Cuáles son las ventajas y desventajas de los actuadores eléctricos y neumáticos.

Hoy en día, la industria se está volviendo cada vez más automatizada y las válvulas también se han transformado de válvulas manuales a válvulas neumáticas o eléctricas. Generalmente llamamos actuador al equipo que reemplaza las operaciones manuales. El actuador generalmente incluye actuadores neumáticos. , actuadores eléctricos y actuadores hidráulicos. Estos tres tipos de dispositivos. La definición más amplia de actuador es: un dispositivo impulsor que puede proporcionar movimiento lineal o giratorio, utilizando energía impulsora y bajo la acción de señales de control para operar automáticamente algunos equipos y dispositivos, controlar su conmutación y ajuste y reemplazar el trabajo manual. La unidad de ejecución es la unidad de control terminal en la industria de control de procesos, generalmente compuesta por válvulas y actuadores. Este artículo analiza principalmente las diferencias, ventajas y desventajas entre los actuadores eléctricos y los actuadores neumáticos. Se necesitan 5 aspectos principales y 20 puntos para ayudarlo a comprender las diferencias entre los dos. Fuente original: "Coincidencia de válvulas, elija actuador eléctrico o actuador neumático, ¡lo analizaremos por usted desde 20 puntos! 》

1) Energía impulsora

1.1 Facilidad de obtención de la fuente impulsora

Actuador eléctrico: La fuente impulsora es la fuente de alimentación, ya sea de tres La fuente de alimentación monofásica o la fuente de alimentación monofásica están fácilmente disponibles en los sitios industriales.

Actuador neumático: la fuente impulsora es la fuente de aire, lo que requiere una estación de fuente de aire especial y el tendido de tuberías. La construcción es complicada y aumenta el presupuesto. La fuente de aire es generalmente aire comprimido, por lo que se requiere un compresor de aire grande.

Comentario de DeRui Automation: El suministro de energía es fácil de obtener en varios tipos de sitios industriales. Es más conveniente utilizar una solución eléctrica para los actuadores de algunos equipos pequeños (generalmente los equipos pequeños no tienen gas comprimido, como prensas de placas, máquinas de escudo, etc.)

1.2 Requisitos para las fuentes de accionamiento

Actuador eléctrico: cuando el voltaje de la fuente de alimentación fluctúa dentro de un cierto rango, el motor puede funcionar normalmente. El rango de fluctuación general es ±10% de la tensión nominal.

Actuador neumático: la fuente de aire no debe contener aceite, agua o impurezas. El gas sucio afectará el funcionamiento normal y la vida útil del actuador y del posicionador de la válvula.

Comentarios de Derui Automation: La fuente de alimentación facilita garantizar la calidad del suministro de energía. La fuente de gas requiere un dispositivo de filtrado de gas, lo que requiere más trabajo de mantenimiento y pruebas, pero ahora la mayoría de las fábricas tendrán una fuente de gas.

1.3 Ahorro de Energía

Actuador eléctrico: Solo cuando se cambia la apertura de la válvula de control, es necesario accionar el motor y el motor se apaga cuando se alcanza la apertura requerida. En modo de espera, sólo se necesita una pequeña cantidad de energía para mantener el funcionamiento de la unidad de control.

Actuador neumático: se requiere una cierta presión de aire durante todo el funcionamiento de la válvula de control y el estado de espera. Cuando la presión del aire cae, el compresor funcionará para aumentar la presión.

Comentario de DeRui Automation: En términos generales, los actuadores eléctricos ahorran más energía que los actuadores neumáticos.

2) Ámbito de aplicación

2.1 Modo de acción

Actuador eléctrico: configuración flexible, los modos de acción incluyen: carrera recta, carrera angular, multigiro. Se puede utilizar para controlar todo tipo de válvulas.

Actuadores neumáticos: suelen tener sólo dos tipos: carrera lineal y carrera angular. Se suelen utilizar para controlar válvulas reguladoras de carrera lineal, válvulas de mariposa, válvulas de bola, etc. Generalmente no pueden controlar válvulas de compuerta, globo. válvulas y otras válvulas.

