Actuator là gì

Trong bất kỳ 1 hệ thống tự động hóa hiện nay, chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp các thiết bị được kết nối điện hoặc khí nén để điều khiển hoạt động của hệ thống. Các thiết bị như thế có tên gọi là Actuator ( thiết bị truyền động ), các thiết bị này có nhiều vụ chuyển đổi khí nén hoặc điện năng thành cơ năng để điều khiển các hoạt động trong hệ thống.

Dưới đây hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về các thiết bị này, để biết chúng hoạt động như thế nào, chức năng, nhiệm vụ và các ứng dụng thực tiễn của Actuator đối với hệ thống đường ống.

Giới thiệu về Actuator

Actuatoe là một thành phần thiết yếu của các hệ thống cơ khí và điện tử khác nhau, đóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm soát hoạt động của các hệ thống. Chúng là các thiết bị được sử dụng để di chuyển, xoay hoặc thay đổi hướng của các bộ phận trong một hệ thống, chẳng hạn như van, máy bơm, động cơ, cánh quạt và nhiều thiết bị khác.

Bộ truyền động được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống tự động hóa trên nhiều ngành công nghiệp, bao gồm dầu khí, sản xuất điện, điện tử, ô tô, hóa chất và nhiều ngành khác. Bằng cách kết hợp các bộ truyền động, các ngành này nâng cao hiệu quả, độ chính xác và độ tin cậy của hệ thống của họ đồng thời giảm thời gian và chi phí bảo trì và sửa chữa.

Actuator có nhiều dạng khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của hệ thống mà chúng được sử dụng. Ở đây chúng tôi sẽ nhắc đến 2 dạng phổ biến nhất là bộ chuyền động điện ( Electric Actuator ) và bộ truyền động khí nén ( Pneumatic Actuator ). Mỗi loại hoạt động dựa trên các nguyên tắc khác nhau và mang lại những lợi thế riêng về lực, tốc độ, độ chính xác và khả năng kiểm soát.

Actuator valve ( van điều khiển tự động ) là gì?

Actuator valve (còn được gọi là van điều khiển tự động ) là một thiết bị được sử dụng để điều khiển hoạt động mở và đóng của van trong hệ thống đường ống. Nó được gắn trên van và sử dụng lực từ nguồn năng lượng điện hoặc khí nén để điều khiển hoạt động đóng mở của van.

Actuator valve cung cấp khả năng tự động hóa cho quy trình công nghiệp, giảm thiểu sự can thiệp của con người và nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống. Có hai loại actuator valve chính là pneumatic actuator valve (bộ truyền động khí nén) và electric actuator valve (bộ truyền động điện).

Electric actuator ( bộ chuyền động điện ) là gì?

Electric Actuator là một thiết bị truyền động sử dụng điện để điều khiển các thiết bị trong hệ thống điều khiển quy trình hoặc hệ thống xử lý nước. Nó có khả năng kết nối với các thiết bị điều khiển bằng tín hiệu điện như dòng điện xoay chiều (AC) hoặc dòng điện một chiều (DC).

Electric Actuator có thể được lập trình để hoạt động theo nhiều chế độ khác nhau và có thể điều khiển từ xa bằng các thiết bị điều khiển từ xa như máy tính hoặc điện thoại thông minh. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp quy trình và hệ thống xử lý nước.

Ưu và nhược điểm Electric actuator

	Ưu điểm	Nhược điểm
Electric Actuator	Bộ chuyền động điện giúp tự động hóa hệ thống, giúp điều khiển các thiết bị 1 cách tự động chính xác. Có khả năng hoạt động ở độ chích xác cao, sai số trong hoạt động là cực nhỏ. Có thể điều khiển hoạt động từ xa thông qua các hệ thống điều khiển tự động. Bộ chuyền động điện có khả năng lắp đặt phù hợp với nhiều dòng trang bị khác nhau. Bộ truyền động điện có cấu trúc đơn giản, dễ dàng tháo lắp và bảo trì trong quá trình sử dụng.	Dạng bộ truyền động khí nén có chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn so với bộ truyền động điện. Bộ truyền động điện yêu cầu nguồn điện để hoạt động, do đó nếu có mất điện hoặc sự cố với hệ thống điện, actuator sẽ không hoạt động.

Pneumatic actuator ( bộ chuyền động khí nén ) là gì?

