नियंत्रण वाल्व में "डेडबैंड" का विश्लेषण

डेडबैंड्स ओवरसाइज़्ड प्रक्रियाओं में विचलन का मुख्य कारण हैं। नियंत्रण वाल्व विभिन्न कारणों जैसे घर्षण, हवाई यात्रा, स्पूल ट्विस्ट, एम्पलीफायरों में डेडबैंड या स्लाइडवॉल्व के लिए इंस्ट्रूमेंटेशन लूप में डेडबैंड का प्रमुख स्रोत हैं।

डेडबैंड एक सामान्य घटना है और नियंत्रक आउटपुट मान की सीमा या चौड़ाई को संदर्भित करता है जो इनपुट सिग्नल की दिशा बदलने पर परीक्षण के तहत प्रक्रिया चर को बदलने की अनुमति नहीं देता है। जब एक लोड गड़बड़ी होती है, तो प्रक्रिया चर सेट बिंदु से विचलित हो जाता है। यह डीफिर नियंत्रक द्वारा उत्पन्न एक सुधारात्मक कार्रवाई द्वारा उल्लंघन को ठीक किया जाता है और प्रक्रिया में वापस लाया जाता है। हालाँकि, नियंत्रक आउटपुट में एक प्रारंभिक परिवर्तन प्रक्रिया चर में संबंधित सुधारात्मक परिवर्तन नहीं कर सकता है। एक संगत प्रक्रिया चर में परिवर्तन केवल तभी होगा जब नियंत्रक आउटपुट डेडबैंड में परिवर्तन को दूर करने के लिए पर्याप्त मात्रा में परिवर्तन करता है।

यदि नियंत्रक आउटपुट दिशा बदलता है, तो प्रक्रिया चर में सुधारात्मक परिवर्तन उत्पन्न करने के लिए नियंत्रक संकेत को डेडबैंड को पार करना होगा। प्रक्रिया में एक मृत बैंड की उपस्थिति का मतलब है कि नियंत्रक आउटपुट को मृत बैंड को दूर करने के लिए पर्याप्त मात्रा में बढ़ाया जाना चाहिए। और उसके बाद ही सुधारात्मक कार्रवाई होगी।

— डेडबैंड के कारण

डेडबैंड के कई कारण होते हैं, लेकिन कंट्रोल वॉल्व में घर्षण और हवाई यात्रा, रोटरी वॉल्व के स्पिंडल का मरोड़ना और एम्पलीफायरों में डेडबैंड कुछ सामान्य रूप हैं। चूंकि अधिकांश मॉड्युलेटिंग नियंत्रण क्रिया छोटे सिग्नल परिवर्तनों (1% या उससे कम) से बनी होती है, एक बड़े डेड बैंड वाला एक नियंत्रण वाल्व इतने छोटे सिग्नल परिवर्तनों का बिल्कुल भी जवाब नहीं दे सकता है। एक अच्छी तरह से निर्मित वाल्व प्रक्रिया विचलन की डिग्री को प्रभावी ढंग से कम करने के लिए 1% या उससे कम के संकेतों का जवाब देने में सक्षम होना चाहिए। हालांकि, वाल्वों के लिए 5% या उससे अधिक की डेडबैंड होना असामान्य नहीं है। हाल ही में प्लांट ऑडिट में, 30% वाल्वों में 4% से अधिक डेडबैंड पाया गया। ऑडिट किए गए 65% से अधिक नियंत्रण लूपों में 2% से अधिक डेडबैंड थे।

● डेडबैंड्स का प्रभाव

यह ग्राफ असामान्य प्रक्रिया स्थितियों के तहत तीन अलग-अलग नियंत्रण वाल्वों के खुले लूप लूप परीक्षण का प्रतिनिधित्व करता है। इन वाल्वों को 0.5% से 10% तक चरण इनपुट की एक श्रृंखला प्राप्त होती है। द्रव स्थितियों के तहत चरण परीक्षण आवश्यक हैं क्योंकि ये स्थितियां केवल वाल्व एक्ट्यूएटर के बजाय पूरे नियंत्रण वाल्व असेंबली के प्रदर्शन की अनुमति देती हैं, जैसा कि अधिकांश मानक परीक्षणों के मामले में होता है।

● प्रदर्शन जांच

नियंत्रण वाल्व के प्रदर्शन के कुछ परीक्षण एक्चुएटर पुशरोड के स्ट्रोक के साथ इनपुट सिग्नल की तुलना करने तक सीमित हैं। यह भ्रामक है क्योंकि यह स्वयं वाल्व के प्रदर्शन की उपेक्षा करता है।

