Trong các hệ thống điều khiển tự động hóa đường ống công nghiệp hiện đại, van bi điều khiển điện là một trong những thiết bị đóng vai trò chủ lực trong việc kiểm soát dòng chảy chất lỏng hoặc khí. Thiết bị này cho phép đóng/mở hoặc điều tiết lưu lượng từ xa một cách chính xác và nhanh chóng, góp phần tối ưu hóa hiệu suất vận hành.

Để đảm bảo van vận hành chính xác, an toàn và tăng tuổi thọ cho thiết bị, công tắc hành trình được tích hợp vào bộ truyền động của van như một thành phần quan trọng. Bài viết sau đây sẽ phân tích chi tiết cấu tạo, nguyên lý, ưu điểm và hướng dẫn cài đặt công tắc hành trình trên van bi điều khiển điện, phù hợp với nhu cầu ứng dụng thực tế trong công nghiệp và dân dụng.

Cấu tạo van bi điều khiển điện tích hợp công tắc hành trình

1. Phần cơ khí (van bi)

• Thân van: thường được chế tạo từ inox, gang hoặc nhựa công nghiệp, đảm bảo độ bền và chịu ăn mòn.

• Bi van: hình cầu rỗng với lỗ xuyên tâm, cho phép lưu chất đi qua khi mở và chặn dòng khi đóng.

• Trục van: nối giữa bi van và bộ truyền động, giúp chuyển đổi lực quay từ mô-tơ thành góc mở.

2. Phần truyền động điện

• Mô-tơ điện: sử dụng nguồn 24VDC, 220VAC hoặc 380VAC để vận hành.

• Bánh răng giảm tốc: truyền lực từ mô-tơ tới trục quay van, đảm bảo chuyển động mượt và ổn định.

• Bảng mạch điều khiển: tiếp nhận và xử lý tín hiệu điều khiển đầu vào.

• Hiển thị trạng thái: bằng đèn LED hoặc cơ cấu chỉ thị cơ khí vị trí van (Open/Close).

3. Công tắc hành trình

Là thiết bị điện cơ học, tích hợp trong bộ truyền động, có chức năng:

• Phát hiện vị trí đóng hoặc mở hoàn toàn của van.

• Ngắt điện tự động khi van đạt hành trình cuối, ngăn ngừa quá tải mô-tơ.

• Gửi tín hiệu phản hồi (feedback) về hệ thống điều khiển PLC/BMS hoặc tủ điện.

Nguyên lý hoạt động

Quy trình vận hành cơ bản của van bi điện có công tắc hành trình như sau:

1. Khi cấp điện cho mô-tơ, bộ truyền động sẽ quay trục van từ góc 0° đến 90°, thực hiện thao tác mở hoặc đóng.

2. Khi van đạt đến hành trình cuối (đóng hoàn toàn hoặc mở hoàn toàn), công tắc hành trình sẽ được kích hoạt:

   • Ngắt dòng điện cấp cho mô-tơ.

   • Gửi tín hiệu xác nhận về tủ điều khiển.

3. Nếu có yêu cầu điều khiển mới (mở nếu đang đóng hoặc ngược lại), mô-tơ sẽ quay theo chiều ngược lại cho đến khi công tắc còn lại được kích hoạt.

4. Khi không có tín hiệu điều khiển, van giữ nguyên trạng thái hiện tại – không tiêu thụ điện năng.

Cơ chế này giúp đảm bảo van không bị vượt hành trình, tránh hiện tượng quá áp hoặc cháy mô-tơ do vận hành liên tục.

Ưu điểm của van bi điện tích hợp công tắc hành trình

1. Chính xác cao trong vận hành

• Công tắc hành trình xác định chính xác điểm kết thúc hành trình, đảm bảo van đóng/mở đúng góc và không bị lệch trạng thái.

2. Bảo vệ mô-tơ và nâng cao tuổi thọ thiết bị

• Chức năng ngắt điện tự động khi hoàn tất hành trình giúp tránh tình trạng quá tải, quá nhiệt hoặc mài mòn bánh răng cơ khí.

3. Dễ dàng tích hợp vào hệ thống điều khiển

• Hỗ trợ kết nối với PLC, DCS, BMS, cho phép giám sát và điều khiển từ xa.

• Có thể phối hợp cùng cảm biến áp suất, cảm biến lưu lượng để vận hành hoàn toàn tự động.

4. Đa dạng môi trường ứng dụng

• Vật liệu van và tiêu chuẩn IP chống nước/bụi của bộ truyền động đáp ứng các điều kiện khắc nghiệt: môi trường ngoài trời, hệ thống hóa chất, xử lý nước thải, HVAC...

5. Linh hoạt trong chế độ điều khiển

• Có thể sử dụng ở chế độ ON/OFF hoặc tuyến tính (modulating) khi kết hợp với bộ tuyến tính và tín hiệu điều khiển 4-20mA hoặc 0-10V.

Hướng dẫn cài đặt công tắc hành trình trên van bi điều khiển điện

Để cài đặt và hiệu chỉnh chính xác công tắc hành trình, cần thực hiện theo các bước sau:

1. Xác định hành trình đóng và mở

• Dựa vào góc quay chuẩn (thường là 0° – đóng, 90° – mở), quay trục van bằng tay (nếu có) hoặc thử vận hành mô-tơ để xác định điểm giới hạn của hai trạng thái.

2. Hiệu chỉnh công tắc hành trình

• Tháo nắp bộ truyền động để truy cập cụm công tắc hành trình.

• Dùng tua vít hoặc núm chỉnh để điều chỉnh vị trí kích hoạt công tắc sao cho:

  • Công tắc 1 ngắt điện khi van đóng hoàn toàn.

  • Công tắc 2 ngắt điện khi van mở hoàn toàn.

3. Kiểm tra hoạt động

• Cấp điện vận hành thử: quan sát trạng thái hiển thị và ngắt điện tự động tại mỗi hành trình.

• Nếu van không ngắt đúng lúc hoặc bị kẹt hành trình, cần chỉnh lại công tắc hoặc kiểm tra cơ cấu truyền động.

4. Bảo trì và kiểm tra định kỳ

• Kiểm tra độ chính xác của công tắc sau mỗi 3-6 tháng, đặc biệt ở môi trường rung động hoặc nhiệt độ cao.

• Làm sạch bụi, kiểm tra tiếp điểm và tra dầu bôi trơn nếu cần.

5. Sử dụng chế độ vận hành bằng tay

• Trong trường hợp mất điện hoặc khẩn cấp, van có thể được điều khiển bằng tay quay tích hợp (nếu có), đảm bảo hệ thống không bị gián đoạn.

Kết luận

Công tắc hành trình là bộ phận không thể thiếu trong hệ thống van bi điều khiển điện hiện đại. Thiết bị này giúp đảm bảo:

• An toàn điện cho mô-tơ và hệ thống.

• Độ chính xác cao khi vận hành.

• Tích hợp linh hoạt vào nhiều hệ thống điều khiển tự động.

Để đạt hiệu quả vận hành tối ưu, người dùng nên lựa chọn van bi điện có tích hợp sẵn công tắc hành trình, đồng thời thực hiện cài đặt và hiệu chỉnh đúng kỹ thuật theo hướng dẫn của nhà sản xuất hoặc kỹ sư hệ thống.

>>> Xem thêm: Cấu tạo và hoạt động của van bi Wonil