Bộ truyền động khí nén là một loại thiết bị được sử dụng để điều khiển van bằng cách sử dụng áp suất khí nén. Hoạt động của nó dựa trên việc sử dụng áp suất khí nén để di chuyển một piston, từ đó truyền động lực lượng đến van và điều khiển lưu lượng chất lỏng hoặc khí. Thường được áp dụng trong các hệ thống công nghiệp để điều khiển các van trong quá trình sản xuất, vận chuyển, lưu trữ hoặc xử lý chất lỏng và khí.

Có hai dạng phổ biến của bộ truyền động khí nén là bộ truyền động khí nén tác động đơn và bộ truyền động khí nén tác động kép. Pneumatic Actuator được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm ngành dầu khí, hóa chất, thực phẩm và nước uống.

Ưu và nhược điểm Pneumatic actuator

	Ưu điểm	Nhược điểm
Pneumatic Actuator	Dễ vận hành: Bộ truyền động khí nén dễ dàng vận hành và điều chỉnh, đồng thời cung cấp độ chính xác cao trong việc điều khiển các thiết bị khác nhau trong hệ thống. Hiệu suất cao: Bộ truyền động khí nén có khả năng tạo ra công suất lớn và đạt hiệu suất cao trong quá trình hoạt động, giúp tăng năng suất và tiết kiệm năng lượng. Giảm thiểu tiếng ồn: Bộ truyền động khí nén hoạt động với tiếng ồn thấp hơn so với một số phương pháp truyền động khác, giúp giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn trong môi trường làm việc. Không gây ô nhiễm môi trường: Khí nén được coi là một nguồn năng lượng “sạch” không gây ra khí thải ô nhiễm, giúp bảo vệ môi trường.	Không thể điều chỉnh tốc độ chính xác: Do hoạt động bằng khí nén, việc điều chỉnh tốc độ một cách chính xác trở nên khó khăn, đặc biệt là trong các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao. Độ ồn: Khí nén có thể tạo ra tiếng ồn và rung động, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và tiện ích của một số ứng dụng.

Tìm hiểu thêm 1 số dòng Actuator khác:

• Actuator máy phát điện
• Linear Actuator
• Electric Actuator HS code
• damper actuator là gì

Chức năng chính của thiết bị truyền động

Tự động ngắt khi hết hành trình

Sau khi được cung cấp nguồn năng lượng, bộ truyền động sẽ điều chỉnh van để mở hoặc đóng. Khi hành trình kết thúc, quy trình ngắt được kích hoạt. Có hai cơ chế chuyển đổi cơ bản khác nhau có thể được sử dụng. Một cơ chế là điều khiển tắt bộ truyền động ngay khi đạt đến điểm cuối hành trình. Điều này được gọi là giới hạn hành trình.

Tuy nhiên, có các loại van mà phần tử đóng phải được di chuyển đến vị trí cuối cùng với một lực xác định hoặc mô-men xoắn xác định để đảm bảo rằng van kín chặt. Điều này được gọi là chỗ ngồi mô-men xoắn. Các điều khiển được lập trình để đảm bảo rằng bộ truyền động được tắt khi vượt quá giới hạn mô-men xoắn đã đặt. Vị trí kết thúc được báo hiệu bằng một công tắc giới hạn.

Chức năng an toàn

Việc chuyển đổi mô-men xoắn không chỉ áp dụng cho vị trí cuối cùng mà còn có vai trò trong việc bảo vệ hệ thống khỏi quá tải trên toàn bộ quá trình và đảm bảo van chống lại mô-men xoắn vượt quá mức cho phần tử đóng. Trong trường hợp mô-men xoắn vượt quá mức tác động lên phần tử ở vị trí trung gian, chẳng hạn do vật bị kẹt, việc chuyển đổi mô-men xoắn sẽ ngắt kết nối khi mô-men xoắn đạt đến mức quá tải.

Trong tình huống như vậy, không có công tắc giới hạn để báo hiệu vị trí cuối cùng. Do đó, các hệ thống điều khiển có thể phân biệt giữa việc gặp trở ngại tại một trong các vị trí cuối và việc mắc kẹt ở vị trí trung gian do mô-men xoắn vượt quá mức.

Điều khiển quá trình từ xa

Quá trình vận hành có thể được điều khiển từ xa thông qua sử dụng các thiết bị như bộ điều khiển PLC hoặc bộ điều khiển từ xa, giúp tăng tính linh hoạt và hiệu quả trong quá trình quản lý và điều khiển.