Comentario de Derui Automation: El actuador eléctrico puede realizar fácilmente una acción de múltiples vueltas y su estructura es relativamente flexible, especialmente para controlar válvulas de compuerta, válvulas de globo y otras válvulas que se utilizan en grandes cantidades en sitios industriales. . Los actuadores neumáticos generalmente no pueden controlar las válvulas anteriores.

2.2 Control de válvula de carrera de ángulo de alto par

Actuador eléctrico: puede alcanzar un par máximo de cientos de miles de Nm, y la combinación es flexible, el volumen es relativamente pequeño y es fácil de implementar.

Actuador neumático: También puede alcanzar decenas de miles de Nm de par, pero el volumen será muy grande e incómodo de instalar y usar.

Comentario de DeRui Automation: Para válvulas rotativas de 90° con pares mayores (más de 10.000 Nm), suele ser más apropiado utilizar actuadores eléctricos.

2.3 Ocasiones a prueba de explosiones

Actuador eléctrico: los componentes eléctricos y electrónicos, como motores y unidades de control, pueden generar chispas cuando se encuentran en condiciones de falla y requieren un tratamiento especial a prueba de explosiones antes de que puedan ser utilizado en aplicaciones fáciles de usar.

Actuador neumático: la energía motriz es una fuente de gas (aire o gas inerte), no hay componentes eléctricos fuertes ni de alto voltaje, no es fácil generar chispas y tiene un alto rendimiento de seguridad.

Comentario de Derui Automation: Algunos equipos principales en las industrias petroquímica, metalúrgica, química del carbón y otras industrias a menudo contienen medios inflamables y explosivos como petróleo, gas natural y gas de carbón. Por razones de seguridad, generalmente se seleccionan neumáticos. solenoide. Los actuadores eléctricos a prueba de explosiones se utilizan generalmente en depósitos de petróleo, parques de tanques, oleoductos y gasoductos, gasoductos y otros lugares donde es inconveniente colocar líneas de gas.

3) Rendimiento del producto

3.1 Resistencia a altas temperaturas

Actuador eléctrico: incluso si el controlador se instala por separado, la estructura de transmisión principal debido al motor, sensor y otros componentes El funcionamiento normal del dispositivo está limitado por la temperatura ambiente y la resistencia a la temperatura ambiente generalmente no supera los 80 °C.

Actuador neumático: después de instalar el posicionador de válvula por separado, el cuerpo principal (cilindro) se puede seleccionar como un producto resistente a altas temperaturas, que puede soportar temperaturas ambiente altas de hasta 100 °C o más.

Comentario de Derui Automation: Las temperaturas del entorno de trabajo de los actuadores eléctricos y neumáticos integrados inteligentes son casi las mismas. Sin embargo, después de instalar la unidad de control y el cuerpo principal por separado, el actuador neumático es más resistente a las altas temperaturas que el actuador eléctrico.

3.2 Rendimiento sísmico

Actuador eléctrico: Está compuesto por un gran número de componentes mecánicos y electrónicos, y su normal funcionamiento y vida se ven muy afectados por las vibraciones.

Actuador neumático: La estructura general es sencilla, con pocas piezas móviles y no sensible a las vibraciones.

Comentario de DeRui Automation: Los actuadores neumáticos son más resistentes a los golpes.

3.3 Velocidad de funcionamiento

Actuador eléctrico: después de la desaceleración a través de diferentes tipos de cajas de cambios, diferentes modelos de productos tienen diferentes velocidades de salida y la velocidad de funcionamiento generalmente no es ajustable.

Actuador neumático: la señal de la fuente de aire se utiliza para ajustar la velocidad de funcionamiento de acuerdo con los requisitos de uso, y se puede lograr una velocidad de funcionamiento más rápida

Comentario de Derui Automation: El actuador neumático puede Logre una respuesta de acción rápida y la velocidad es ajustable para mejorar la eficiencia del ajuste. Los actuadores eléctricos requieren motores especiales y módulos de control de velocidad variable para lograr un funcionamiento de velocidad variable.

