طرح تولید دستگاه تست گاورنر و اکچوایتور

گاورنر وسیله‌ای است که سرعت یا پارامتر دیگری را در پیش‌ران اصلی یک سامانه کنترل می‌کند. پیش‌ران‌های اصلی ماشین‌های گردانی هستند که توان خود را از منبع ورودی انرژی دیگری مانند بخار یا آب می‌گیرند و گاورنر در رایج‌ترین شکل خود با تغییردادن اندازهٔ شارش این انرژی ورودی، سرعت پیش‌ران اصلی را کنترل می‌کند. دو جزء اصلی سامانه‌های گاورنر عبارتند از حسگر سرعت و بخشی که دریچهٔ ورود انرژی را کنترل می‌کند. این دو بخش در گاورنرهای ساده‌تر که برای باز و بسته کردن دریچهٔ ورودی نیاز به نیروی زیادی نیست، ممکن است یکی باشند، اما در جایی که برای اینکار نیاز به نیروی بیشتری باشد از سروو موتور برای کنترل دریچه استفاده می‌شود. در گاورنر سیگنال حاصل از سرعت حس‌شده با یک سیگنال سرعت مرجع مقایسه می‌شود و یک سیگنال خطا تولید می‌گردد که برای کنترل سرعت پیش‌ران اصلی استفاده خواهد شد.
در حالت کلی هر فرایندی را که به کنترل خروجی یک پیش‌ران اصلی (مانند موتورهای گازی، بخار و دیزل یا توربین‌های گازی) کمک می‌کند را می‌توان گاورنر نامید. به غیر از کنترل خودکار سرعت، گاورنر می‌تواند پارامترهای دیگری را نیز کنترل کند، برای نمونه در یک پمپ، گاورنر می‌تواند وظیفهٔ کنترل فشار خروجی را بر عهده داشته باشد، به گونه‌ای که صرف نظر از میزان تخلیه، فشار ثابت بماند. در پیش‌ران‌های اصلی، گاورنر با استفاده از یک سازوکار مناسب در کنترل میزان شارهٔ تغذیه، خروجی را متناسب با تغییرات نیاز بار تنظیم می‌کند. برخی از انواع گاورنرها موسوم به گاورنرهای اضطراری تنها در مواقع اضطراری که پارامتر مورد کنترل مانند سرعت از میزان معینی بیشتر شود وارد عمل می‌شوند.

انواع گاورنر

گاورنرها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند. یک دسته گاورنرهای مرکزگریزی هستند که در عمل کاربرد بیشتری دارند و بر پایهٔ نیروی مرکزگریزی کار می‌کنند. این دسته از گاورنرها خودشان بر اساس سازوکار بازگشت گوی‌های گاورنر—جرم‌های اصلی در حال گردش به دور محور گاورنر—به دو دستهٔ کنترل‌شده با گرانش و کنترل‌شده با نیروی فنر تقسیم می‌شوند. به دستهٔ دیگر گاورنرها، گاورنرهای نوع لَخت می‌گویند که بسته به تغییرات شتاب خطی یا زاویه‌ای عمل می‌کنند. گوی این دسته از گاورنرها به جای حساسیت مستقیم به سرعت، به نرخ تغییرات سرعت حساس است و بر اساس آن جابجا می‌شود. گاورنرهای لخت از نظر سرعت سریع پاسخ‌دهی‌شان در برابر تغییرات بار، نسبت به نوع مرکزگریزی مزیت دارند اما اطمینان‌یافتن از توازن کامل بخش‌های در حال گردش در آن‌ها دشوار است. گاورنرهای نوع لخت در جایی که گشتاور مقاوم ممکن است به سرعت تغییر کند، مانند موتورهای درون‌سوزی که در وسایل دریایی استفاده می‌شوند، کاربرد دارند.