Pneumatic và Electric Actuator loại nào tốt hơn

Lực và thời gian đáp ứng:

Bộ truyền đông khí nén: Có lực và tốc độ đóng mở van nhanh hơn rất nhiều, tuy nhiên độ chính xác trong điều khiển thấp hơn.

Bộ truyền động điện: Có lực đẩy và độ chính xác cao hơn.

Chi phí đầu tư:

Bộ truyền đông khí nén: Có chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn.

Bộ truyền động điện: Có chi phí đầu tư cao hơn, tuy nhiên, nếu xét đến tổng chi phí trong thời gian dài có thể trở nên tiết kiệm hơn do chi phí bảo trì, sửa chữa thường xuyên.

Chi phí bảo trì, thay thế, sửa chữa:

Chi phí vận hành, bảo trì, sửa chữa của bộ truyền động điện thường cao hơn so với bộ truyền động khí nén.

Phát sinh nhiệt trong quá trình vận hành:

Bộ truyền đông khí nén: Có khả năng chống nước và môi trường có độ ẩm cao tốt.

Bộ truyền động điện: Thường phát sinh nhiệt nhiều trong quá trình vận hành. Khả năng chống nước và môi trường có độ ẩm cao không tốt bằng.

Các vấn đề, trục trặc khi vận hành:

Bộ truyền đông khí nén: Thường gặp các vấn đề về ồn và rung.

Bộ truyền động điện: Có thể gặp các vấn đề liên quan đến điện, từ và cần phải được đặt gần nguồn điện.

Mô-men xoắn:

Bộ truyền động điện có mô-men xoắn lớn hơn so với bộ truyền đông khí.

Điều khiển:

Bộ truyền động điện có tính năng điều khiển chính xác và linh hoạt hơn nhiều so với bộ truyền đông khí.

Tìm hiểu thêm: Control valve là gì?

Điểm giống và khác nhau giữa van tự động và van tay

Van tay: là loại van được điều khiển bằng tay thông qua bộ phận tay quay hoặc tay nắm để mở hoặc đóng dòng chất lưu. Khi quay tay, vật liệu cơ khí bên trong van sẽ hoạt động để đóng hoặc mở van. Van tay thường được sử dụng cho các ứng dụng dân dụng, công nghiệp nhẹ và hệ thống với áp suất thấp.

Van tự động: là loại van được điều khiển bằng một hệ thống điện, khí nén, nước hoặc dầu. Van tự động có thể hoạt động tự động hoặc được điều khiển từ xa. Khi nhận được tín hiệu, hệ thống điện hoặc khí nén sẽ kích hoạt van, mở hoặc đóng dòng chất lưu. Van tự động thường được sử dụng cho các hệ thống lớn với áp suất cao hoặc ứng dụng đòi hỏi tính chính xác cao.

Ưu điểm và nhược điểm của từng loại van

Van tay: Ưu điểm của van tay là giá thành rẻ, dễ sử dụng và bảo trì. Tuy nhiên, van tay có thời gian đóng/mở chậm, áp suất giảm khi van mở, và không thể điều khiển từ xa.

Van tự động: Ưu điểm của van tự động là có thể hoạt động ổn định và chính xác, có thể điều khiển từ xa, giảm thời gian đóng/mở, và duy trì áp suất ổn định khi van mở. Nhược điểm của van tự động là chi phí đầu tư cao hơn và phức tạp hơn để bảo trì.

Điểm giống và khác nhau giữa van điều khiển điện và van điều khiển khí nén

Tất nhiên! Dưới đây là một mô tả chi tiết hơn về sự khác nhau giữa Pneumatic Actuator và Electric Actuator:

Cơ chế hoạt động:

– Pneumatic Actuator: Loại này sử dụng khí nén để tạo lực. Khí nén được cung cấp thông qua một nguồn khí nén, và khi áp suất khí nén được áp dụng vào actuator, nó tạo lực để di chuyển van hoặc ổ đĩa khác.

– Electric Actuator: Đối với loại này, lực được tạo ra bằng cách sử dụng điện. Motor điện được sử dụng để tạo ra lực cần thiết để di chuyển van hoặc ổ đĩa khác.

