October 23, 2024
Bộ định vị van (Bộ điều khiển van) là một thiết bị được sử dụng để kiểm soát và điều chỉnh chính xác vị trí của van điều khiển. Bằng cách nhận tín hiệu đầu vào từ bộ điều khiển, nó điều chỉnh độ mở của van đến điểm đặt mong muốn, do đó đảm bảo rằng các thông số quy trình (ví dụ: áp suất, nhiệt độ, tốc độ dòng chảy, v.v.) vẫn nằm trong phạm vi đã định trước. Bộ định vị đóng một vai trò quan trọng trong tự động hóa công nghiệp và kiểm soát quy trình, và được sử dụng rộng rãi trong dầu khí, hóa chất, dược phẩm, xử lý nước và các ngành công nghiệp khác.
Vị trí thân van điều khiển khí nén có liên quan tuyến tính với áp suất không khí được áp dụng cho bộ truyền động vì lò xo cơ học có xu hướng tuân theo Định luật Hooke, trong đó nêu rõ rằng lượng chuyển động của lò xo (x) tỷ lệ thuận trực tiếp với lực tác dụng (F=kx). Lực do bộ truyền động khí nén tác dụng là một hàm của áp suất không khí và diện tích piston/màng (F=PA), và lò xo, đến lượt nó, nén hoặc kéo căng, tạo ra một lực phản ứng bằng và ngược lại. Kết quả cuối cùng là áp suất bộ truyền động được dịch tuyến tính thành chuyển động thân van (x=PA/k).
1. Bộ định vị van điều khiển
Mối quan hệ tuyến tính và có thể lặp lại này giữa áp suất tín hiệu khí nén và vị trí thân van chỉ đúng nếu, và chỉ khi, màng/piston truyền động và lò xo là những lực duy nhất tác động lên thân van. Nếu bất kỳ lực nào khác tác động lên cơ chế, mối quan hệ giữa áp suất tín hiệu và vị trí thân van sẽ không còn lý tưởng nữa.
Thật không may, có nhiều lực khác tác động lên thân van ngoài lực truyền động và lực phản ứng của lò xo. Ma sát của phớt thân là một trong những lực này và lực phản ứng lên ống do chênh lệch áp suất trong khu vực ống là một lực khác. Những lực này kết hợp để định vị lại thân van để hành trình thân van không liên quan chính xác đến áp suất chất lỏng truyền động.
Một giải pháp phổ biến cho tình thế tiến thoái lưỡng nan này là thêm bộ định vị van vào cụm van điều khiển. Bộ định vị van là một thiết bị điều khiển chuyển động được thiết kế để chủ động so sánh vị trí thân van với tín hiệu điều khiển và điều chỉnh áp suất màng hoặc piston của bộ truyền động cho đến khi đạt được vị trí thân van chính xác:
Bản thân bộ định vị van về cơ bản là một hệ thống điều khiển: vị trí thân van của van là biến quy trình (PV), tín hiệu lệnh đến bộ định vị là điểm đặt (SP) và tín hiệu của bộ định vị đến bộ truyền động van là biến thao tác (MV) hoặc đầu ra. Do đó, khi bộ điều khiển quy trình gửi tín hiệu lệnh đến van được trang bị bộ định vị, bộ định vị sẽ nhận tín hiệu lệnh đó và áp dụng áp suất không khí nhiều hoặc ít cho bộ truyền động khi cần thiết để đạt được vị trí thân van mong muốn. Do đó, bộ định vị sẽ "chống lại" bất kỳ lực nào khác tác động lên thân van để đạt được vị trí thân van rõ ràng, chính xác theo tín hiệu lệnh. Một bộ định vị hoạt động đúng cách đảm bảo rằng van điều khiển "hoạt động" theo tín hiệu lệnh.
