Was ist das Prinzip eines Kontrollventils?

   Die Kernfunktion von aSteuerventilEs ist genau zu regulieren, Prozessparameter wie Flüssigkeitsdurchflussrate, Druck, Niveau oder Temperatur innerhalb einer Rohrleitung. Es erreicht dies, indem es die Größe des Querschnittsbereichs des internen Flusspassagens verändert. Stellen Sie sich einen Wasserhahn auf einem Rohr vor: Öffnen Sie den Wasserfluss, während das Schließen des Flusses reduziert. Ein Steuerventil arbeitet ähnlich, seine Steuerung ist jedoch weitaus präziser und wird in der Regel von einem automatisierten System remote betrieben.

   ASteuerventilbesteht in erster Linie aus zwei Schlüsselkomponenten: dieSteuerventilKörperbaugruppe und der Aktuator. Die Ventilkörperbaugruppe umfasst den Körper selbst, die Trimm (das Drosselelement wie ein Stecker, eine Scheibe oder ein Ball) und den Sitz. Die Verkleidung ist der sich bewegende Teil, der den Flussbereich direkt ändert. Der Stellantrieb ist das Stromversorger-Gerät. Es empfängt Signalbefehle (typischerweise elektrisch oder pneumatisch) aus dem Steuerungssystem und wandelt diese Signal in mechanische Kraft (lineare oder rotierende Bewegung) um, um die Trim zu bewegen. Zu den häufigen Arten von Aktuatoren zählen pneumatischer Membran, pneumatischer Kolben, Elektromotor oder Elektrohydraulik.

   Das Kernprinzip seines Betriebs basiert auf Kraftbilanz und Positionsanpassung. Das Steuerungssystem (z. B. ein DCS oder PLC) berechnet die erforderliche Steueraktion unter Verwendung eines spezifischen Steueralgorithmus (wie PID) basierend auf der Abweichung zwischen dem tatsächlichen gemessenen Prozessparameter (z. B. Fluss, Druck) und dem gewünschten Wert (Sollwert). Anschließend gibt es ein Standardsignal (z. B. ein 4-20-mA-Strom-Signal oder ein pneumatisches Signal von 0,2-1,0 bar) zum Aktuator des Steuerventils aus. Nach Empfang dieses Signals erzeugt der Aktuator einen entsprechenden Schub oder Drehmoment.

   Die vom Aktuator erzeugte Kraft treibt den Ventilstamm an, der die Verkleidung innerhalb des Ventilkörpers (linear oder rotational) bewegt und so die Öffnung (den Flussbereich) zwischen der Verkleidung und dem Sitz ändert. Wenn das Steuersignal beispielsweise einen Anstieg des Flusses erfordert, drückt der Stellantrieb die Verkleidung vom Sitz weg, erhöht die Ventilöffnung und lässt mehr Flüssigkeit passieren. Umgekehrt zieht der Stellantrieb, wenn der Signalbedarf verringert wurde, die Spiegel zum Sitz, wodurch die Öffnung verringert und den Flüssigkeitsfluss einschränkt.

   Durch diese kontinuierliche oder schrittweise Einstellung des Öffnens verändert das Steuerventil den Flüssigkeitswiderstand oder die Durchflusskapazität durch das Ventil dynamisch. Die Änderung der Durchflussfläche wirkt sich direkt auf die Flüssigkeitsdurchflussrate aus, die wiederum den kontrollierten Prozessparameter beeinflusst (z. B. erhöht die Erhöhung des Flusses typischerweise den nachgeschalteten Druck oder Gefäßniveau). Der neue Ventilpositionszustand beeinflusst den Prozess; Sensoren messen den tatsächlichen Parameter erneut und leiten Sie ihn dem Controller zurück. Der Controller berechnet ein neues Ausgangssignal basierend darauf und bildet ein Steuerungssystem mit geschlossenem Regelkreis. Dieses System behält den Prozessparameter kontinuierlich genau in der Nähe des erforderlichen Sollwerts bei. Daher ist das Steuerventil ein unverzichtbares endgültiges Steuerelement zum Erreichen der Automatisierung in industriellen Prozessen.

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