Độ chính xác:

– Electric Actuator thường có độ chính xác cao hơn so với Pneumatic Actuator. Với sự điều khiển điện tử chính xác, Electric Actuator có khả năng đáp ứng chính xác đến các tín hiệu điều khiển và có thể điều chỉnh được vị trí và hướng chuyển động một cách chính xác. Điều này làm cho Electric Actuator thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao.

Tính linh hoạt:

– Electric Actuator có tính linh hoạt cao hơn so với Pneumatic Actuator. Electric Actuator có khả năng điều chỉnh và kiểm soát tốc độ, hướng và vị trí. Nó cũng có thể được lập trình để thực hiện các phương trình chuyển động phức tạp và các chức năng điều khiển phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Trong khi đó, Pneumatic Actuator thường có khả năng điều chỉnh tốc độ và hướng di chuyển hạn chế hơn.

Chi phí:

– Chi phí đầu tư ban đầu của Electric Actuator thường cao hơn so với Pneumatic Actuator do cần sử dụng motor điện và các thành phần điện tử phức tạp hơn. Tuy nhiên, Electric Actuator thường có tuổi thọ cao hơn và ít yêu cầu bảo trì. Do đó, trong thời gian dài, chi phí bảo trì và sửa chữa của Electric Actuator thường thấp hơn so với Pneumatic Actuator.

Pneumatic Actuator và Electric Actuator đều là thiết bị điều khiển và thực hiện chức năng điều khiển van hoặc ổ đĩa khác, nhưng có cơ chế hoạt động, độ chính xác, tính linh hoạt và chi phí khác nhau. Việc lựa chọn giữa hai loại này thường phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng và ngân sách của bạn.

Một số lưu ý khi lựa chọn Actuator ( bộ chuyền động )

Khi lựa chọn actuator, có nhiều yếu tố cần lưu ý 4 tiêu chí sau để đảm bảo tính hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống điều khiển. Các yếu tố chính bao gồm:

1. Đặc tính và yêu cầu của hệ thống: Trước khi lựa chọn, cần xác định các đặc tính và yêu cầu cụ thể của hệ thống cần điều khiển. Các yếu tố như áp suất, dòng điện, lưu lượng, nhiệt độ, vật liệu, và môi trường hoạt động cần được xem xét để chọn được loại actuator phù hợp.
2. Lực và thời gian đáp ứng: Lực và thời gian đáp ứng của actuator cần phù hợp với yêu cầu của hệ thống điều khiển. Nếu yêu cầu chuyển động nhanh và mạnh, thì actuator có lực và thời gian đáp ứng cao sẽ phù hợp hơn.
3. Chi phí đầu tư: Chi phí đầu tư cần được tính toán và so sánh với ngân sách của dự án. Các yếu tố như giá thành, tiền điện, tiền khí nén, chi phí lắp đặt, và tối ưu hóa hệ thống cần được xem xét để chọn được actuator có chi phí đầu tư phù hợp.
4. Chi phí bảo dưỡng và sửa chữa: Chi phí bảo dưỡng và sửa chữa cũng là yếu tố quan trọng cần được xem xét khi lựa chọn actuator. Độ bền, độ tin cậy, và khả năng thay thế linh kiện cần được xác định để chọn được actuator có chi phí bảo dưỡng và sửa chữa thấp nhất.

Việc lựa chọn actuator phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống điều khiển, đồng thời giảm thiểu chi phí đầu tư và chi phí bảo dưỡng sửa chữa trong quá trình vận hành. Cần lưu ý các điểm trên để lựa chọn actuator phù hợp nhất cho hệ thống của bạn.

Điểm tên các dòng van khi kết hợp với bộ chuyền động ( Actuator )

Kết hợp với bộ chuyền động khí nén

• Van bi điều khiển khí nén ( tác động đơn | Kép )
• Van bướm điều khiển khí nén ( tác động đơn | Kép )
• Van cầu điều khiển khí nén ( tác động đơn | Kép )
• Van cổng điều khiển khí nén ( tác động đơn | Kép )

Kết hợp với bộ chuyền động điện

• Van bi điều khiển điện ( ON/OFF | Tuyến tính )
• Van bướm điều khiển điện ( ON/OFF | Tuyến tính )
• Van cầu điều khiển điện ( ON/OFF | Tuyến tính )
• Van cổng điều khiển điện ( ON/OFF | Tuyến tính )

Bài viết liên quan: Electric actuator là gì?