2. Ví dụ về bộ định vị van khí nén
Hình ảnh sau đây cho thấy bộ định vị khí nén Fisher Model 3582 được gắn trên van điều khiển. Bộ định vị là một hộp màu xám với ba đồng hồ đo áp suất ở phía bên phải:
Một phần của cơ chế phản hồi có thể được nhìn thấy ở phía bên trái của bộ định vị này: một giá đỡ kim loại được bắt vít vào đầu nối thân van, gắn vào một cánh tay kéo dài từ bên cạnh của bộ định vị. Mọi bộ định vị van điều khiển phải được trang bị một số phương tiện để cảm nhận vị trí của thân van, nếu không bộ định vị sẽ không thể so sánh vị trí của thân van với tín hiệu lệnh.
Một bộ định vị hiện đại hơn, Fisher DVC6200 (cũng trong một hộp màu xám với đồng hồ đo áp suất ở phía bên phải), xuất hiện trong ảnh tiếp theo:
Giống như bộ định vị Model 3582 trước đó, DVC6000 này sử dụng một liên kết phản hồi ở phía bên trái để cảm nhận vị trí của thân van. DVC6200 mới hơn sử dụng cảm biến hiệu ứng Hall từ tính để cảm nhận vị trí của một nam châm được bắt vít vào thân van. Thiết kế phản hồi vị trí không cơ học này loại bỏ hiện tượng dơ, mòn, nhiễu và các vấn đề tiềm ẩn khác liên quan đến các liên kết cơ học. Phản hồi tốt hơn là rất quan trọng để định vị van tốt hơn.
Bộ định vị van điều khiển thường được chế tạo để tạo ra và xả lưu lượng không khí cao, do đó bộ định vị cũng hoạt động như một bộ tăng áp850. Kết quả là, bộ định vị không chỉ đảm bảo vị trí thân van chính xác hơn mà còn tốc độ thân van nhanh hơn (độ trễ thời gian ngắn hơn) so với các bộ truyền động van được "cấp nguồn" trực tiếp bởi cảm biến I/P.
3. Van ở vị trí
Một ưu điểm khác của việc thêm bộ định vị van vào van điều khiển khí nén là van bịt kín (đóng chặt) tốt hơn. Ưu điểm này không rõ ràng ngay từ cái nhìn đầu tiên và do đó cần một số giải thích.
Đầu tiên, phải hiểu rằng trong van điều khiển, sự tiếp xúc giữa ống và đế van một mình là không đủ để đảm bảo đóng chặt. Thay vào đó, ống phải được ép chặt vào đế van để chặn hoàn toàn tất cả dòng chảy qua van. Bất kỳ ai đã từng siết chặt tay cầm của vòi (vòi vườn) bị rò rỉ đều hiểu nguyên tắc này một cách trực quan: cần một lượng lực tiếp xúc nhất định giữa phích cắm và đế van để làm biến dạng nhẹ hai bộ phận, dẫn đến sự phù hợp hoàn hảo, kín chất lỏng. Thuật ngữ kỹ thuật cho yêu cầu cơ học này là tải đế van.
Hãy tưởng tượng một van điều khiển mở khí nén, truyền động bằng màng, thẳng hàng với cài đặt băng ghế từ 3 đến 15 Psi. Ở áp suất bộ truyền động là 3 Psi, màng tạo ra đủ lực để khắc phục tải trước của lò xo bộ truyền động, nhưng không đủ để di chuyển ống ra khỏi đế van.
Nói cách khác, ở áp suất màng 3 Psi, ống sẽ tiếp xúc với đế van, nhưng sẽ có ít lực để cung cấp một con dấu đóng chặt. Nếu van điều khiển này được cấp nguồn trực tiếp từ cảm biến I/P được hiệu chuẩn từ 3 đến 15 Psi, điều này có nghĩa là van sẽ vừa đóng ở 0% giá trị tín hiệu (3 Psi), thay vì đóng chặt. Để ống được đặt hoàn toàn để có một con dấu kín, tất cả áp suất không khí phải được loại bỏ khỏi màng để đảm bảo rằng không có lực màng nào chống lại lò xo. Điều này là không thể đối với I/P với phạm vi hiệu chuẩn là 3-15 Psi.