مهمترین گاورنرهای مرکزگریزی عبارتند از:

گاورنر وات
گاورنر پورتر
گاورنر هرتنل
گاورنر پروئل
گاورنر هارتانگ
گاورنر پیکرینگ
گاورنر ویلسون-هرتنل

گاورنرها به ۳ دسته تقسیم می‌شوند:

گاورنر مکانیکی
گاورنر الکترومکانیکی
گاورنر الکترونیکی
در حال حاضر فقط از گاورنر الکترونیکی در نیروگاههای جدید استفاده می‌شود و گاورنرهای مکانیکی و الکترومکانیکی را فقط در نیروگاههای قدیمی می‌توان پیدا کرد.
گاورنرهای جدید دارای دو قسمت الکترونیکی و هیدرولیکی می‎باشند.

قسمت الکترونیکی گاورنر

یک کنترل‎کننده الکترونیکی حلقه بسته (close loop) ، مجهز به PLC ، به‌صورت کاملا” دوتایی (Full redundant)، کنترل سیستم را بر عهده می‌گیرد.
سیگنال‎های ورودی این کنترل‎کننده معمولا” عبارتند از:
سیگنال آنالوگ سرعت توربین، از خروجی سنسورهای سرعت توربین (mA20-4)
سیگنال آنالوگ نشان‎دهنده موقعیت ویکت گیت‌های توربین(mA20-4)
سیگنال آنالوگ نشان‎دهنده توان خروجی ژنراتور (mA20-4)
بر اســــاس سیگنـــــال‎های ورودی فــوق و پــردازش آن‌ها در کنتـرل‌کننده PLC، سیگنال خروجــی گـــاورنر الکتـــرونیکی (mA20-4) به شـــیر راهنمـــا(Pilot valve) اعمـــال شـــده و با عمــلکرد این شیـر، فشـــار و دبــی لازم روغـــن برای حرکــــت سـرووموتور و دریچه‎هـــای هـــادی توربیـــن(wicket gates) از طریـق شیـــر کنتـــرل اصـــلی(main valve) گاورنر فراهم می‎‎گردد.
کنتـــرل‎کننده فــوق معمولا” به صـورت دوتــایی بـــه عنــوان گاورنــر اصلی و گاورنر پشتیبان در تابلوی کنترل گاورنر قرار می‌گیرند.
در صـــورت بروز اشکال در گاورنر اصلی(main) ، کنترل سیستم به صورت خودکار، به گاورنر پشتیبان (backup) منتقل می‎شود.

سیستم کنترل گاورنر دارای سه حالت عملکرد به شرح زیر است:

حـــالت کنتــــرل ســـرعت با کنترل‎کننده PID (speed control)
حالت کنترل مقدار بازشدگی دریچه‎های هادی(wicket gate) توربین با کنترل‎کننده تناسبی (‍P)(opening control)
حالت کنترل توان خروجی ژنراتور با کنترل‎کننده PID (Power control)

قسمت هیدرولیکی گاورنر

قســـمت هیدرولیکی گاورنر شامل تجهیزات زیر می‎باشد:
عمــل‎کننده‎هـــای الکتروهـــیدرولیکی برای تبدیل سیگنال‎های الکتریکی به مقـــادیر مکــانیکی متناظر
تقویت‎کننده هیدرولیکی
واحد تأمین فشار روغن
از این واحـــد به منظـــور تأمیـــن فشـــار روغــــن بـــرای عمــــلکرد سرومــــوتورهای تـــوربین و نهایتا” باز و بسته شدن ویکت گیت‌های توربین استفاده می‎شود.
سیستم روغـن گـاورنر شامل مخــزن روغن، تانک فشار روغن/هوا(Air Oil Vessel) ، دو دستگاه پمـپ روغـــن گـــاورنر، شیرهای سولونوئیدی، شیر هیدرولیکی، سیستم خنک‎کن روغن (شامل دو دستگاه پمپ، کولر و فیلتر دوتایی مربوطه)، تجهیزات کنترل و اندازه‎گیری، لوله‎کشی و غیره می‎باشد.
برق سیســـتم کنتــــرل گـــاورنر از دو فیـــدر مجــزا،از سیستم DC نیروگاه تأمین می‎شود.

