Symbolen van Magneetventielen

Wanneer men werkt met ontwerpen voor vloeistof mechanica, is het een hele klus om een reëel beeld te schetsen van elke klep en andere onderdelen in het regelsysteem. In plaats van gedetailleerde productafbeeldingen worden unieke symbolen gebruikt om verschillende elementen in het proces weer te geven en zo verbanden en functionele aspecten te benadrukken. Dit artikel bespreekt de circuitfuncties, symbolen en toepassingsvoorbeelden van magneetventielen in fluid power diagrammen en pijp- en instrumentatieschema's (P&ID).

Inhoudsopgave

• Magneetventiel functies
• Symbolen Magneetventiel
• Symbolen van magneetventielen in een leiding- en instrumentatieschema (P&ID)

Magneetventiel circuitfuncties

Kleppen worden aangeduid met twee nummers, bijvoorbeeld in een 2/2-wegklep geeft het eerste nummer het aantal aansluitpoorten aan. Het tweede cijfer staat voor het aantal schakelstanden. Een 2/2-weg klep heeft twee leidingaansluitingen (inlaat en uitlaat) en twee schakelstanden (open en gesloten). De aanduiding Normaal gesloten (NC) of Normaal open (NO) geeft aan of de klep in spanningsloze toestand gesloten of open is. Een 3/2 weg klep heeft drie poorten en twee schakeltoestanden. In elke schakeltoestand is een verschillende poort afgesloten. Meerdere poorten en schakelstanden zijn mogelijk.

Symbolen Magneetventiel

1. Symbolen van magneetventielen in fluid power diagrammen

Fluid power diagrammen worden door ingenieurs gemaakt om vermogenseenheden te begrijpen en te analyseren. Deze schema's hebben grafische symbolen die de volledige werking en de richting van de vloeistofstroming binnen een vermogenseenheid weergeven.

Figuur 2 toont het symbool van een 2/2-klep dat in vloeistofvermogensdiagrammen wordt gebruikt. Voor elke toestand van de klep wordt een enkel vierkant getekend. Het symbool heeft hetzelfde aantal vierkanten als de klep posities heeft. Een 2/2 klep heeft bijvoorbeeld twee toestanden (open en dicht) en wordt daarom voorgesteld door twee aangrenzende vierkanten, zoals getoond in figuur 2, en een 5/3 klep wordt voorgesteld door drie aangrenzende vierkanten.

Het rechtervierkant toont de klep in ruststand (niet-geactiveerde positie), en het linkervierkant komt overeen met een klep in werkstand (geactiveerde positie) in een 2/2-klep. Voor een 5/3-wegklep heeft hij drie vierkanten. Het rechtervierkant toont de toestand van de poorten in de ruststand en de andere twee vierkanten geven aan hoe de vloeistof tussen de poorten stroomt wanneer de klep in die toestand wordt gebracht. De wijze van klepbediening wordt aangegeven door symbolen die aan de vierkanten zijn toegevoegd. Een indirect aangestuurd ventiel wordt aangegeven in het linkervierkant en de retourbediening in het rechtervierkant. Elk vierkant toont hoe het medium tussen de poorten stroomt. De pijlen geven de verbinding tussen de poorten en de voorkeursstroomrichting aan. Bidirectionele poorten worden weergegeven met pijlen aan weerszijden, die de vloeistofstroom tussen de poorten aangeven (later in het artikel besproken). Gesloten poorten worden aangegeven met een "T". Tabel 1 toont de standaardsymbolen die voor de bediening van een klep worden gebruikt.

Tabel 1: Bedieningsmechanisme voor een klep

Voorbeelden

Normaal open 2/2 weg magneetventiel symbool

De meeste magneetventielen zijn normaal gesloten 2/2-wegkleppen. De twee aangrenzende vierkanten stellen de twee toestanden van de klep voor. Een pijl in het rechtervierkant geeft aan dat de klep normaal open is, en de pijl wijst in de richting van de vloeistofstroom in rusttoestand. Het "T"-symbool op het linkervierkant geeft aan dat de klep sluit wanneer hij wordt bediend. Het symbool van de magneetspoel aan de linkerzijde en van de veer aan de rechterzijde geeft aan hoe de klep respectievelijk wordt aangestuurd en teruggestuurd.