Bây giờ hãy tưởng tượng rằng cùng một van được trang bị một bộ định vị nhận tín hiệu 3 đến 15 Psi từ I/P và sử dụng nó làm lệnh (điểm đặt) cho vị trí thân van, áp dụng áp suất nhiều hoặc ít cho màng khi cần thiết để đạt được vị trí thân van mong muốn. Cách hiệu chỉnh bộ định vị chính xác là thân van chỉ bắt đầu nâng lên khi tín hiệu đã tăng lên trên 0%, có nghĩa là ở 0% (4mA) bộ định vị sẽ cố gắng buộc van đến vị trí thân van hơi âm. Trong khi cố gắng đạt được yêu cầu không thể này, đầu ra của bộ định vị sẽ đạt đến độ bão hòa thấp, không gây áp lực lên màng truyền động, dẫn đến thân van tác dụng toàn bộ lực lò xo lên đế van. So sánh hai tình huống được hiển thị trong biểu đồ bên dưới:
Mặc dù bộ định vị rất hữu ích cho các bộ truyền động van được trang bị lò xo, nhưng chúng là điều cần thiết tuyệt đối đối với một số loại bộ truyền động khác. Hãy xem xét bộ truyền động piston khí nén tác động kép sau đây không có lò xo:
Không có lò xo để cung cấp một lực hạn chế để trả van về vị trí "an toàn khi hỏng", không có mối quan hệ Định luật Hooke giữa áp suất không khí được áp dụng và vị trí thân van. Bộ định vị phải thay phiên nhau áp dụng áp suất không khí cho cả hai bề mặt của piston để nâng và hạ thân van.
Bộ truyền động van điều khiển có động cơ là một thiết kế bộ truyền động khác hoàn toàn yêu cầu một số hình thức hệ thống định vị vì bộ phận có động cơ không thể "cảm nhận" vị trí của trục của chính nó để di chuyển van điều khiển một cách chính xác. Do đó, cần có một mạch định vị sử dụng chiết áp hoặc bộ chuyển đổi LVDT/RVDT để phát hiện vị trí của thân van và một bộ đầu ra bóng bán dẫn để điều khiển động cơ để cho phép bộ truyền động điện phản hồi các tín hiệu điều khiển tương tự.
4. Bộ định vị khí nén cân bằng lực
Thiết kế bộ định vị van khí nén cân bằng lực đơn giản được hiển thị bên dưới:
Tín hiệu điều khiển cho van này là tín hiệu khí nén 3 đến 15 Psi từ cảm biến I/P hoặc bộ điều khiển khí nén (cả hai đều không được hiển thị trong sơ đồ). Áp suất tín hiệu điều khiển này tác dụng một lực hướng lên trên chùm lực, khiến vách ngăn cố gắng tiếp cận vòi phun. Sự gia tăng áp suất ngược trong vòi phun khiến rơ le khuếch đại khí nén xuất ra nhiều áp suất không khí hơn cho bộ truyền động van, đến lượt nó nâng thân van (mở van). Khi thân van nâng lên, lò xo nối bộ truyền động với thân van kéo dài hơn nữa, tác dụng thêm lực lên phía bên phải của bộ truyền động. Khi lực bổ sung này được cân bằng với lực của ống thổi, hệ thống ổn định tại một điểm cân bằng mới.
Như với tất cả các hệ thống cân bằng lực, chuyển động của thanh đẩy bị giới hạn bởi lực cân bằng, do đó chuyển động của nó là không đáng kể trong thực tế. Cuối cùng, trạng thái cân bằng đạt được bằng cách một lực cân bằng một lực khác, giống như hai đội người kéo một sợi dây thừng: miễn là lực của hai đội bằng nhau về độ lớn và ngược chiều nhau, sợi dây thừng sẽ không lệch khỏi vị trí ban đầu của nó.
