Egy rendszerben a folyamatokat 2 módon irányíthatjuk:

Vezérlés (open loop control). A vezérlés olyan folyamat, mikor a megadott utasítás alapján elegendő pontossággal megkapjuk az elvárt jellemzőt (a mágneskapcsoló behúzótekercsére feszültséget kapcsolva a szivattyúmotor elindul).

Szabályzás (closed loop control). A szabályzás olyan folyamat, amelyben az utasítás az irányítani kívánt jellemző tényleges és előírt értékének eltérése alapján jön létre és a végrehajtás hatására az eltérés csökken (a nyomástávadó jele alapján a frekvenciaváltó addig növeli a motor fordulatszámát, míg a beállított nyomásérték létre nem jön).

Az elektronikus vezérlés és szabályzás elemei

Az automata irányítás fontos elemei a hidraulikusan vezérelt szelepek. Normál helyzetben zárt (N.C., normally closed) és normál helyzetben nyitott (N.O., normally open) formában gyártják őket.

Felépítésük egyszerű, a vezetékben áramló víz nyomását használják fel működtetésükre. Működésük az 5.9.9 számú ábrán tanulmányozható. Az ábra mutatja a mozgó részek helyzetét nyitott (jobb oldali fél rúd) és zárt (bal oldali fél rúd) állapotban is.

5.9.9 ábra. Hidraulikus szelep
(Grafika: Bermad Water Control)

Az 1-es szám jelöli a vezérlőkamra felső részét. Amennyiben a beömlő oldalról vizet vezetünk ide, az a rudazat (3. szám) segítségével a szeleptányért (4. szám), a szelepüléshez szorítja, így az zár (mivel a 2 számmal jelölt membrán felülete legalább kétszer nagyobb, mint a szeleptányéré).

Ha a vezérlő kamrából a vizet a szabadba, vagy az elmenő oldalra engedjük, a beömlő oldalról a víz nyomása megemeli membránt, így nyit a szeleptányér.

Attól függően, hogy a vezérlő kamra felső (1. szám), vagy alsó (5. szám) részében tartunk állandó nyomást a szelep lehet alaphelyzetben zárt (N.C.) és alaphelyzetben nyitott (N.O.).

5.9.10 ábra. Hidraulikus szelepek
(Grafika: Tecnidro S.r.l)

5.9.11 ábra. Karimás, vas hidraulikus szelep, távolról vezérelhető (LDOS) pilot szeleppel
(Fotó: Tóth Á.)

A szelepek fejlesztése során a tömítést igénylő rudazatot, szeleptányért a gyártók elhagyták, a membránt egy rúgó feszíti elő a szelepülést helyettesítő gáton a szelep közepén (5.9.10 számú ábra).

Alkalmazásuk a szűrők tisztításában, öntözési szakaszok vezérlésében, üvegházakban, vízkultúrás rendszerekben kap nagyobb szerepet.

A víz irányítását a szelep vezérlőkamrájába elektromos kapcsolók (szolenoid, vagy egyenáramú forgómotorral mozgatva) végzik (5.9.11 számú ábra).

A szolenoidok, gyakorlatilag lineáris elektromos motorok, lehetnek váltó- (AC), vagy egyenáramúak (latch), 9-230 V feszültséggel működtetve. Minden esetben lehetőség van a kézi vezérlésre (manual override) is.

5.9.12 ábra. Elekto-hidraulikus szelep
(Grafika: Nelson Corp.)

Az egyenáramúak esetében a feszültség nem folyamatos a szolenoidon, a nyitást-zárást polaritás váltással (latch szolenoid) oldják meg. Ez üzemelési problémákat okozhat kézi nyitás-zárás esetén.

Kialakítás szerint vannak két- és háromutas vezérlőszelepek.

A szelepek alkalmazásánál fontos a megfelelő méretezés. A szelepben található nyílások nyitása, zárása az átmérővel változó elektromos munka igénybevételét jelenti. Nagyobb nyomásnál kisebb áteresztő nyílású szelepet válasszunk azonos működtető teljesítmény esetén.

Öntözőrendszerek részére speciális elektrohidraulikus szelepek kerültek kifejlesztésre. Ezek anyaga legtöbb esetben műanyag és a szolenoid közvetlenül a membránkamra tetején van elhelyezve. Működésük azon alapszik, hogy az öntözőrendszerekben a kijuttató egységek állandó nyitott állapota miatt a szelep két oldala között nyomáskülönbség van. Záráskor a membrán feletti vizet az elmenő oldalra ki lehet vezetni, mert ott lényegesen alacsonyabb a nyomás (5.9.12 számú ábra).

