایی ساقه را سنجیده و به سیگنال الکتریکی تبدیل میکند.
- مبدل I/P آنالوگ که وظیفه تبدیل جریان الکتریکی به فشار هوا و تقویت آن را دارد.
- واحد الکترونیکی با Microcontroller که کل دادههای موقعیت، خطا و محدوده حرکت را در حافظه نگهداری کرده و الگوریتم تنظیم را اجرا میکند.
در صنعت، این بخشها برای تنظیم باز شدن کنترل ولو بر اساس نیاز فرآیند استفاده میشوند، و طبق استاندارد IEC 60534 ضروری است در بازههای زمانی مشخص، کالیبراسیون انجام شود تا عملکرد دقیق باقی بماند.
الزامات اولیه پیش از آغاز کالیبراسیون کنترل ولو سامسون
برای اجرای صحیح نحوه کالیبره کنترل ولو سامسون باید پیشنیازهای زیر فراهم باشد:
- مجموعه ابزارهای کاری شامل آچار D.E Spanner، پیچگوشتی، مولتیمتر، منبع جریان ۴تا۲۰میلی آمپر
- تأیید دستورکار Maximo و چاپ آن برای ثبت در واحد نگهداری
- اخذ مجوز کار (Work Permit) از دپارتمان ایمنی و ابزار دقیق
- بررسی فشار هوای تغذیه که باید بین ۲٫۵ تا ۶ بار و عاری از رطوبت باشد.
- ایزوله کردن کنترل ولو سامسون از خط فرآیند و بستن ورودی سیال واقعی
- در صورت وجود سیستم EIS یا تجهیزات ضدانفجار، باید همزمان با مراحل کالیبراسیون کنترل ولو، دستورالعمل خاص EIS رعایت شود.هرگونه اشتباه فنی بدون اعلام به DCS ، ممکن است باعث آلارم یا اختلال در کنترل کارخانه شود.
نکات ایمنی پیش از شروع کار کالیبره کنترل ولو سامسون
ایمنی، بخش مهم در کالیبراسیون کنترل ولو سامسون است؛ زیرا ولو در مسیر مستقیم بخار یا گاز قرار دارد. چند اصل پایه:
- اطمینان از تخلیه کامل فشار در هر دو سوی شیرکنترل
- عدم وجود دمای بالاتر از ۶۰ درجه بر سطح بدنه در زمان تنظیم
- حفظ فاصله ایمن از خطوط زنده بخار
- استفاده از تجهیزات عایق برای دسترسی به پوزیشنر
- ارتباط مستقیم با اتاق کنترل جهت جلوگیری از فرمان ناگهانی
شروع کالیبراسیون کنترل ولو سامسون
برای کالیبراسیون کنترل ولو سامسون با پوزیشنر 3730 سه روش اصلی به کار گرفته میشود:
- بر اساس محدوده حداکثریMax‑Initialization ) )
- بر اساس محدوده اسمی (Nominal Initialization )
- بر اساس خطای صفر(Zero Calibration )
انتخاب هر روش بستگی به نوع شیر کنترل، اندازه کورس و هدف تنظیم دارد. در ادامه گامهای هر حالت تشریح میشود.
۱. کالیبراسیون MAX‑Initialization بر اساس بیشینه حرکت
در این روش، پوزیشنر از موقعیت بسته تا بازِ کامل حرکت میکند تا دامنهی واقعی را به عنوان محدودهی عملیاتی (۰ تا ۱۰۰٪) ثبت کند.
مراحل انجام:
فعالسازی Configuration
Rotary Pushbutton را روی پارامتر ۳ بچرخانید.صفحه نمایش «No» را نشان میدهد. کلید را فشار دهید تا «Yes» ظاهر شود و علامت فعالسازی Configuration نمایان گردد.
انتخاب Initialization Mode
Rotary را به پارامتر ۶ بچرخانید، گزینه «Max» را انتخاب و فشار دهید تا تأیید شود.
شروع Initialization
کلید INIT(کلید فرو رفته زیر نمایشگر) را فشار دهید. پوزیشنر به طور خودکار حرکت کامل ولو را انجام داده، زاویه یا کورس را از صفر تا صد درصد ثبت میکند.
پس از چند دقیقه، صفحه عبارت «Tune» را نشان میدهد و سپس کنترل ولو به نقطه فرمان بازمیگردد. اگر مقدار Stroke در حافظه ثبت شد، عملیات کالیبراسیون کنترل ولو سامسون موفقیتآمیز بوده است.
۲. کالیبراسیون NOM‑Initialization بر اساس محدوده اسمی
در مواردی که حرکت مؤثر شیر کنترل کمتر از کورس کامل است، از Initializationِ Nominal استفاده میشود. این روش مخصوص پروژههاییست که کنترل ولو فقط در محدودهی خاص کار میکند ( مثلاً ۱۵ میلیمتر از Stroke ۲۵ میلیمتر)
مراحل انجام:
- همانند قبل، با پارامتر ۳ Configuration را فعال کنید.
- ورود مقادیر Pin و Nominal Range
- در پارامتر ۴ عدد پین موقعیت مثلاً 35 در Lever را ثبت کنید.