3.4 Capacidad de sobrecarga y vida útil

Actuador eléctrico: Cuando el motor funciona con frecuencia o se sobrecarga más allá de las condiciones de uso, es fácil generar calor, lo que resulta en protección térmica y apagado a mitad de camino. La carga pesada a largo plazo también provocará un mayor desgaste en los engranajes de la transmisión.

Actuador neumático: se adapta a acciones frecuentes a plena carga y tiene una larga vida útil. La válvula puede aumentar el par de arranque debido a la deposición del medio. El uso de componentes neumáticos puede aumentar la presión y la fuerza de trabajo dentro de un cierto rango.

Comentario de DeRui Automation: Los actuadores neumáticos son más adaptables a acciones de ajuste frecuentes y de carga grande. Los actuadores neumáticos ajustables tienen una vida útil más larga, hasta 2 millones de acciones. El ciclo de funcionamiento del actuador eléctrico regulador puede alcanzar hasta 1,8 millones de operaciones.

3.5 Función de mantenimiento de posición

Actuador eléctrico: En caso de fallo de alimentación, interrupción de señal, etc., puede mantener la posición mediante su propio autobloqueo mecánico.

Actuador neumático: Debido a la compresibilidad de la fuente de aire, es difícil mantener la posición en caso de corte de energía, corte de gas, interrupción de señal, etc. Se debe agregar un sistema combinado de válvulas de mantenimiento de posición.

Comentario de Derui Automation: La mayoría de los actuadores eléctricos pueden mantener posiciones. Los actuadores neumáticos deben estar equipados con un posicionador con función de mantenimiento de posición o una válvula externa de mantenimiento de posición, lo que añade un cierto costo para lograr la retención de posición.

3.6 Precisión del control

Actuador eléctrico: buena capacidad antidesviación, empuje o par de salida estable, puede superar la fuerza desequilibrada del medio y lograr un control preciso de los parámetros del proceso. Normalmente la precisión de control de los actuadores eléctricos inteligentes es 1.

Actuador neumático: debido a la compresibilidad de la fuente de aire y la necesidad de superar la fricción del empaque de la válvula, el vástago de la válvula y el medio del proceso, puede causar cambios escalonados en la posición de la válvula y afectar el posicionamiento. precisión del actuador. Cuando la fuente de aire es estable, la precisión del control de los posicionadores de válvulas inteligentes domésticos puede llegar a 1, mientras que la precisión de algunos posicionadores importados puede alcanzar el 0,1. Comentario de Derui Automation: En términos de precisión de control, la precisión de control de los actuadores neumáticos es aún mayor que la de los actuadores eléctricos.

3.7 A prueba de fallos

Actuador eléctrico: si desea cerrar o abrir la válvula cuando se corta la energía, debe elegir un producto de tipo reinicio de capacitor o retorno por resorte.

Actuador neumático: cuando se pierde la fuente de aire, se puede realizar la función de retorno por resorte, que es más fácil de implementar que la eléctrica. Actualmente, a nivel internacional, el actuador neumático de simple efecto OMAL de Italia, propiedad de Derui Automation, puede lograr retorno por resorte y el par máximo de la carrera angular puede alcanzar 16000 Nm.

Comentario de Derui Automation: Aunque es relativamente fácil para los actuadores neumáticos realizar la función de retorno por resorte, los requisitos especiales de situaciones de transmisión de larga distancia, como las tuberías petroquímicas, hacen que los actuadores eléctricos con retorno por resorte tengan una gama más amplia de Aplicaciones. Ámbito de aplicación.

4) Uso y mantenimiento

4.1 Post-mantenimiento

Actuador eléctrico: estructura compleja, alto grado de integración electromecánica, que incluye muchas piezas móviles, engranajes y placas de circuito, etc., que tienen altos requisitos técnicos para el personal de mantenimiento de equipos

Actuador neumático: estructura simple, solo una parte móvil, bajos requisitos para el personal de mantenimiento

4.2 Seguridad operativa

Actuador eléctrico: generalmente voltaje de 380V o 220V, existe cierto peligro.

