پوزیشنر ولو نوعی تجهیز ابزار دقیق، که به منظور کنترل هوای ورودی به عملگرهای شیر کنترلی و به منظور کنترل دقیق حجم سیال عبوری از شیر تا رسیدن به نقطه مطلوب استفاده می شود.
پوزیشنرها معمولا در دو نقطه از عملگرهای کنترلی نصب می شوند؛ اگر حرکت ساقه شیر به صورت خطی یا حرکت عمودی باشد در کنار یوغ (YOKE) یا در پوشش بالایی عملگر نصب می شوند و اگر حرکت ساقه شیر بصورت چرخشی باشد در انتهای محور شیر نصب می شوند. در هر دو حالت پوزیشنر به صورت مکانیکی به ساقه و یا محور شیر به منظور مقایسه با فشار اعمال شده به عملگر متصل خواهد شد.
این مکانیزم به این صورت است که یک فرمان کنترلی از سمت اتاق فرمان به پوزیشنر برای به حرکت دراوردن ساقه شیر اعمال می شود و بالعکس، دوباره پوزیشنر یک سیگنال فیدبک که مکانیزم عملکرد آن به صورت مغناطیسی است فرمان را به سیستم وارد می کند تا اپراتور اتاق کنترل اطمینان پیدا کند که شیر به اندازه سیگنال ارسال شده باز یا بسته شده است. البته در مواردی که احتیاج به سیگنال فیدبک نیست و یا شرایط به صورتی است که پروسس اجازه از بین رفتن حساسیت نسبت به دقت باز و بسته شدن شیر را از بین می برد، از این مکانیزم استفاده نخواهد شد.
دلایل استفاده از کنترل ولو
- بالا بردن کیفیت سیستم کنترل شیر
- آسان تر کردن سیستم عملکرد شیر زمانی که فشار خروجی کنترلر از فشار عملکرد شیر کمتر است
- به حداقل رسانیدن اثرات اصطحکاک پکینگ شیر و در نتیجه کم کردن اثرات هسیترزیس بخصوص در زمان هایی که در پکینگ شیر از موادی مانند گرافیت در دماهای بالا استفاده می شود.
- بالابردن سرعت پاسخگویی یا فیدبک نسبت به تغییرات در پروسس
- در بعضی موارد می توان از یک پوزیشنر برای دو شیر استفاده کرد
- حل مشکلات بوجود آمدن اصطحکاک در زمان بسته شدن کامل شیرهای چرخشی
- حل مشکلات افت فشار هوا بخاطر فاصله بین کنترلر و شیر کنترل
- امکان کامل باز و بسته کردن شیر بصورت پیوسته
- امکان استفاده مطلوب از سیگنال 4 تا 20 میلی امپر در تبادل سیگنال با کنترلر
- امکان استفاده از عملگرهای پیستونی در شیرهای با فشار عملکرد بالا
انواع پوزیشنرها:
پوزیشنرهای پر کاربرد در صنعت در سه دسته تقسیم بندی می شوند:
1- پوزیشنرهای پنوماتیک:
سیگنال مورد استفاده در این نوع پوزیشنر معمولا 3-15 PSIG است. در این نوع پوزیشنر از خط هوای اصلی برای تغذیه استفاده شده و بسته به سیگنال پنوماتیک دریافتی از کنترلر، فرمان لازم را به عملگر برای باز و بسته کردن شیر اعمال می نماید.
2- پوزیشنرهای مبدل جریان الکتریکی به هوا و بالعکس ( I/P ):
در این نوع پوزیشنر از سیگنال الکتریکی کنترلر برای تحریک استفاده شده و متناسب با آن هوای خروجی به عملگر شیر اعمال می شود.
3- پوزیشنرهای هوشمند یا دیجیتال:
این نوع از پوزیشنرها مانند حالت قبل عمل می کنند با این تفاوت که بجای استفاده از جریان 4 تا 20 میلی آمپر برای تحریک، از سیگنال های دیجیتال استفاده می کنند، که این سیگنال ها بصورت دیجیتال و کد از سمت کنترلر به پوزیشنر ارسال می شود و متناسب با لاجیک دریافتی، هوای خروجی را به عملگر اعمال می نماید. نوع این سیگنال ها ممکن است از پروتکل HART یا FIELDBUS باشد. به این صورت که مثلا اگر سیگنال خروجی کنترلر از جنس HART باشد الزاما باید پوزیشنر مورد استفاده این پروتکل را پشتیبانی کند یا در صورت استفاده از پوزیشنرهای معمولی (آنالوگ) از رابط های مناسب بین کنترلر و پوزیشنر برای تبدیل سیگنال استفاده شود .
4- شیرهای کنترلی بدون پوزیشنر:
در این نوع از پوزیشنرها سیگنال خروجی از کنترلر مستقیم به دیافراگم عملگر شیر کنترلی اعمال می شود و ساقه یا محور شیر به حرکت در می آید که متناسب با آن شیر باز یا بسته می شود. حال اگر فشار هوای اعمالی برای حرکت دادن شیر بیشتر از فشار خروجی از کنترلر باشد عملا این سیستم کارایی خودش را از دست می دهد. از طرفی در این سیستم ما هیچ سیگنال فیدبکی را از جانب شیر دریافت نمی کنیم که این خود یک عیب بزرگ در سیستم است.
5- شیرهای کنترلی همراه با پوزیشنر:
در این نوع شیر دیگر محدودیت های حالت قبل وجود ندارد و همانطور که مشاهده می کنید فشار اعمال شده به عملگر برای به حرکت دراوردن شیر جدای از سیگنال خروجی از کنترلر است. پوزیشنر متناسب با سیگنال الکتریکی یا پنوماتیکی دریافتی از کنترلر هوا با فشار مناسب برای کنترل شیر به عملگر اعمال می شود درنتیجه دیگر محدودیت افت فشار نخواهیم داشت. همچنین با استفاده از سیگنال فیدبکی که پوزیشنر برای کنترلر می فرستد ما میتوانیم به صحت عملکرد شیر بصورت پیوسته پی ببریم.