Let op: De actuatorsymbolen (veer en spoel) worden vaak weggelaten, waardoor onduidelijkheid ontstaat over de elektrisch bekrachtigde toestand (zoals te zien is aan de rechterkant van figuur 3). Ook worden de linker- en rechtervierkant door sommige fabrikanten verwisseld, wat tot verwarring leidt, vooral wanneer de actuatorsymbolen worden weggelaten.

Normaal gesloten 2/2 weg magneetventiel symbool

Figuur 2 toont een 2/2-klepsymbool in de normaal gesloten stand. De twee aangrenzende vierkanten stellen de twee toestanden van de klep voor. Het "T"-symbool in het rechtervierkant geeft aan dat de klep normaal gesloten is, en de pijl in het linkervierkant wijst in de richting van de vloeistofstroom terwijl de klep wordt bediend. Het symbool van de magneetspoel aan de linkerzijde en van de veer aan de rechterzijde geeft aan hoe de klep respectievelijk wordt aangestuurd en teruggestuurd.

symbolen 3/2 weg magneetventiel

3/2-weg magneetventielen hebben twee standen en drie poorten, zodat met één ventiel de vloeistofstroom in twee circuits kan worden geregeld. Deze kleppen kunnen voor diverse toepassingen worden gebruikt, zoals het schakelen tussen twee circuits of het aandrijven van een hydraulische cilinder. De symbolen in figuur 4 tonen verschillende circuitfuncties van 3/2-weg ventielen. In elk symbool staan 1, 2 en 3 voor drie poorten van de klep. Het symbool van de magneetspoel aan de linkerzijde en van de veer aan de rechterzijde geeft aan hoe de klep respectievelijk wordt aangestuurd en teruggestuurd. De verschillende configuraties worden hieronder toegelicht:

• A: Wanneer de klep in de ruststand staat, stroomt de vloeistof van poort 2 naar 3 terwijl poort 1 volledig gesloten is (aangegeven door een "T"-symbool bij poort 1 in het rechtervierkant). Wanneer de klep wordt bediend, stroomt de vloeistof van poort 1 naar 2 terwijl poort 3 gesloten blijft (aangegeven door een "T"-symbool bij poort 3 in het linkervierkant).
• B: Wanneer de klep in de ruststand staat, stroomt de vloeistof van poort 1 naar 2 terwijl poort 3 volledig gesloten is (aangegeven met een 'T' symbool bij poort 3 in het rechtervierkant). Wanneer de klep wordt bediend, stroomt de vloeistof van poort 2 naar 3 terwijl poort 1 gesloten blijft (aangegeven door een "T"-symbool bij poort 1 in het linkervierkant).
• C: Wanneer de klep in de ruststand staat, stroomt de vloeistof van poort 1 naar 3 terwijl poort 2 volledig gesloten is (aangegeven door een "T"-symbool bij poort 2 in het rechtervierkant). Wanneer de klep wordt bediend, stroomt de vloeistof van poort 1 naar 2 terwijl poort 3 gesloten blijft (aangegeven door een "T"-symbool bij poort 3 in het linkervierkant).
• D: Wanneer de klep in de ruststand staat, kan vloeistof heen en weer stromen tussen poorten 1 en 3, waarbij poort 2 volledig is afgesloten (aangegeven door een "T"-symbool bij poort 2 in het rechtervierkant). Wanneer de klep wordt bediend, kan vloeistof heen en weer stromen tussen de poorten 1 en 2, waarbij poort 3 volledig wordt afgesloten (aangegeven door een "T"-symbool bij poort 3 in het linkervierkant).

2. Symbolen van magneetventielen in een leiding- en instrumentatieschema (P&ID)

Leiding- en instrumentatieschema (P&ID)

Een leiding- en instrumentatieschema (P&ID) is een gedetailleerde grafische voorstelling van een proces dat zowel de hardware als de software omvat (zoals apparatuur, leidingen, en instrumentatie) die nodig zijn om het systeem te ontwerpen, te assembleren en te bedienen. De meeste productiesystemen hebben stoom, perslucht, water en andere processen waarvoor leidingen nodig zijn om van het ene punt naar het andere te worden overgebracht. Verschillende instrumenten controleren deze vormen van energie, processen en media, gewoonlijk in de vorm van meters, kleppen en pompen.