- سپس در پارامتر ۵ مقدار Nominal Travel یا زاویه واقعی مثلاً ۱۵ میلی متر را وارد کنید.
انتخاب حالت Initialization
پارامتر ۶ را به «Nom» تغییر دهید و با فشار دکمه تأیید کنید.
شروع فرایند Initialization
فشار کلید INIT، آغاز خودکالیبراسیون است. در این زمان، پوزیشنر بررسی میکند آیا کنترل ولو قادر است در بازهی Nominal بدون برخورد مکانیکی حرکت کند یا خیر در صورت تأیید، محدودهی Nominal به عنوان بازه عملیاتی ثبت میشود.
این روش باعث میشود شیر کنترل با بیشینهی مفید کار کند و از فشار اضافی بر مکانیزم Actuator جلوگیری شود. تکرار این فرایند بخش اصلی نحوه کالیبره کنترل ولو سامسون درخطوط صنعتی با کورسهای کوتاه است.
۳. کالیبراسیون ZERO بر اساس خطای صفر (Zero Error)
آخرین مرحله مربوط به اصلاح نقطه صفر است جایی که کنترل ولو باید کاملاً بسته باشد اما سیگنال در Positioner انحراف دارد. این کالیبراسیون برای حذف Drift سیگنال و نشتهای ریز در حالت Closed کاربرد دارد.
مراحل:
- Enable Configurationانتخاب پارامتر ، نمایش «Yes» ، تأیید فعالسازی
- انتخاب Initialization Mode گزینه «ZP» (ZERO Position) و تأیید آن
- شروع فرایند Initialization کلید INIT را بفشارید و پوزیشنر با فرمان ۴ میلیآمپر، نقطهی واقعی بسته شدن را با موقعیت فیزیکی تطبیق میدهد.
- پس از پایان، نمایشگر با پیام «Tune» به خط فرمان برمیگردد. این روش جزئی حیاتی از کالیبراسیون کنترل ولو سامسون در واحدهاییست که تغییر دما و فشار باعث انحراف مکانیکی در نقطه صفر میشود.
تکمیل فرآیند و تحویل کنترل ولو سامسون
در پایان باید چکلیست کالیبراسیون تکمیل شود، مجوز کار بسته گردد و گزارش در سیستم Maximo یا PM ثبت شود. برگه شامل اطلاعات زیر است:
- شماره کنترل ولو و مدل پوزیشنر
- تاریخ و نام اپراتور
- نوع Initialization استفادهشده
- نتایج انحراف و مقدار Zero Error
- وضعیت Actuatorباز/ بسته در Fail Open یا Fail Close
این مستندسازی تضمین میکند فرآیند نگهداری قابل ردیابی و ممیزیهای ISO یا TÜV در آینده قابل اثبات باشد.
نکات و تجربههای میدانی نحوه کالیبره کنترل ولو سامسون
- در Actuator های 120 cm² نوع Fail‑Open ، بهتر است حجم خروجی هوا به ۵۰ ٪ محدود شود تا فرمان نرمتر اجرا شود.
- پس از آغاز Initialization، از هر نوع لمس یا لرزش Actuator خودداری شود .زیرا پوزیشنر در حال تشخیص منحنی حرکت است.
- برای کنترل ولو ها که زمان طولانی در دماهای بالا کار کردهاند، قبل از تنظیم اجازه دهید. 20 دقیقه خنک شوند تا رفتار دیافراگم عادی شود.
- پس از پایان، با سیگنالهای مختلف ۸، ۱۲، ۱۶، ۲۰ میلی متر پاسخ کنترل ولو را بررسی و ثبت کنید.
اهمیت کالیبراسیون کنترل ولو در اقتصاد و ایمنی
هر خطای کوچک در کنترل ولو میتواند به افزایش مصرف بخار یا افت کیفیت محصول منجر شود. آزمایشهای واقعی نشان دادهاند که انجام منظم کالیبراسیون کنترل ولو سامسون مصرف انرژی را تا ۲۵ تا۳۰ درصد کاهش میدهد. از منظر HSE، کنترل ولو های ناکالیبره خطر Pressure Spike و Water Hammer را بالا میبرند. بنابراین در هر سرویس دورهای باید فرم Valve Calibration Certificate در پرونده تجهیز ثبت شود.
جمعبندی
در این آموزش، تمامی مراحل نحوه کالیبره کنترل ولو سامسون با پوزیشنر سامسون مدل 3730 بر اساس مستندات رسمی سامسون شرح داده شد. سه حالت Max، Nominal و Zero بهصورت گامبهگام توضیح داده شدند تا مهندسان بتوانند در محیط واقعی کارخانه عملیات کالیبراسیون را بدون خطا انجام دهند.
کالیبراسیون نهتنها تنظیم فنی، بلکه تضمین پایداری فرایند است. چراکه هر یک میلیآمپر در فرمان کنترل، معادل تغییر ملموس در تولید یا مصرف انرژی است. دقت در اجرای درست این مراحل، همان چیزی است که سامسون را از سایر برندها متمایز کرده و دلیل اصلی اعتماد مهندسان ایرانی به این برند آلمانی است.