کنترل سیالات
کنترل سیالات در ابزار دقیق به مفهوم نظارت، اندازه‌گیری و تنظیم جریان، فشار، سطح یا کیفیت سیالات (مایع، گاز یا بخار) در فرآیندهای صنعتی است. این عمل با استفاده از ابزار دقیق (Instrumentation & Control) و حلقه‌های کنترلی اتوماتیک انجام می‌شود.
⚙️ اجزای سیستم کنترل سیالات:
-
سنسورها (Sensors):
حسگرهایی که پارامترهای سیال مانند دبی، فشار، دما یا سطح را اندازه‌گیری می‌کنند و آن را به سیگنال اولیه تبدیل می‌کنند . -
ترانسمیترها (Transmitters):
سیگنال سنسور را تقویت و به شکل استاندارد (مثلاً 4–20 mA) تبدیل می‌کنند تا قابل انتقال به کنترلر باشند . -
کنترلرها / کنترل کننده‌ها (Controllers):
سیگنال ورودی را با مقدار هدف مقایسه کرده و جهت تصحیح پارامترها، فرمان عملکرد (مثلاً باز یا بسته شدن ولو) صادر می‌کنند . -
عملگرها (Actuators)، مانند شیر کنترل (Control Valve):
اجراگرهایی هستند که با دریافت فرمان الکتریکی، پنوماتیک یا هیدرولیکی، وضعیت جریان سیال را تغییر می‌دهند (باز/بسته یا throttle) .
🔄 نحوه کارکرد حلقه کنترل سیال
-
اندازه‌گیری: سنسور پارامتر واقعی سیال را به ترانسمیتر منتقل می‌کند.
-
تصمیم‌گیری: کنترلر مقدار دریافت‌شده را با مقدار تعیین‌شده (set‑point) مقایسه می‌کند.
-
اعمال تغییر: اگر خروجی واقعی با هدف اختلاف داشته باشد، کنترلر فرمانی به ولو یا محرک ارسال می‌کند تا پارامتر اصلاح شود. این حلقه کنترل می‌تواند از نوع PID یا ساده‌تر باشد .
🎯 کاربردها
-
کنترل جریان (Flow Control): تنظیم دقیق دبی برای فرایندهایی مانند تزریق مایعات یا گازها، تجهیزات آزمایشگاهی یا خطوط تولید صنعتی .
-
کنترل فشار: حفظ فشار مناسب در مخازن، خطوط لوله و اِعمال ایمنی بر اساس آستانه‌های فشار تعریف‌شده .
-
کنترل سطح: کنترل سطح داخل مخازن و تانک‌های ذخیره مایع به کمک سنسور سطح و ولو تخلیه یا تغذیه.
🧩 انواع رایج کنترل ولو (Valve)
-
شیر گلوب (Globe Valve): برای تنظیم دقیق جریان
-
بات‌ولو (Ball Valve): سرعت عملکرد بالا و کنترل ساده
-
سولنوئید ولو (Solenoid Valve): باز و بسته شدن سریع با کنترل الکتریکی
-
کنترل ولو خودکار (Self‑Operated Valve): تنظیم جریان براساس فشار یا سرعت سیال بدون نیاز به سیگنال خارجی .
✅ مزایا و اهمیت
-
افزایش دقت و کیفیت کنترل جریان و پارامترها
-
کاهش هزینه‌‌ها و ایمنی بیشتر با جلوگیری از وضعیت‌های خطرناک ناپایدار فرآیند
-
امکان اتوماسیون و کنترل از راه دور با استفاده از سیستم‌هایی مانند PLC، DCS یا SCADA
-
پایداری، صرفه‌جویی انرژی و جلوگیری از خرابی تجهیزات با کنترل دقیق سیالات
📋 خلاصه در قالب جدول
| بخش سیستم کنترل سیال | شرح |
|---|---|
| سنسور | اندازه‌گیری فشار، دبی، سطح، دما و تبدیل به سیگنال |
| ترانسمیتر | تبدیل سیگنال سنسور به سیگنال استاندارد |
| کنترلر | مقایسه با Set‑point و صدور فرمان تصحیحی |
| ولو یا محرک | اجرای فرمان برای تنظیم جریان یا فشار |
| حلقه کنترل (Loop) | پردازش اعتقادی – تصمیم‌گیری و اصلاح وضعیت |