تاریخچه گاورنر

گاورنر های گریز از مرکز از قرن ۱۷ به بعد می توانستند فاصله و فشار بین سنگ های آسیاب را در آسیاب های بادی تنظیم کنند.
اولین موتورهای بخار از یک حرکت نواسانی برای پمپاژ آب استفاده می کرد که عملکردی بود که تغییرات و لرزش را در سرعت تحمل می کرد.
بعد از اینکه مهندس اسکاتلندی، جمیز وات موتور بخار چرخشی را برای به حرکت درآوردن ماشین آلات کارخانه ای معرفی کرد، حفظِ یک سرعت متوسط عملکرد ضروری بنظر می رسید.
بین سالهای ۱۷۷۵ تا ۱۸۰۰، وات بهمراهی متیو بولتون صنعتگر، بیش از ۵۰۰ موتور چرخشی بخار را تولید کرد.
در مرکز این موتورها، گاورنر “آونگ مخروطی” شکلی قرار داشت که طراحی شده توسط وات بود و شامل یک مجموعه توپ های چرخنده می شد که توسط بازوهای پیوندی به یک دوک عمودی متصل می شدند و نیروی کنترل کننده شامل وزن تمامی توپ ها می شد.
پایۀ نظری برای عملکرد گاورنر ها توسط جیمز کلارک مکسول در سال ۱۸۶۸ در مقالۀ تاثیرگذارِ او تحت عنوان “دربارۀ گاورنرها” معرفی شد.
با توجه به طراحیِ وات، مهندس آمریکایی ویلارد گیبز (Willard Gibbs) که در سال ۱۸۷۲ آونگ مخروطیِ وات را از جنبۀ نظری و تعادل انرژی ریاضی مورد تجزیه و تحلیل قرار داد.
گیبز طی سالهای تحصیل در دانشگاه Yale ، مشاهده کرد که عملکرد ابزار در عمل تحت تاثیر معایبِ تنش و تمایل به کنترل تغییرات در سرعت می باشد.
گیبز معتقد بود که، مانند تعادل گاورنر سادۀ وات (که به تعادل بین دو گشتاور وابسته است: یکی بعلت وزن “توپها” و دیگری بعلت چرخش آنها) تعادل ترمودینامیک برای تولید هرگونه تولید سیستم ترمودینامیکی، بستگی به تعادل بین این دو عامل دارد.
اولین عامل، انرژی حرارتی مربوط به مادۀ واسطه است
و دومین عامل انرژی کار انجام شده توسط مادۀ واسطه است.
در این مورد مادۀ واسطه بخار است.
این تحقیقات نظری در سال ۱۸۷۶ در مقالۀ معتبر گیبز بنام “دربارۀ تعادل مواد نامتقارن “به چاپ رسید و در ساخت گاورنر گیبز هم بکار رفت.
این فرمول بندی ها امروزه در علوم طبیعی بسیار رایج هستند و تحت عنوان فرمول تعادل آزاد گیبز نامیده می شوند که برای تعیین تعادل عکس العمل های شیمایی بکار میرود و در برخی موارد تعادل گیبز هم نامیده می شود.

