پوزیشنر یا موقعیت‌سنج (Positioner) یک ولو کنترل برای تنظیم موقعیت شیر بر اساس نقطه تنظیم مورد نظر یک متغیر فرایندی استفاده می‌شود، چه این متغیر فشار باشد، چه دما یا دبی. انواع پوزیشنر ولو شامل پنوماتیکی، الکترو-پنوماتیکی و دیجیتال هستند. در این نوشتار ، به تعریف پوزیشنر ولو کنترلی( Positioner Control Valve) و اصول اولیه پوزیشنر ولو ها و مرور کلی این سه نوع می‌پردازیم.
تولیدکنندگان معمولاً پوزیشنر ولو را برای شیرهای کنترلی خطی روی یوک (Yoke) یا محفظه بالایی یک عملگر پنوماتیکی نصب می‌کنند. در شیرهای کنترلی چرخشی (Rotary)، پوزیشنر در راستای ساقه ولو و عملگر، روی عملگر یا در کنار آن نصب می‌شود. محل نصب بستگی به نوع عملگر دارد. نصب پوزیشنر روی عملگر باعث می‌شود که پوزیشنر بتواند جابه‌جایی ساقه (در شیرهای خطی) یا میزان چرخش (در شیرهای چرخشی) را اندازه‌گیری کند. این کار همچنین موقعیت ولو را بر اساس سیگنال ورودی از کنترل‌کننده ابزار دقیق تغییر می‌دهد.
پوزیشنر یا موقعیت‌سنج (Positioner) ولو کنترلی
وقتی متغیر فرایندی با نقطه تنظیم مورد نظر تفاوت داشته باشد، کنترل‌کننده ابزار دقیق یک سیگنال الکتریکی یا پنوماتیکی به پوزیشنر ارسال می‌کند. پوزیشنر خروجی پنوماتیکی خود به عملگر را تغییر می‌دهد تا ولو را به سمت باز یا بسته شدن حرکت دهد. این فرآیند ادامه دارد تا زمانی که متغیر فرایندی به نقطه تنظیم برسد.
سه نوع اصلی پوزیشنر وجود دارد:
سیگنال پنوماتیکی (معمولاً ۳-۱۵ یا ۶-۳۰ psi) را از کنترل‌کننده دریافت کرده و سپس یک سیگنال پنوماتیکی به عملگر(actuator) ولو ارسال می‌کند.
سیگنال الکتریکی (معمولاً ۴-۲۰ میلی‌آمپر یا ۰-۱۰ ولت DC) را از کنترل‌کننده دریافت کرده و سپس یک سیگنال پنوماتیکی به عملگر ولو ارسال می‌کند. پوزیشنر های آنالوگ نیز به این دسته تعلق دارند، چون ورودی الکتریکی آن‌ها یک سیگنال آنالوگ است.
موقعیت پوزیشنر در کنترل ولو
سیگنال الکتریکی (معمولاً ۴-۲۰ میلی‌آمپر، HART، PROFIBUS یا Foundation Fieldbus) را از کنترل‌کننده دریافت کرده و سپس یک سیگنال پنوماتیکی به عملگر ولو ارسال می‌کند. در این نوع، ورودی الکتریکی می‌تواند یک سیگنال دیجیتال باشد که امکان قابلیت‌های پیشرفته‌تر برای کاربر را فراهم می‌کند. برخی از پوزیشنر های دیجیتال را «پوزیشنر هوشمند» می‌نامند.
عملکرد یک ولو کنترل شامل قرار دادن پلاگ (Plug) آن نسبت به نشیمن‌گاه ثابت (Seat) داخل ولو است. یک عملگر (Actuator) به طور مستقیم از طریق ساقه (Stem) به پلاگ ولو متصل شده و پلاگ را به موقعیت کنترلی مورد نظر حرکت می‌دهد. برای کنترل موقعیت پلاگ ولو معمولاً از یک عملگر پنوماتیکی یا الکتریکی استفاده می‌شود.
ولو های کنترلی با عملگر پنوماتیکی به دو صورت Air-to-Open (هوا برای باز کردن) یا Air-to-Close (هوا برای بستن) کار می‌کنند. در نوع Air-to-Open، فنر به طور معمول ولو را بسته نگه می‌دارد و برای باز کردن آن نیاز به فشار هوا است؛ در نوع Air-to-Close، فنر ولو را به طور معمول باز نگه می‌دارد و برای بستن آن نیاز به فشار هوا است. طراحی مکانیکی ترکیب ولو و عملگر تعیین می‌کند که عملگر به کدام روش عمل کند، اما شرط ایمنی در حالت خرابی (Fail-Safe) تعیین می‌کند که کدام نوع انتخاب شود (در صورت از کار افتادن هوای ابزار دقیق در واحد صنعتی).
یک کامپیوتر، کنترل‌کننده (Controller)، PLC، ترموستات یا هر وسیله کنترل الکتریکی دیگر، یک سیگنال الکتریکی آنالوگ را به طور مستقیم به یک عملگر الکتریکی ارسال می‌کند، یا از طریق یک مبدل جریان/ولتاژ به پنوماتیک (I/P Converter) یا یک پوزیشنر الکترو-پنوماتیکی (Electro-Pneumatic Positioner) به یک عملگر پنوماتیکی می‌فرستد. این سیگنال بر اساس نقطه تنظیم (Setpoint) مورد نظر سیستم تولید می‌شود و به صورت خطی میزان باز یا بسته بودن ولو را تغییر می‌دهد. با اتوماسیون ولو ها به این روش، می‌توان آن‌ها را برای کنترل مستقیم و/یا غیرمستقیم دما، فشار و دبی در یک سیستم حلقه باز یا حلقه بسته به کار گرفت.
مبدل‌های حرارتی (Heat Exchangers) یکی از کاربردهای رایج کنترل حلقه بسته هستند که در آن‌ها می‌توان از ولو های کنترلی با عملگر پنوماتیکی یا الکتریکی برای تنظیم جریان آب، بخار و کندانس استفاده کرد. تصویر گرافیکی جزئی از یک مبدل حرارتی معمولی که از یک شیر کنترل استفاده می‌کند نیز نمونه‌ای از این کاربرد است.