Az animáción láthatja az elektro-hidraulikus szelep működését.

5.9.13 ábra. Elektro-hidraulikus szelep öntözőfejbe építve
(Fotó: Tóth Á.)

Segéd szelepek a vezérlésben

a) Parancsváltó szelepek

Vezérlések kialakításánál gyakorta adódik olyan feladat, mikor egyik szelepet zárni, másikat egyidejűleg nyitni kell (kőzetszűrők mosása). A működtetéshez elegendő egyetlen parancsot kiadni, amennyiben parancsváltót építünk be. Működése során az alaphelyzetben zárt szelep kamrájából a szabadba vezeti a vizet, és a csőhálózatban nyomás alatt levő vizet bevezeti a lezárandó szelepbe. A vezérlővíz megszűnésekor a belső rúgó ereje átfordítja a szelepek vezérlését (5.9.14 és 5.9.15 számú ábra).

b) Parancs erősítő szelepek

A szelep felhasználható a parancsvezetékben a nyomás fenntartására. A vezérlővíz hosszabb vezetése esetén, a súrlódási veszteség, a vezérlőcső rugalmassága, a víz hőmérsékletfüggő tágulása miatt a nyomás esik, és nem működik a hidraulikus szelep.

300 m fölötti távolság esetén szükséges a parancserősítő beépítése. Az egység vezérlés hatására az elmenő oldalra bevezeti az üzemi vezetékben levő nyomást. A vezérlővíz megszűnése esetén az elmenő oldalt a szabadba nyitja.

5.9.14 ábra. Parancsváltó szelep N.C.
(Grafika: Aquarex '96 Kft.)

Az 5.9.14 számú ábrán látható N.C. vezérlőszelep alapállásában az S porton nincs nyomás. A P porton keresztül a T portra nyomást adhatunk, így a beépített hidraulikus szelep zárt állásban lesz. Amennyiben az S portra nyomást adunk, úgy a parancsváltó zárja a P portot és nyitja az A jelűt, így a víz a szelepből eltávozhat, a szelep víznyomás hatására kinyílik.

5.9.15 ábra. Parancsváltó szelep N.O.
(Grafika: Arad Dalia)

Az 5.9.15 számú ábrán látható N.O. vezérlőszelep alapállásában az S porton nincs nyomás. A P port zárva van, a T porton levő hidraulikus szelep membránja fölött nincs nyomás, mert az az A porton keresztül a légkörrel van kapcsolatban. Amennyiben az S portra nyomást adunk, úgy a parancsváltó zárja az A portot és nyitja a P jelűt, a szelep membránja felett nyomás alakul ki, ennek hatására lezár.

A 5.9.16 számú ábrán látható parancsgyűjtő szelep a nem egy időben az 1 és 2 portra érkező nyomást a C portra irányítja. A vezérlő víz bármelyik bemenő porton távozhat. Tipikus felhasználása a kéttartályos kőzetszűrő, ahol a közös kimenő szelepet így lehet lezárni a mosatás ideje alatt.

5.9.16 ábra. Parancsgyűjtő szelep
(Grafika: Arad Dalia)

5.9.17 ábra. Nyomáscsökkentő pilot szelep
(Grafika: Bermad Water Control)

Az 5.9.17 ábra egy nyomáscsökkentő szelep belső felépítését mutatja. A működési tartomány a szabályzócsavar segítségével állítható. A szelep különféle működési tartományban használható a rugó cseréjével.

 

5.9.18 ábra. 3 utas vezérlő szelep
(Grafika: Baccara)

A 5.9.18 ábrán egy három utas, elektromos vezérlésű szelep látható. A jelölések alapján N.C., vagy N.O. működési állapotban is használható. A kis átömlési keresztmetszetek miatt mindig szűrni kell az átfolyó vizet.

A szelep különböző AC és DC feszültséghez alkalmas tekercseléssel kapható. Legáltalánosabb a 24 V AC és a 9 V DC, latch változat.

• Vezérlőcső (command cső) köti össze az elektronikus és hidraulikus szelepeket. Zárt körülmények között a levegőtechnikában alkalmazott csövek is használhatók. Szabad földre fekete színű, UV sugárzást álló típust építsünk be.
• Legáltalánosabb a 8 mm külső átmérőjű, ehhez mindenféle ¼”, 1/8” BSP menetes csatlakozó beszerezhető a légtechnikai boltokban.