In che modo il dispositivo elettrico a valvole rotante parziale di tipo Q raggiunge la tolleranza ai guasti?

Nelle industrie di processo come petrolio, industria chimica e energia elettrica, i dispositivi elettrici valvole sono attuatori chiave per il controllo del flusso medio e della pressione. Se la valvola perde il controllo ad alta pressione, ad alta temperatura o condizioni infiammabili ed esplosive, può causare incidenti catastrofici come perdite medi ed esplosione. Assumendo la perdita della pipeline di etilene come esempio, il raggio di danno della sua esplosione di cloud di vapore (VCE) può raggiungere centinaia di metri e la perdita economica diretta può raggiungere decine di milioni di yuan. Pertanto, la tolleranza ai guasti dei dispositivi elettrici della valvola è diventata un indicatore fondamentale della sicurezza industriale.

Il dispositivo elettrico della valvola rotante parziale di tipo Q (di seguito denominato dispositivo elettrico di tipo Q) raggiunge la commutazione automatica da 10 ms quando l'interruttore principale non si tratta attraverso la progettazione ridondante coordinata del limite meccanico e del feedback elettrico, impedendo con successo molti incidenti principali. Questo articolo analizzerà profondamente i suoi principi tecnici e le pratiche di ingegneria e rivelerà come raggiunge l'obiettivo di "perdita di controllo zero" attraverso l'architettura ridondante.

La tolleranza agli errori di Dispositivo elettrico a valvole rotante parziale di tipo Q Viene dalla sua doppia architettura di controllo a circuito chiuso, ovvero il limite meccanico viene utilizzato come limite rigido fisico e il feedback elettrico viene utilizzato come livello di regolazione dinamica. Quando il limite meccanico fallisce a causa di vibrazioni o inceppamento, il sistema di feedback elettrico diventa l'ultima linea di difesa.

Il sistema è composto da tre parti: il gruppo di switch principale, il gruppo di interruttore di backup e l'interruttore di interruzione di emergenza:

Il gruppo di interruttore principale: intraprende un controllo convenzionale di apertura e chiusura, monitora la posizione della CAM attraverso i micro-contatti e ha una precisione di ± 0,5 °;

Il gruppo di interruttore di backup: è indipendente dal circuito elettrico dell'interruttore principale, adotta la progettazione logica ridondante e la soglia di risposta è impostata in modo sfalsato con l'interruttore principale;

L'interruttore di interruzione di emergenza: è direttamente collegato al sistema di strumenti di sicurezza (SIS) e le forze si spegne quando vengono rilevate anomalie come velocità eccessiva e sovraccarico.

Quando l'interruttore principale si guasta a causa di vibrazioni o ossidazione di contatto, il processo di commutazione del gruppo di interruttore di backup può essere diviso in tre fasi:

Rilevamento degli errori: il gruppo dell'interruttore di backup monitora continuamente lo stato di contatto dell'interruttore principale e identifica le anomalie della resistenza di contatto attraverso l'analisi dell'impedenza dinamica;

Giudizio logico: il controller ridondante completa la diagnosi degli guasti entro 1MS e avvia il gruppo di switch di backup;

Switching rapido: i contatti dell'interruttore di backup sono chiusi con zero resistenza di contatto attraverso molle precaricate e il ritardo della trasmissione del segnale è inferiore a 10 ms.

Architettura ridondante: implementazione ingegneristica della protezione quadrupla

Il design ridondante di apparecchiature elettriche di tipo Q non si riflette solo a livello elettrico, ma attraversa anche la collaborazione multidimensionale di meccanici, elettronica e software.

In termini di struttura meccanica, il sistema elettrico di tipo Q adotta un design a doppia CAM. La camma principale e la camma di backup sono guidati da alberi di trasmissione indipendenti per garantire che un fallimento a punto singolo non influisca sull'altro sistema. L'interruttore di viaggio adotta anche una struttura a doppio contatto. Anche se un singolo contatto fallisce, l'altro contatto può comunque mantenere la trasmissione del segnale.

A livello elettrico, il sistema elettrico di tipo Q è dotato di doppio alimentatore (alimentazione di backup di alimentazione principale UPS) e doppio controller (controller ridondante del controller principale). Quando il controller principale fallisce, il controller ridondante assume il controllo entro 5ms attraverso il rilevamento del segnale del battito cardiaco per evitare l'interruzione del segnale.

A livello di software, il sistema elettrico di tipo Q adotta un algoritmo di controllo a doppia modalità:
Modalità principale: controllo convenzionale basato sulla regolamentazione PID;
Modalità ridondante: controllo robusto in base alla logica fuzzy, cambiando automaticamente quando la modalità principale si guasta.
Inoltre, il sistema ha un meccanismo di auto-guarigione integrato. Quando viene rilevato un contatto di contatto o uno scarso contatto, la pressione di contatto viene regolata automaticamente o passa al contatto di backup per prolungare la durata dell'apparecchiatura.