کنترل ولو چیست؟
کنترل ولو “(Valve control) تجهیز ابزار دقیقی (Instrumentation) است که برای تنظیم جریان مایعات مانند گاز، روغن، آب و بخار استفاده میشود. کنترل ولوها به عنوان یک عنصر نهایی نقش مهمی را در حلقه کنترلی ایفا میکنند که امروزه در صنعت بسیار رایج هستند.

کنترل ولو (Control Valve) دارای دو قسمت جداگانه است:
- عملگر
اکچویتور یا عملگر دستگاهی است که وظیفه اجرای دستور کنترلی را دارد. مثلا باز کردن یک ولو، که در واقع این عمل ایجاد یک حرکت است برای همین به اکچویتورها عملگر یا محرک گفته میشود.
- ولو
شیر یا ولو (valve) تجهیزی است که جریان یک سیال گاز، مایع، جامدات با رفتار شبیه به مایع را تنظیم (regulate)، هدایت (Direct) و یا کنترل (Control) میکند. ولوها اصولا جزو اتصالات لولهها (pipe) به شمار میآیند.
نمایش مقطعی یک کنترل ولو :
همانطور که توضیح داده شد کنترل ولو ها در سیستم های ابزار دقیق از دو قسمت اصلی تشکل شده اند. در بخش عملگر، اجزای فنر و دیافراگم را داریم و در بخش ولو، ساقه و سماور (Plug) را داریم که با جا به جایی آنان وضعیت Control Valve تغییر می کند.
بدنه کنترل ولو:
بدنه ولوها بسته به شرایط سرویس ، طرح لوله کشی و کاربرد دلخواه ، انواع یا سبکهای مختلفی دارند. Control Valve دارای دو کلاس Linear Motion و Rotary Motion است:
- کلاس lienear motion: در این کلاس نحوه بسته شدن یا باز شدن ولو به صورت حرکت خطی انجام میشود.
- کلاس Rotary motion: در این کلاس نحوه باز یا بسته شدن به صورت حرکت دورانی (روتاری) انجام میشود.
معرفی انواع کنترل ولو
- خطی: در Control Valve خطی ، حرکت ساقه به سمت بالا و پایین است. ازجمله انواع کنترل ولو های خطی، گیت ولوها (شیرهای دروازه ای) هستند.
- چرخشی: یک Control Valve چرخشی (دورانی) تقریبا در همه موارد برای تبدیل حالت باز به بسته ، ۹۰ درجه میچرخد. رایج ترین نوع این دست از کنترل ولوها، شیر های پروانه ای هستند.
- دیافراگمی: کنترل ولوهای دیافراگمی یا غشایی (Diaphragm valves or membrane valves) شامل یک بدنه دریچه با دو یا چند پورت ، یک دیافراگم الاستومری و یک “ماسک یا زین” است که دیافراگم شیر را روی آن میبندد.

نحوه کارکرد کنترل ولو:
یک کنترل ولو سیگنال کنترلی را از یک کنترلر مثلا PLC دریافت میکند و به کمک آن جریان را کنترل میکند. از آن جایی که سیگنال PLC الکتریکی است، معمولا Control Valve به یک مدار واسط نیاز دارد تا سیگنال الکتریکی را به کار تبدیل کند. یک کنترل ولو به روش زیر میتواند کار کند:
- برقی : با کمک سیگنالهای الکتریکی از جنس ولتاژ یا جریان
- پنوماتیک: با کمک سیگنالهای پنوماتیکی از جنس هوای فشرده
- هیدرولیک: با کمک سیگنالهای هیدرولیکی از جنس مایعات (روغن)
کاربردهای Control Valve در صنعت:
Control Valve در کاربردهای مختلفی استفاده میشود چراکه اهداف مختلفی برای استفاده از آنان وجود دارد و از عناصر مهم سیستمهای کنترل صنعتی به شمار میروند. به طور کلی ، آنها با تغییر اندازه مقدار سیال عبوری که بر اساس سیگنالهای کنترل کننده به آنها میرسد، سرعت مایعات مانند مواد شیمیایی ، گازها یا بخار را کنترل میکنند. با تعیین سرعت عبور مواد میتوان مشخصههایی از فرآیند مانند فشار یا دما را کنترل کرد.
هر کارخانه تولیدی از صدها حلقه کنترلی مختلف برای تولید محصولات خود استفاده میکند. در همه حلقهها با اندازه گیری پارامترهای فیزیکی به کمک سنسور و ارجاع آن به کنترل کننده و پردازش اطلاعات، سیگنال کنترلی آماده میشود. اما یکی از اجزای سیستمهای کنترلی که غیرقابل انکار است، اغتشاش (Disturbance) است؛ که میتواند روند کنترلی سیستم ما را با مشکل رو به رو کند. اغتشاش شامل هر عامل بیرونی و یا محیطی است که بر عملکرد مطلوب سیستم کنترلی تاثیر میگذارد. اما هنگام مواجهه با اغتشاش چه باید کرد؟ یکی از استراتژیهای مهم برگرداندن متغیرها به مقداری است که آنها قبل از ورود اغتشاش به سیستم و مختل کردن آن داشته اند میباشد. این استراتژی معمولا توسط Control Valve انجام میگردد. به عنوان مثال اگر فشار یک سیال زیاد شود ممکن است باعت انفجار شود یا اگر دما بیش از حد زیاد شود ممکن است باعث تولید محصول معیوب شود. در برخی از کاربردها، از انواع Control Valve در حالتهای fail-close و fail-open در شرایط اضطراری استفاده میشود.

برای خرید کنترل ولو باید چه المانهایی را در نظر بگیریم؟
- دبی جریان
- اختلاف فشار بین جریان ورودی و خروجی شیر (Valve)
- سایز شیر (Valve)
- سایز مسیر جریان در خطوط انتقال
- غلظت و مختصات سیال
- میزان نشتی شیر MAL (Maximum Allowable Leakage)
- فشار کاری
- دمای سیال
کنترل ولو در چه صنایعی مورد استفاده قرار می گیرد؟
این شیر در خطوط انتقال صنایع مختلف به عنوان شیر کنترل نهایی مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله این صنایع عبارتند از:
- پالایش نفت
- تولید کاغذ
- مواد شیمیایی و دارویی
- صنایع غذایی
- نیروگاههای برق
یک مثال از کاربرد کنترل ولوها در سیستم کنترلی :

در طی یک فرآیند می خواهیم فشار بخار را تنظیم کنیم. با گرفتن فیدبک به کمک سنسور فشار و ارجاع آن به کنترلر و پوزیشنر ، سیگنال مورد نیاز جهت کنترل فشار به کنترل ولو ارسال میشود تا دستورات را اعمال کند.
خلاصه آنچه در مورد کنترل ولو آموختیم:
- کنترل ولو در واقع یک سیستم کنترلی شامل چند قطعه است که با هم دستورات کنترلی را اجرا می کنند. این مجموعه شامل یک عملگر و یک ولو یا شیر کنترل می شود.
- انواع Control valve عبارتند از:
- خطی
- چرخشی
- دیافراگمی