Aktuator listrik dan pneumatikUntuk katup pipa: Tampaknya kedua jenis aktuator ini cukup berbeda, dan pilihan perlu dibuat sesuai dengan sumber daya yang tersedia di lokasi pemasangan. Namun sebenarnya pandangan ini bias. Selain perbedaan utama dan yang jelas, mereka juga memiliki sejumlah fitur unik yang kurang jelas.

Aktuator listrik dan pneumatik adalah dua mekanisme penggerak yang paling umum digunakan dalam sistem otomatisasi. Biasanya, keputusan pemilihan aktuator dibuat pada tahap desain dasar, dan akan digunakan hingga akhir siklus hidup setelah pemasangan.

Saat memilih jenis daya aktuator, orang sering kali tidak mempertimbangkan parameter media proses dalam pipa, tetapi hanya memperhatikan bahan referensi internal perancang, situasi pasokan daya, atau apakah lokasi tersebut dapat memasok gas dalam jumlah besar yang telah dipersiapkan sebelumnya.

Namun, dalam pengoperasiannya, seringkali ditemukan bahwa beberapa katup perlu dilengkapi dengan aktuator, atau parameter media proses pada beberapa katup akan berubah. Pertanyaannya kemudian muncul: Haruskah saya mempertahankan aktuator asli atau menggantinya dengan aktuator lain untuk meningkatkan kinerja?

Masa pakai lebih lama

Artikel ini akan memperkenalkan dan membandingkan karakteristik kinerja utama aktuator listrik dan aktuator pneumatik.

Dalam kondisi normal, produsen akan menjamin 10.000 siklus operasi untuk aktuator listrik dan 100.000 siklus operasi untuk aktuator pneumatik. Jelas, dalam hal jumlah siklus operasi, aktuator pneumatik memiliki umur pakai yang lebih panjang karena strukturnya yang lebih sederhana. Selain itu, permukaan kontak gesekan aktuator pneumatik terbuat dari elastomer atau polimer, dan cincin-O serta elemen pemandu plastik yang aus mudah diganti.

Sebagai aktuator listrik, biasanya terdapat gearbox reduksi dari motor ke poros keluaran. Terdapat banyak roda gigi yang saling terkait, yang akan aus selama pengoperasian. Perlu juga dicatat bahwa tidak perlu mengganti gemuk pelumas selama seluruh siklus hidup aktuator pneumatik.

Torsi

Salah satu parameter kinerja terpenting dari aktuator katup pipa adalah torsi. Torsi aktuator listrik bergantung pada desain (komponen konstan) dan tegangan yang diterapkan pada stator. Torsi aktuator pneumatik bergantung pada desain (komponen konstan) dan tekanan udara yang disuplai ke aktuator pneumatik.

Secara umum, torsi aktuator harus lebih besar daripada torsi maksimum katup, atau lebih besar daripada torsi yang dibutuhkan untuk menggerakkan elemen penutup. Dalam penggunaan sebenarnya, torsi aktual katup mungkin lebih besar daripada torsi maksimum yang tercantum pada merek dagang pabrikan, dan juga lebih besar daripada torsi maksimum aktuator. Ini jelas merupakan keadaan darurat.

Jika Anda terus menjalankan aktuator, hal itu dapat menyebabkan kerusakan pada aktuator dan katup. Jika torsi katup meningkat, motor akan secara bertahap meningkatkan torsi hingga mencapai nilai batas (nilai tarik). Ini berarti bahwa struktur mekanis dipaksa untuk menghasilkan dan menahan torsi berlebihan di luar rentang desain.

Perlindungan terhadap torsi berlebih

Untuk mencegah kerusakan peralatan dalam kondisi yang disebutkan di atas, aktuator listrik dapat dilengkapi dengan beberapa perangkat khusus. Yang paling umum adalah sakelar torsi, yang dapat berupa mekanis (prinsip kerja umumnya adalah roda gigi cacing bergerak secara aksial linier dalam keadaan torsi berlebih); dapat juga berupa elektronik (prinsip umumnya adalah mengukur arus stator, atau efek Hall). Ketika torsi melebihi nilai maksimum yang dirancang, sakelar torsi dapat memutus tegangan stator dan menghentikan motor aktuator. Tidak diperlukan perlindungan torsi berlebih pada aktuator pneumatik. Jika torsi yang diterapkan pada katup melebihi batas yang ditentukan, sifat fisik udara terkompresi akan menyebabkan aktuator pneumatik berhenti bekerja. Tidak seperti aktuator listrik, torsi keluaran aktuator pneumatik tidak akan melebihi batas desain. Dapat dianggap bahwa jika katup pipa dilengkapi dengan aktuator pneumatik, risiko kegagalan peralatan akibat torsi yang melebihi nilai yang ditentukan dapat dihilangkan.

Desain tahan ledakan

Jika terdapat barang berbahaya di lingkungan penggunaan, peralatan listrik dapat menyebabkan ledakan. Mengenai tingkat perlindungan dan metode perlindungan di lingkungan berbahaya, hal tersebut tidak disertakan dalam artikel ini karena keterbatasan ruang.

Meskipun demikian, tetap perlu ditekankan bahwa peralatan tahan ledakan harus digunakan di lingkungan yang mengandung bahan berbahaya.

Dibandingkan dengan aktuator listrik standar industri konvensional, aktuator listrik tahan ledakan untuk katup pipa lebih mahal dan lebih rumit dalam desainnya. Bahkan jika aktuator pneumatik digunakan di lingkungan berbahaya, tidak ada potensi risiko ledakan. Untuk aktuator pneumatik, desain khusus untuk lingkungan berbahaya juga terbatas pada positioner, katup solenoid, dan sakelar batas (Gambar 1-3). Dengan demikian, jika aktuator pneumatik dengan aksesori tahan ledakan digunakan untuk mengoperasikan katup pipa, biayanya akan jauh lebih rendah daripada aktuator listrik tahan ledakan dengan fungsi yang sama.

Penempatan

Aktuator pneumatik memiliki salah satu kekurangan yang paling signifikan. Ketika aktuator mencapai titik tengah langkahnya, pemosisian menjadi lebih rumit, yang berarti pemosisian spul katup kontrol menjadi lebih sulit.

Karena karakteristik fisik udara, akurasi pemosisian aktuator pneumatik beberapa kali lebih rendah daripada aktuator listrik. Jika aktuator listrik menggunakan motor stepper, akurasi pemosisiannya beberapa orde besaran lebih tinggi daripada aktuator pneumatik yang dilengkapi dengan positioner. Yang terakhir hanya dapat digunakan untuk sistem yang tidak memerlukan akurasi pemosisian atau akurasi kontrol yang tinggi. Aktuator pneumatik yang digunakan pada katup pipa memiliki karakteristik tersendiri dalam desain strukturnya: semua komponen sistem kontrol dipasang pada permukaan luar aktuator, atau di luar struktur utama. Jika perlu mengubah mode operasi dari mati ke kontrol, Anda perlu mengganti katup solenoid dengan positioner. Karena kedua komponen ini dipasang di bagian luar aktuator pneumatik, dan desain permukaan pasangannya sama, lebih mudah untuk melepas distributor dan memasang positioner. Dengan kata lain, aktuator pneumatik yang sama dapat digunakan untuk mematikan dan mengontrol dengan mengganti aksesori yang sesuai (Gambar 1-2).