Actuador neumático: sin alto voltaje

5) Malentendidos comunes

5.1 Los actuadores eléctricos funcionan lentamente y las válvulas con requisitos de apertura y cierre rápidos deben elegir un actuador neumático ?

Automatización Derui: En general, se cree que para los actuadores eléctricos de carrera angular, es imposible lograr un tiempo de funcionamiento inferior a 10 s/90°. De hecho, configurando un motor de alta potencia y alta velocidad y un mecanismo de reducción apropiado, se puede lograr la función de operación rápida.

5.2 ¿Los actuadores neumáticos tienen una estructura más simple y son más económicos que los actuadores eléctricos?

Automatización Derui: generalmente se cree que la estructura de los actuadores eléctricos es compleja, incluidos motores, servocontroles, reductores, etc., y el precio es más alto. Aunque el precio de un solo actuador neumático no es alto, para un actuador neumático de circuito cerrado, incluye actuadores neumáticos, posicionadores de válvula, servoamplificadores, válvulas de solenoide, válvulas de mantenimiento de posición, reductores de presión de filtro de aire y retroalimentación de posición. sistemas, etc., además de la necesidad de configurar fuentes de aire, construir estaciones compresoras y tender tuberías, el costo total no es bajo.

5.3 ¿La tecnología de los actuadores neumáticos está madura y la confiabilidad es mucho mejor que la de los actuadores eléctricos?

Derui Automation: Además de la madurez de los aspectos técnicos del producto en sí, la garantía de confiabilidad del producto también está estrechamente relacionada con factores como la selección del producto, las condiciones de aplicación en el sitio y el control de calidad del producto. sistemas. Los actuadores eléctricos inteligentes modernos son muy maduros en términos de tecnología de transmisión y tecnología de control, y el software y hardware de soporte también están garantizados por tecnología madura. En particular, la confiabilidad de los productos de fabricantes de marcas extranjeras reconocidas es relativamente alta. Los actuadores neumáticos modernos tienen tecnología madura, pocas piezas móviles y estructuras simples. Cuando se combinan con posicionadores de válvulas adecuados, generalmente tienen una alta confiabilidad.

5.4 El actuador neumático es fácil de realizar el corte de aire y el reinicio del corte de energía. ¿El actuador eléctrico solo puede mantener su posición?

Automatización Derui: cuando el sistema falla, se corta la energía o se corta el gas, desde la perspectiva de la seguridad del sistema, se requiere que la válvula esté completamente abierta, reteniendo o posición completamente cerrada. El actuador neumático de simple efecto puede colocar la válvula en cualquier posición segura mediante la función de retorno por resorte. En el caso de actuadores eléctricos, la válvula también se puede abrir o cerrar mediante la función de retorno por resorte integrada o su propia función de suministro de energía.

Ocasiones de aplicación: válvula de alivio de emergencia del calentador de alta presión, válvula de bola de cierre de emergencia de tuberías de petróleo y gas, etc.

5.5 ¿Son los actuadores eléctricos más inteligentes que los neumáticos?

Automatización Derui: Los dos tipos de productos son igualmente inteligentes, ya sean actuadores eléctricos inteligentes o posicionadores de válvulas neumáticas inteligentes, continúan desarrollándose: interfaz hombre-máquina, diagnóstico de fallas, bus de campo y comunicación inalámbrica. Por lo tanto, no se puede decir que lo eléctrico represente alta tecnología y lo neumático represente productividad inversa. Resumen: Independientemente de los actuadores eléctricos o neumáticos, ambos tienen sus propias características de producto. Al seleccionar, debe considerar el tipo de actuador. condiciones de trabajo del sitio y considerar muchos factores. La mejor manera de realizar el control de automatización de válvulas es eliminar varios malentendidos y elegir productos que se adapten a sus propias condiciones.