Een P&ID in een besturingssysteem is vergelijkbaar met het schakelschema van een elektronische schakeling. Het schema bevat alle onderdelen die voor een bepaald proces zijn ontworpen en wordt gebruikt door ingenieurs, bedieners en onderhoudspersoneel die in de eenheid werken om hun taak te lezen en uit te voeren. Er kunnen meerdere processen op één P&ID staan, en in dat geval is het raadzaam om de hele P&ID op te splitsen in afzonderlijke processen voor een beter begrip.

Symbolen voor magneetventielen in een P&ID

Typische magneetventielsymbolen die in een P&ID-diagram worden gebruikt, zijn te zien in figuur 6. Deze symbolen zijn niet zo beschrijvend als die welke in fluid power diagrammen worden gebruikt. Pijlen worden gebruikt om de richting van de vloeistofstroom aan te geven in 3-weg en 4-weg kleppen. De pijlen geven de stroomwegen zonder spanning aan die de vloeistofstroom richting geven wanneer de klep in rust is (niet bediend). De verschillende labels zijn:

• A: Twee-weg aan-uit magneetventiel
• B: Hoek aan-uit magneetventiel
• C: Drie-weg aan-uit magneetventiel
• D: Vierwegs plug of kogel aan-uit magneetventiel
• E: Vierwegs vijfpoorts aan-uit magneetventiel

De symbolen van aandrijvingen voor magneetventielen zijn weergegeven in figuur 7. De verschillende labels zijn:

• A: Automatische reset aan-uit magneetventiel actuator
  • De automatische reset aan-uit magneetventiel actuator zorgt ervoor dat de klep van toestand verandert zonder de invloed van een externe operator, en deze wijze van bediening is ideaal voor procesautomatisering.
• B: Handmatige of op afstand te resetten aan-uit magneetventiel actuator
  • Magneetventielen met handmatige reset worden gebruikt in toepassingen die extreme veiligheidscontroles vereisen vóór het stoppen/starten van het proces. De klep kan dus niet elektrisch worden bediend en de klep schakelt in wanneer de elektromagneet door handbediening elektrische voeding krijgt.
• C: Handmatige en op afstand te resetten aan/uit magneetventiel actuator
  • Handbediende en op afstand bediende aan/uit magneetventielen zorgen voor zowel automatische als handbediende bediening van het magneetventiel.
• D: Modulerende magneetventiel actuator
  • Een modulerende magneetventiel actuator positioneert de klep nauwkeurig tussen de volledig open en volledig gesloten positie (d.w.z. tussen 0° en 90°). Dit is nodig voor toepassingen die een variatie in het debiet vereisen.

Een P&ID-diagram bevat gewoonlijk het symbool van bediende kleppen, zoals getoond in figuur 8. Merk op dat de P&ID-symbolen in de figuren 6-8 louter ter informatie dienen en dat deze van bedrijf tot bedrijf kunnen verschillen. Raadpleeg altijd de P&ID legenda van het betreffende bedrijf voor de symboolkaart.

Standaardisering van symbolen

De International Society Of Automation (ISA) heeft een strikte reeks normen voor P&ID-symbolen vastgesteld, maar toch zijn er verschillende manieren om kleppen voor te stellen. Er zijn transparante discrepanties tussen ventieltypes bij verschillende bedrijven binnen een simulatie-instrument. Maar dit is geen probleem, want alle onderdelen worden ook beschreven met tekst, een uniek model dat het onderdeelnummer wordt genoemd, een tagnummer dat een specifiek onderdeel in het systeem is, en worden in detail beschreven in een legenda die bij de tekening hoort. Wees consistent met de symbolen op de tekening, zodat het P&ID-diagram gemakkelijk kan worden begrepen door iedereen die ermee werkt.

Voorbeeld

Een op afstand geplaatste procesregelklep kan worden bediend en gecontroleerd door een tussenliggende regelklep, zoals afgebeeld in figuur 9. De luchttoevoerleiding (Figuur 9, label C) wordt geregeld door een 3-weg magneetventiel (Figuur 9, label A). Deze laat de lucht ontsnappen (fig. 9, label D) of stuurt ze naar de procesregelklep (fig. 9, label B). De tussenliggende regelklep is geplaatst om energie te leveren aan de procesregelklep.