Sơ đồ bên dưới cho thấy Bộ định vị cân bằng lực PMV 1500 để định vị bộ truyền động van quay với nắp trên (trên cùng) và dưới (dưới cùng):
Tín hiệu điều khiển khí nén 3 đến 15 Psi đi vào ống thổi và đẩy xuống chùm lực ngang (màu đen). Cụm van điều khiển khí nén ở phía bên trái của chùm lực phát hiện bất kỳ chuyển động nào và tăng áp suất không khí cho màng truyền động van nếu phát hiện bất kỳ chuyển động đi xuống nào và giải phóng áp suất không khí cho bộ truyền động nếu phát hiện bất kỳ chuyển động đi lên nào:
Khi khí nén đi vào bộ truyền động van thông qua cụm van điều khiển, van quay sẽ bắt đầu quay theo hướng mở. Chuyển động quay của trục được chuyển đổi thành chuyển động tuyến tính trong bộ định vị bằng một cam: cam là một đĩa có bán kính không đều được thiết kế để tạo ra một dịch chuyển tuyến tính từ một dịch chuyển góc:
Một con lăn theo dõi nằm ở cuối chùm màu vàng di chuyển dọc theo chu vi của cam. Chuyển động cam được chuyển đổi thành một lực hành trình thẳng bằng cách nén lò xo cuộn trực tiếp vào lực của ống thổi khí nén trên chùm lực. Khi chuyển động cam đủ để nén lò xo đủ để cân bằng lực bổ sung do ống thổi khí nén tạo ra, chùm lực trở về vị trí cân bằng (rất gần vị trí bắt đầu) và van ngừng di chuyển.
Nếu bạn nhìn kỹ vào bức ảnh cuối cùng, bạn sẽ thấy vít zeroing của bộ định vị: một thanh ren kéo dài bên dưới chùm màu vàng. Vít này điều chỉnh độ nén của lò xo thiên vị để bộ định vị "nghĩ" rằng cam ở một vị trí khác. Ví dụ, vặn thanh ren này theo chiều kim đồng hồ (như nhìn từ đầu có rãnh của sự ăn khớp của tuốc nơ vít) nén lò xo hơn nữa, đẩy thanh tối hơn lên trên với nhiều lực hơn, đạt được hiệu quả tương tự như một vòng quay ngược chiều kim đồng hồ nhẹ của cam. Điều này khiến bộ định vị hành động và xoay cam theo chiều kim đồng hồ để bù, đưa nó đến gần vị trí thân van 0%.
Mặc dù cam và con lăn trong cơ chế định vị này thực sự di chuyển để đáp ứng với chuyển động thân van, nhưng nó vẫn có thể được coi là một cơ chế cân bằng lực vì thanh ngang gắn vào van điều khiển không di chuyển đáng kể. Bằng cách cân bằng các lực trên chùm, van điều khiển luôn ở vị trí cân bằng.
5. Bộ định vị khí nén cân bằng động
Các thiết kế bộ định vị van khí nén cân bằng chuyển động cũng tồn tại, trong đó chuyển động của thân van triệt tiêu chuyển động (không phải lực) từ một phần tử khác. Sơ đồ cắt sau đây cho thấy bộ định vị cân bằng chuyển động đơn giản hoạt động như thế nào:
Trong cơ chế này, sự gia tăng áp suất tín hiệu khiến chùm tiến về phía vòi phun, dẫn đến áp suất ngược vòi phun cao hơn, đến lượt nó khiến rơ le khuếch đại khí nén cung cấp nhiều áp suất không khí hơn cho bộ truyền động van. Khi thân van nâng lên, chuyển động đi lên của đầu bên phải của chùm bù đắp cho sự tiến bộ trước đó của chùm về phía vòi phun. Khi đạt đến trạng thái cân bằng, chùm sẽ ở vị trí nghiêng, nơi chuyển động của ống thổi được cân bằng bởi chuyển động của thân van.
Ảnh sau đây cho thấy cận cảnh cơ chế Bộ định vị cân bằng khí nén FISHER Model 3582:
Trọng tâm của cơ chế là một vòng kim loại hình chữ D chuyển đổi chuyển động của ống thổi và chuyển động của thân van thành chuyển động của vách ngăn. Khi áp suất tín hiệu khí nén tăng lên, ống thổi (nằm dưới góc trên bên phải của vòng D) giãn ra, khiến chùm lắc dọc theo trục dọc của nó. Khi bộ định vị được thiết lập để hoạt động trực tiếp, chuyển động lắc này đẩy vách ngăn đến gần vòi phun hơn, làm tăng áp suất ngược và cung cấp nhiều khí nén hơn cho bộ truyền động van:
Khi thân van di chuyển, đòn bẩy phản hồi xoay cam ở dưới cùng của vòng D. Con lăn "theo dõi" trên cam này chuyển đổi chuyển động của thân van thành một chuyển động lắc khác trên chùm, lần này dọc theo trục ngang. Tùy thuộc vào cách cam được cố định vào trục phản hồi, chuyển động này có thể khiến nắp van lắc ra xa vòi phun hơn hoặc đến gần hơn. Hướng cam phải được chọn để phù hợp với hành động của bộ truyền động: trực tiếp (không khí kéo dài thân van) hoặc đảo ngược (không khí thu lại thân van).
Cơ chế vòng D khá khéo léo ở chỗ nó cho phép điều chỉnh khoảng dễ dàng bằng cách điều chỉnh góc của cụm vách ngăn (dừng) tại các điểm khác nhau dọc theo chu vi của vòng. Nếu cụm vách ngăn được đặt gần theo chiều ngang, nó sẽ nhạy cảm nhất với chuyển động của ống thổi và ít nhạy cảm nhất với chuyển động của thân van, buộc van phải di chuyển xa hơn để cân bằng chuyển động nhỏ của ống thổi (chiều dài hành trình dài). Ngược lại, nếu cụm van được đặt gần theo chiều dọc, nó sẽ nhạy cảm tối đa với chuyển động của thân van và nhạy cảm tối thiểu với chuyển động của ống thổi, dẫn đến hành trình van rất nhỏ (tức là, ống thổi sẽ cần phải giãn ra đáng kể để cân bằng lượng chuyển động nhỏ của thân van).
6. Bộ định vị van kỹ thuật số
Hãy nhớ lại rằng mục đích của bộ định vị van là để đảm bảo rằng vị trí của van cơ học luôn khớp với tín hiệu được chỉ huy. Do đó, bản thân bộ định vị van thực sự là một hệ thống điều khiển vòng kín: áp dụng áp suất nhiều hoặc ít nhất có thể cho bộ truyền động để luôn đạt đến vị trí thân van được chỉ huy. Bộ định vị van cơ học sử dụng đòn bẩy, cam và các bộ phận vật lý khác để đạt được điều khiển vòng kín này.
Bộ định vị van kỹ thuật số (chẳng hạn như kiểu Fisher DVC6000) sử dụng cảm biến điện tử để phát hiện vị trí thân van, một bộ vi xử lý để so sánh vị trí thân van được cảm nhận với tín hiệu điều khiển thông qua phép trừ toán học (lỗi = vị trí - tín hiệu), và sau đó là bộ chuyển đổi và rơ le tín hiệu khí nén để gửi áp suất không khí đến bộ truyền động van. Dưới đây là sơ đồ đơn giản hóa của bộ định vị van kỹ thuật số phổ biến:
Như bạn có thể thấy từ sơ đồ, cấu trúc bên trong của bộ định vị van kỹ thuật số rất phức tạp. Chúng ta không chỉ có một thuật toán điều khiển mà là hai thuật toán điều khiển hoạt động song song để duy trì vị trí van chính xác: một giám sát và điều khiển áp suất được áp dụng cho bộ truyền động (bù đắp cho các biến thể về áp suất cung cấp có thể ảnh hưởng đến vị trí van) và bộ còn lại giám sát và điều khiển vị trí thân van, gửi các tín hiệu điều khiển tầng đến cụm điều khiển áp suất.
Một tín hiệu lệnh (từ bộ điều khiển vòng quy trình, PLC hoặc hệ thống điều khiển khác) cho bộ định vị biết vị trí của thân van. Bộ điều khiển đầu tiên (PI) trong bộ định vị tính toán áp suất không khí mà bộ truyền động cần để đạt đến vị trí thân van yêu cầu. Bộ điều khiển tiếp theo (PID) điều khiển bộ chuyển đổi I/P (dòng điện sang áp suất) khi cần thiết để đạt được áp suất đó. Nếu vì bất kỳ lý do gì mà thân van không ở vị trí được chỉ huy, hai bộ điều khiển trong bộ định vị sẽ làm việc cùng nhau để buộc van đến vị trí chính xác.
Không chỉ bộ định vị van kỹ thuật số cung cấp khả năng kiểm soát vị trí vượt trội so với bộ định vị van cơ học, mà mảng cảm biến và khả năng giao tiếp kỹ thuật số của nó còn cung cấp mức dữ liệu chẩn đoán cao hơn cho nhân viên bảo trì và hệ thống điều khiển giám sát (nếu được lập trình để theo dõi và hành động trên dữ liệu đó).
Dữ liệu chẩn đoán do bộ định vị van kỹ thuật số cung cấp bao gồm:
--Áp suất cung cấp không khí
--Áp suất không khí bộ truyền động
--Nhiệt độ môi trường
--Lỗi vị trí và áp suất
--Tổng hành trình thân van (tương tự như đồng hồ đo quãng đường của ô tô)
Ngoài ra, bộ vi xử lý được nhúng trong bộ định vị van kỹ thuật số có khả năng thực hiện tự kiểm tra, tự hiệu chuẩn và các quy trình thông thường khác theo truyền thống được thực hiện bởi các kỹ thuật viên dụng cụ trên bộ định vị van cơ học. Bộ định vị van kỹ thuật số cũng ghi lại các phép đo như tổng hành trình thân van để dự đoán khi nào phớt sẽ bị mòn và tự động gửi cảnh báo bảo trì để thông báo cho người vận hành và/hoặc kỹ thuật viên dụng cụ khi cần thay thế phớt thân!
7. Hỏng cảm biến vị trí van
Một số bộ định vị van "thông minh" theo dõi áp suất không khí của bộ truyền động ngoài vị trí thân van và do đó có một tính năng hữu ích là duy trì một mức độ kiểm soát van nhất định trong trường hợp cảm biến vị trí thân van bị lỗi. Nếu bộ vi xử lý phát hiện lỗi tín hiệu phản hồi vị trí (ngoài phạm vi), nó có thể được lập trình để tiếp tục vận hành van dựa trên áp suất:
Đó là, áp suất không khí đến bộ truyền động van được điều chỉnh dựa trên hàm áp suất/vị trí được ghi lại trong quá khứ. Vì nó không thể cảm nhận vị trí thân van, nó không còn hoạt động nghiêm ngặt như một bộ định vị, nhưng vẫn có thể hoạt động như một bộ tăng áp (so với tốc độ dòng chảy của I/P điển hình) và cung cấp khả năng kiểm soát hợp lý của van, trong khi bất kỳ bộ định vị van nào khác (không thông minh) sẽ thực sự làm cho tình hình tồi tệ hơn khi nó mất phản hồi vị trí thân van.
Với bất kỳ bộ định vị hoàn toàn cơ học nào, nếu liên kết phản hồi vị trí thân van bị bung ra, van điều khiển thường sẽ "bão hòa" và mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn. Đây không phải là trường hợp với các bộ định vị "thông minh" tốt nhất!
8. Áp suất bộ truyền động và vị trí thân van
Có lẽ dữ liệu chẩn đoán quan trọng nhất do bộ định vị van kỹ thuật số cung cấp là sự so sánh áp suất bộ truyền động với vị trí thân van, thường được biểu thị bằng đồ họa. Áp suất bộ truyền động là sự phản ánh trực tiếp của lực tác dụng lên thân van bởi bộ truyền động, vì mối quan hệ giữa lực piston hoặc màng và áp suất chỉ đơn giản là F=PA, trong đó diện tích (A) là một hằng số. Do đó, sự so sánh áp suất không khí bộ truyền động với vị trí thân van thực sự là một biểu thức của lực và vị trí của van. Cái gọi là đặc tính van này rất hữu ích trong việc xác định và sửa chữa các vấn đề như ma sát phớt quá mức, nhiễu với các bộ phận bên trong van và các vấn đề về khớp ống/đế van.
Được hiển thị ở đây là ảnh chụp màn hình hiển thị "đặc tính van" (được lấy từ sản phẩm phần mềm ValveLink của Emerson, một phần của bộ AMS của nó) về hành vi của van điều khiển thẳng hàng Fisher E-body mở bằng khí:
Biểu đồ này cho thấy hai biểu đồ áp suất bộ truyền động so với vị trí thân van, một màu đỏ và một màu xanh lam.
Biểu đồ màu đỏ cho thấy phản ứng của van theo hướng mở, khi van mở (lên), cần thêm áp suất để khắc phục ma sát phớt.
Biểu đồ màu xanh lam cho thấy van đóng, với ít áp suất hơn hiện được áp dụng cho màng để cho phép nén lò xo để khắc phục ma sát phớt khi van đóng (xuống) để nghỉ.
Các đường cong sắc nét ở các đầu của sơ đồ này cho thấy vị trí mà thân van đạt đến vị trí cuối và không thể di chuyển xa hơn mặc dù có những thay đổi tiếp theo về áp suất bộ truyền động.
Theo Định luật Hooke, mô tả hành vi của lò xo van, mỗi biểu đồ gần như tuyến tính, với lực tác dụng lên lò xo tỷ lệ thuận với độ dịch chuyển (nén) của lò xo đó: F=kx. Bất kỳ độ lệch nào so với các biểu đồ tuyến tính riêng lẻ đều cho thấy rằng có các lực khác ngoài nén lò xo và áp suất không khí tác dụng lên thân van. Đây là lý do tại sao chúng ta thấy một sự thay đổi theo chiều dọc trong hai biểu đồ: ma sát phớt là một lực khác tác dụng lên thân van ngoài nén lò xo và lực do áp suất không khí tác dụng lên màng bộ truyền động. Độ lớn của độ lệch này là tương đối nhỏ và tính nhất quán của nó cho thấy rằng ma sát phớt là "khỏe mạnh" trong van này. Ma sát phớt càng lớn mà van gặp phải, độ lệch dọc của hai biểu đồ càng lớn.
Sự sụt giảm mạnh ở đầu bên trái của biểu đồ, nơi phích cắm van tiếp xúc với đế van, được gọi là hồ sơ đế van. Hồ sơ đế van nằm ở cuối biểu đồ nơi van được đóng và chứa nhiều thông tin hữu ích về tình trạng vật lý của phích cắm van và đế van. Khi các bộ phận bên trong van này bị mòn trong van điều khiển, hình dạng của hồ sơ đế van sẽ thay đổi. Hồ sơ đế van không đều có thể chẩn đoán sự ăn mòn, mòn hoặc nhiều tình trạng khác của đế van.
Đường viền đế van có thể được kiểm tra chi tiết bằng cách thu phóng ở đầu dưới bên trái của bản vẽ tính năng van. Hình sau đây cho thấy hồ sơ đế van của van điều khiển thẳng hàng Fisher E-body trong tình trạng nguyên vẹn:
Nếu nhân viên bảo trì của một cơ sở đủ siêng năng để ghi lại các đặc tính van của van điều khiển sau khi chúng được lắp ráp hoặc xây dựng lại, các đặc tính "gốc" của bất kỳ van điều khiển nào có thể được so sánh với các đặc tính của cùng một van điều khiển tại bất kỳ ngày nào sau đó, cho phép xác định độ mòn mà không cần tháo rời van để kiểm tra.
Điều thú vị là mối quan hệ này giữa áp suất bộ truyền động (lực) và vị trí thân van cũng áp dụng cho các bộ định vị van kỹ thuật số được sử dụng trong một số van có động cơ hiện đại. Với bộ truyền động có động cơ, lực tác dụng lên thân van có liên quan trực tiếp đến dòng điện động cơ, có thể dễ dàng đo và giải thích bởi bộ định vị van kỹ thuật số.
Kết quả là, cùng một loại dữ liệu chẩn đoán có thể được trình bày bằng đồ họa, ngay cả khi sử dụng các công nghệ bộ truyền động khác nhau, để giúp dễ dàng chẩn đoán các vấn đề về van hơn. Các chẩn đoán này áp dụng ngay cả đối với các van có động cơ mở/đóng không được sử dụng trong dịch vụ điều tiết và đặc biệt áp dụng cho van cổng, phích cắm và van điều khiển thẳng hàng, nơi việc đóng đế van là quan trọng để đóng chặt.