तरल परिस्थितियों में वाल्व के गतिशील प्रदर्शन को मापने के लिए महत्वपूर्ण क्या है ताकि प्रक्रिया चर में परिवर्तन की तुलना वाल्व असेंबली में इनपुट सिग्नल में परिवर्तन के साथ की जा सके। यदि केवल वाल्व स्टेम वाल्व इनपुट सिग्नल में बदलाव का जवाब देता है, तो यह परीक्षण थोड़ा प्रासंगिक है क्योंकि नियंत्रण चर में इसी परिवर्तन के बिना प्रक्रिया विचलन के लिए कोई सुधार नहीं है।

तीनों वाल्व परीक्षणों में इनपुट सिग्नल में बदलाव के लिए एक्ट्यूएटर पुश रॉड की गति ने अच्छी प्रतिक्रिया दी। दूसरी ओर, इनपुट सिग्नल में बदलाव के जवाब में प्रवाह दर को बदलने की उनकी क्षमता में वाल्व काफी भिन्न थे।

वाल्व ए, प्रक्रिया चर (प्रवाह दर) अच्छी तरह से प्रतिक्रिया करता हैएक इनपुट सिग्नल 0.5% जितना छोटा।

वाल्व बी, प्रत्येक इनपुट सिग्नल चरण के लिए अच्छी तरह से प्रतिक्रिया शुरू करने से पहले 5% से अधिक के इनपुट सिग्नल में बदलाव की आवश्यकता होती है।

वाल्व सी, काफी बदतर, प्रत्येक इनपुट सिग्नल चरण के लिए अच्छी तरह से प्रतिक्रिया शुरू करने से पहले 10% से अधिक सिग्नल में बदलाव की आवश्यकता होती है।

कुल मिलाकर, प्रक्रिया विचलन में सुधार करने के लिए वाल्व बी या सी की क्षमता बहुत खराब है।

● टकराव

घर्षण नियंत्रण वाल्वों में गतिरोध का एक प्रमुख कारण है। रोटरी वाल्व सीलिंग के लिए आवश्यक उच्च सीट लोड के कारण घर्षण के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं। कुछ सील प्रकारों के लिए, समापन रेटिंग प्राप्त करने के लिए उच्च सीट भार आवश्यक हैं। उच्च घर्षण बल और कम ड्राइव तनाव कठोरता के कारण, वाल्व शाफ्ट मुड़ जाता है और गति को नियंत्रण तत्व तक प्रेषित नहीं कर सकता है। नतीजतन, एक खराब डिजाइन वाला रोटरी वाल्व एक बड़े डेडबैंड को प्रदर्शित कर सकता है जिसका स्पष्ट रूप से प्रक्रिया विचलन की डिग्री पर निर्णायक प्रभाव पड़ता है।

निर्माता आमतौर पर विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान रोटरी वाल्वों की मुहरों को लुब्रिकेट करते हैं, लेकिन केवल कुछ सौ चक्रों के बाद, स्नेहन परत खराब हो जाती है। इसके अलावा, दबाव-प्रेरित भार भी सील पहनने का कारण बन सकता है। परिणाम यह है कि कुछ प्रकार के वाल्वों के लिए, वाल्व घर्षण 400% या उससे अधिक बढ़ सकता है। इससे यह स्पष्ट होता है कि टोक़ के स्थिर होने से पहले वाल्वों का मूल्यांकन करने के लिए मानक प्रकारों के डेटा का उपयोग करके प्रदर्शन के बारे में निष्कर्ष भ्रामक हैं। वाल्व बी और सी बताते हैं कि ये उच्च घर्षण वाले टोक़ कारक एक नियंत्रण वाल्व के प्रदर्शन पर विनाशकारी प्रभाव डाल सकते हैं।

पैकिंग घर्षण घर्षण अप्रत्यक्ष स्ट्रोक नियंत्रण वाल्व का मुख्य स्रोत है। इन प्रकार के वाल्वों में, मापा घर्षण वाल्व के रूप और पैकिंग कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर काफी भिन्न हो सकता है।

जब डिवाइस दिशा बदलता है तो यह अंतर गति में रुकावट पैदा कर सकता है। गैप आमतौर पर गियर ड्राइव के विभिन्न विन्यास वाले उपकरणों में होता है। रैक और पिनियन एक्चुएटर निकासी के कारण डेडबैंड के लिए विशेष रूप से संवेदनशील हैं। कुछ वाल्व स्पिंडल कनेक्शन में डेडबैंड की समस्या भी होती है।

हालांकि अच्छे वाल्व डिजाइन से घर्षण को काफी कम किया जा सकता है, लेकिन इसे पूरी तरह से खत्म करना एक मुश्किल समस्या है। अच्छी तरह से डिजाइन और निर्मित नियंत्रण वाल्व मंजूरी के कारण डेडबैंड को खत्म करने में सक्षम होना चाहिए। प्रक्रिया विचलन को कम करने में इष्टतम परिणाम प्राप्त करने के लिए, संपूर्ण वाल्व असेंबली का कुल मृत स्थान 1% से कम या उसके बराबर होना चाहिए, आदर्श परिणाम 0.25% जितना कम होना चाहिए।