اکچویتور چیست؟

عملگر یا همان اکچویتوردر واقع همان عنصری هست که در آخر هر سیستم کنترلی قرار می گیرد و کاری را انجام میدهد
که به دو دسته خطی و دورانی تقسیم میشوند
عملگرهای خطی : حرکت خطی را تولید می‌کنند.
یعنی آن‌ها می‌توانند در یک صفحه خطی تنظیم‌شده به جلو یا عقب حرکت کنند
عملگرهای دورانی حرکت چرخشی را تولید می‌کنند
یعنی عملگر روی یک صفحه مدور می‌چرخد
بر خلاف عملگر خطی، عملگرهای گردان به یک مسیر مشخص محدود نمی‌شوند
و می‌تواند تا هر زمانی که لازم است در همان مسیر حرکت کند
یک عملگر به یک سیگنال از منبع انرژی جهت تحریک نیاز دارد ،این سیگنال می تواند
جریان الکتریکی،فشارباد و یا فشارهیدرولیکی باشد که در نهایت تبدیل به حرکت دورانی میشود

انواع اکچویتورها

چهار نوع عملگر وجود دارند :
الکتریکی- هیدرولیکی- نیوماتیکی و مکانیکی
یک عملگرهیدرولیکی ازیک سیلندرو مقداری سیال تشکیل شده که ازتوان هیدرولیکی برای تسهیل عملیات مکانیکی استفاده میکند
این حرکت مکانیکی، در خروجی به ما حرکت دوار یا حرکت نوسانی ارائه می‌دهد
عملگر پنوماتیکی انرژی ایجاد شده توسط خلا یا هوای فشرده را به حرکت خطی یا چرخشی تبدیل می‌کند
اکچویتورهای الکتریکال از طریق سیگنال های آنالوگ و یا دیجیتال تحریک می شوند
که می تواند به میزان بسیار دقیق عملیات چرخشی را کنترل کنند
عملگرهای الکتریکی اغلب درتجهیزات ابزاردقیقی مثل multi-turn valve استفاده میشوند
یک عملگر مکانیکی,حرکت دورانی را به حرکت خطی تبدیل میکند
آنها شامل چرخ دنده ها ،پولی ها و دستگاه‌های دیگری برای اجرای این حرکات هستند
دلایل استفاده ازعملگرهامیتواندبه شرح زیر‌باشد مسائل ایمنی ویا گشتاور زیادی موردنیازباشد
نیازبه قطع عملکرد سیستم درموارد اضطراری قابلیت دسترسی ویا لزوم کنترل آن از راه دور

کد آیسیک مرتبط با صنعت تولید دستگاه تست گاورنر و اکچویتور

کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات ، مدارک و اموال ، سالها است که در سطح شرکت هاو زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد.
کد آیسیک انواع گاورنر ۲۹۱۲۴۱۲۴۲۱

کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت تولید دستگاه تست گاورنر و اکچویتور

با جستجو در اطلاعات گمرک تا امروز تعرفه گمرکی اختصاصی به این محصول اختصاص نیافته لذا میزان واردات و صادرات آن نا مشخص میباشد.

کنترل پارامترهای حیاتی

برای کنترل توان و فرکانس توربین‌های بخار یا سایر پارامترهای حیاتی در نیروگاههای قدیمی از کنترل‌کننده‌های نیوماتیکی یا الکتریکی استفاده شده است. باتوجه‌به اینکه پیاده‌سازی توابع منطقی و کنترلی توسط این عملگرها براحتی امکانپذیر نیست و گذشته از آن فرآیند گسترش سیستم‌های کامپیوتری و دیجیتالی، ابزار بسیار قوی و انعطاف‌پذیری دراختیار کاربر گذاشته، بنابراین می‌توان از روشها و ابزار مبتنی‌بر فن‌آوری دیجیتال در کنترل و مانیتورینگ توربین بخار استفاده نمود.

وضعیت واحد های فعال تولید دستگاه تست گاورنر

در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای تولید دستگاه تست گاورنر در کشور به تفکیک استان آمده است .

خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار طرح تولید دستگاه تست گاورنر و اکچویتور

ظرفیت تولید سالیانه : ۱۰ دستگاه
نرخ برابری دلار : ۱۷۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز : ۷۰۰ مترمربع
زیربنای کل : ۴۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۱۲ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۲ میلیارد تومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۱.۳۰ میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی : ۳۰ درصد

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: