Ký hiệu van điện từ

Khi làm việc với các thiết kế máy móc việc vẽ một bức tranh thực tế về từng van và các thành phần khác trong hệ thống điều khiển là rất khó. Thay vì hình ảnh sản phẩm chi tiết, các ký hiệu độc đáo được sử dụng để thể hiện các yếu tố khác nhau trong quy trình nhằm làm nổi bật các kết nối và khía cạnh chức năng. Bài viết này thảo luận về chức năng mạch, ký hiệu và các ví dụ ứng dụng của van điện từ trong sơ đồ chuyển dịch chất lỏng và sơ đồ đường ống và thiết bị (P&ID).

Chức năng mạch van điện từ

Các van được chỉ định bằng hai số, ví dụ: van 2/2 chiều . Số đầu tiên cho biết số lượng cổng kết nối. Số thứ hai là số trạng thái chuyển đổi. Van 2/2 chiều có hai kết nối ống (đầu vào và đầu ra) và hai trạng thái chuyển đổi (mở và đóng). Thường đóng (NC) hoặc thường mở (NO) xác định xem van đóng hay mở ở trạng thái mất điện. Van 3/2 chiều có ba cổng và hai trạng thái chuyển mạch. Trong mỗi trạng thái chuyển đổi, một cổng khác nhau sẽ bị đóng. Có thể có nhiều cổng và trạng thái chuyển mạch hơn.

Ký hiệu van điện từ

1. Ký hiệu van điện từ trong sơ đồ

Các bản vẽ sử dụng trong hệ thống lưu chuyển chất lỏng được các kỹ sư tạo ra để hiểu và phân tích các đơn vị tham gia. Các sơ đồ này có các ký hiệu đồ họa dựa trên tiêu chuẩn thể hiện toàn bộ hoạt động và hướng của dòng chất lỏng trong một đơn vị chuyển đổi.

Hình 2 cho thấy ký hiệu của van 2/2 được sử dụng trong sơ đồ dòng chất lỏng. Đối với mỗi trạng thái của van, một hình vuông duy nhất được vẽ. Biểu tượng có cùng số ô vuông với vị trí của van. Ví dụ, van 2/2 có hai trạng thái (mở và đóng) và do đó được biểu thị bằng hai hình vuông liền kề, như trong Hình 2, và van 5/3 được biểu thị bằng ba hình vuông liền kề.

Xem các sản phẩm van điện từ thông dụng hiện nay:

• Van điện từ trong môi trường khí nén
• Van điện từ inox
• Van điện từ nước

Hình vuông bên phải hiển thị van ở trạng thái nghỉ (vị trí không được kích hoạt) và hình vuông bên trái tương ứng với van ở vị trí làm việc (được kích hoạt) trong van 2/2. Đối với van 5/3, nó có ba ô vuông. Hình vuông bên phải hiển thị trạng thái cổng ở vị trí nghỉ và hai hình vuông khác cho biết chất lỏng chảy giữa các cổng như thế nào khi van được kích hoạt ở trạng thái đó. Phương pháp điều khiển van được biểu thị bằng các ký hiệu được thêm vào các ô vuông. Điều khiển hoa tiêu được hiển thị gắn liền với hình vuông bên trái và điều khiển quay lại trên hình vuông bên phải. Mỗi ô vuông cho thấy phương tiện chảy giữa các cổng như thế nào. Các mũi tên chỉ ra kết nối giữa các cổng và hướng dòng chảy ưa thích. Các cổng hai chiều được thể hiện bằng các mũi tên hai mặt biểu thị dòng chất lỏng qua lại giữa các cổng (sẽ thảo luận sau trong bài viết). Các cổng đã đóng được biểu thị bằng chữ ‘T’. Bảng 1 cho thấy các ký hiệu tiêu chuẩn được sử dụng để kích hoạt van.

Cách truyền động	Ký hiệu	Phương thức hoạt động
Thủ công		vận hành thủ công
		nút ấn
		đòn bẩy
		hoạt động chân
		tạm giam
		Lò xo
Cơ khí		Ghim
		điều khiển con lăn
khí nén		vận hành bằng khí nén
điện		Điện từ – cuộn coil

Bảng 1: Cơ chế điều khiển cho van

Các ký hiệu van điện từ phổ biến

Ký hiệu van điện từ 2 chiều thường mở

Đa số van điện từ là loại van 2 chiều/2 chiều thường đóng. Hai ô vuông cạnh nhau tượng trưng cho hai trạng thái của van. Một mũi tên trong hình vuông bên phải chỉ ra rằng van thường mở và mũi tên chỉ hướng của dòng chất lỏng khi đứng yên. Biểu tượng ‘T’ trên hình vuông bên trái cho thấy rằng van đóng lại khi hoạt động. Biểu tượng của cuộn dây điện từ ở bên trái và lò xo ở bên phải biểu thị phương tiện điều khiển hoa tiêu và điều khiển quay trở lại cho hoạt động của van tương ứng.

Lưu ý: Các ký hiệu của bộ truyền động (lò xo và cuộn dây) thường bị bỏ đi, tạo ra sự mơ hồ về trạng thái được cấp điện (như thể hiện ở phía bên phải của Hình 3). Ngoài ra, các ô vuông bên trái và bên phải được một số nhà sản xuất hoán đổi dẫn đến nhầm lẫn, đặc biệt là khi các ký hiệu bộ truyền động bị bỏ đi.

Ký hiệu van điện từ 2 chiều thường đóng

Hình 2 là ký hiệu van 2/2 ở trạng thái thường đóng. Hai ô vuông cạnh nhau tượng trưng cho hai trạng thái của van. Biểu tượng ‘T’ trong hình vuông bên phải biểu thị rằng van thường đóng và mũi tên trong hình vuông bên trái chỉ hướng của dòng chất lỏng trong khi van được kích hoạt. Biểu tượng của cuộn dây điện từ ở bên trái và lò xo ở bên phải biểu thị phương tiện điều khiển hoa tiêu và điều khiển quay trở lại cho hoạt động của van tương ứng.

Ký hiệu van điện từ 3/2 ngã

Van điện từ 3/2 chiều có hai vị trí và ba cổng kết nối, do đó có thể sử dụng một van duy nhất để điều khiển dòng chất lỏng trong hai mạch. Các van này có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng, chẳng hạn như chuyển đổi giữa hai mạch hoặc kích hoạt xi lanh thủy lực. Các ký hiệu trong Hình 4 cho thấy các chức năng mạch khác nhau của van 3/2 chiều. Trong mỗi ký hiệu, 1, 2 và 3 đại diện cho ba cổng của van. Biểu tượng của cuộn dây điện từ ở bên trái và lò xo ở bên phải biểu thị phương tiện điều khiển hoa tiêu và điều khiển quay trở lại cho hoạt động của van tương ứng. Các cấu hình khác nhau được giải thích dưới đây:

• Trả lời: Khi van ở vị trí nghỉ, chất lỏng chảy từ cổng 2 sang 3 trong khi cổng 1 đóng hoàn toàn (được biểu thị bằng ký hiệu ‘T’ ở cổng 1 trong hình vuông bên phải). Khi van được kích hoạt, chất lỏng chảy từ cổng 1 sang cổng 2 trong khi cổng 3 vẫn đóng (được biểu thị bằng ký hiệu ‘T’ ở cổng 3 trong hình vuông bên trái).
• B: Khi van ở vị trí nghỉ, chất lỏng chảy từ cổng 2 sang 2 trong khi cổng 3 đóng hoàn toàn (được biểu thị bằng ký hiệu ‘T’ ở cổng 3 trong hình vuông bên phải). Khi van được kích hoạt, chất lỏng chảy từ cổng 2 sang 3 trong khi cổng 1 vẫn đóng (được biểu thị bằng ký hiệu ‘T’ ở cổng 1 trong hình vuông bên trái).
• C: Khi van ở vị trí nghỉ, chất lỏng chảy từ cổng 1 đến 3 trong khi cổng 2 đóng hoàn toàn (được biểu thị bằng ký hiệu ‘T’ ở cổng 2 trong hình vuông bên phải). Khi van được kích hoạt, chất lỏng chảy từ cổng 1 sang cổng 2 trong khi cổng 3 vẫn đóng (được biểu thị bằng ký hiệu ‘T’ ở cổng 3 trong hình vuông bên trái).
• D: Khi van ở vị trí nghỉ, chất lỏng có thể chảy qua lại giữa cổng 1 và 3 với cổng 2 được đóng hoàn toàn (được biểu thị bằng ký hiệu ‘T’ ở cổng 2 trong hình vuông bên phải). Khi van được kích hoạt, chất lỏng có thể chảy qua lại giữa cổng 1 và 2 với cổng 3 được đóng hoàn toàn (được biểu thị bằng ký hiệu ‘T’ ở cổng 3 trong hình vuông bên trái).

Các ký hiệu van điện từ trong sơ đồ đường ống và thiết bị (P&ID)

Sơ đồ đường ống & thiết bị (P&ID)

Sơ đồ đường ống và thiết bị đo đạc (P&ID) là biểu diễn đồ họa chi tiết của quy trình bao gồm cả phần cứng và phần mềm (như thiết bị, đường ống và thiết bị đo đạc) cần thiết để thiết kế, lắp ráp và vận hành hệ thống. Hầu hết các hệ thống sản xuất đều có hơi nước, khí nén, nước và các quy trình khác yêu cầu đường ống để truyền từ điểm này sang điểm khác. Một số công cụ kiểm soát các dạng dòng chảy, quy trình và phương tiện này thường ở dạng đồng hồ đo, van và máy bơm.

P&ID trong hệ thống điều khiển tương tự như sơ đồ mạch điện tử. Sơ đồ có tất cả các thành phần được thiết kế cho một quy trình cụ thể và nó được sử dụng bởi các kỹ sư, người vận hành và nhân viên bảo trì làm việc trong đơn vị để đọc và thực hiện công việc của họ. Có thể có một số quy trình trên một P&ID duy nhất và trong trường hợp này, nên phân đoạn toàn bộ P&ID thành các quy trình riêng lẻ để hiểu rõ hơn.

Ký hiệu van điện từ trong P&ID

Các ký hiệu van điện từ điển hình được sử dụng trong sơ đồ P&ID được hiển thị trong Hình 6. Các ký hiệu này không mang tính mô tả như các ký hiệu được sử dụng trong sơ đồ công suất chất lỏng. Mũi tên được sử dụng để chỉ hướng của dòng chất lỏng trong van 3 ngả và 4 ngả. Các mũi tên chỉ ra các đường dẫn dòng chảy không được cấp điện cung cấp hướng dòng chất lỏng khi van ở trạng thái nghỉ (không hoạt động). Các nhãn khác nhau là:

• A: Van điện từ bật tắt hai chiều
• B: Van điện từ góc bật tắt
• C: Van điện từ bật tắt ba chiều
• D: Phích cắm bốn chiều hoặc van điện từ bóng bật tắt
• E: Van điện từ bật tắt năm cổng bốn chiều

Các ký hiệu của bộ truyền động cho van điện từ được đưa ra trong Hình 7. Các nhãn khác nhau là:

• A: Thiết bị truyền động điện từ bật tắt tự động thiết lập lại
  • Bộ truyền động điện từ bật-tắt tự động thiết lập lại đảm bảo rằng van thay đổi trạng thái mà không chịu ảnh hưởng của người vận hành bên ngoài và phương pháp truyền động này lý tưởng cho quá trình tự động hóa.
• B: Bộ truyền động điện từ bật tắt bằng tay hoặc thiết lập lại từ xa
  • Van điện từ đặt lại thủ công được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu kiểm tra cực kỳ an toàn trước khi dừng/bắt đầu quá trình. Do đó, van không thể vận hành bằng điện và van sẽ bật khi van điện từ nhận được nguồn điện bằng cách vận hành thủ công.
• C: Bộ truyền động điện từ bật tắt bằng tay và thiết lập lại từ xa
  • Bộ truyền động điện từ bật tắt bằng tay và thiết lập lại từ xa đảm bảo cả hoạt động tự động cũng như thủ công của van điện từ.
• D: Bộ truyền động điện từ điều biến
  • Một bộ truyền động điện từ điều biến định vị chính xác van ở bất kỳ vị trí nào giữa vị trí mở hoàn toàn và đóng hoàn toàn (tức là trong khoảng từ 0° đến 90°). Điều này là cần thiết cho các ứng dụng yêu cầu thay đổi tốc độ dòng chảy.

Sơ đồ P&ID thường bao gồm ký hiệu của các van được kích hoạt, như trong Hình 8. Lưu ý rằng các ký hiệu P&ID được thể hiện trong Hình 6-8 chỉ dành cho mục đích thông tin và những ký hiệu này có thể thay đổi từ công ty này sang công ty khác. Luôn tham khảo chú giải P&ID của công ty liên quan để biết biểu đồ ký hiệu.

Tiêu chuẩn hóa các ký hiệu

Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế (ISA) đã quy định một bộ tiêu chuẩn nghiêm ngặt cho các ký hiệu P&ID, nhưng vẫn có nhiều cách khác nhau để biểu thị van. Có sự khác biệt rõ ràng giữa các loại van giữa các công ty và thư viện khác nhau trong một công cụ mô phỏng. Nhưng đây không phải là vấn đề quá lớn vì tất cả các thành phần cũng được mô tả bằng văn bản, một mô hình duy nhất được gọi là số bộ phận, số thẻ là một thành phần cụ thể trong hệ thống và được mô tả chi tiết trong chú thích đi kèm với bản vẽ . Hãy nhất quán với các ký hiệu trong toàn bộ bản vẽ để mọi người làm việc với nó đều có thể dễ dàng hiểu được sơ đồ P&ID.

Ví dụ

Một van điều khiển quy trình được đặt từ xa có thể được khởi động và điều khiển bằng van điều khiển trung gian, như thể hiện trong Hình 9. Đường cấp khí (Hình 9 có nhãn C) được điều khiển bằng van điện từ 3 chiều (Hình 9 có nhãn A). Nó thông không khí (Hình 9 có nhãn D) hoặc gửi nó đến van điều khiển quá trình (Hình 9 có nhãn B). Van điều khiển trung gian được định vị để cung cấp năng lượng cho van điều khiển quá trình.