演示文稿定位器原理及故障處理

演示文稿定位器原理及故障處理目前一頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)（優(yōu)選）定位器原理及故障處理目前二頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)

在生產(chǎn)過程中，控制系統(tǒng)對(duì)閥門提出各種各樣的特殊要求，因此，調(diào)節(jié)閥必須配用各種附屬裝置(簡(jiǎn)稱附件)來滿足生產(chǎn)過程的需要。例如：為了改善調(diào)節(jié)閥的靜態(tài)特性（線性度）和動(dòng)態(tài)特性（響應(yīng)）

，要配用閥門定位器。為了轉(zhuǎn)換電、氣信號(hào)，要配用電/氣轉(zhuǎn)換器。為了使工作動(dòng)力氣源保持干凈和保持一定的壓力，要配用空氣過濾減壓器。當(dāng)氣源中斷時(shí)，為了使調(diào)節(jié)閥仍能保持一定壓力信號(hào)，需要使用氣動(dòng)保位閥實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)閥行程的自鎖?？傊郊淖饔镁驮谟谑拐{(diào)節(jié)閥的功能更完善、更合理、更齊全。目前三頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)閥門定位器的分類按輸入信號(hào)分為氣動(dòng)閥門定位器和電/氣閥門定位器。按動(dòng)作的方向可分為單向閥門定位器和雙向閥門定位器。按閥門定位器輸出和輸人信號(hào)的增益符號(hào)分為正作用閥門定位器和反作用閥門定位器。按閥門定位器輸入信號(hào)是模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)，是否帶CPU和通訊功能，可分為普通閥門定位器和智能電氣閥門定位器（其中包括現(xiàn)場(chǎng)總線閥門定位器）。閥門定位器的反饋信號(hào)的檢測(cè)方法也有多種。目前四頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)無定位器的調(diào)節(jié)閥首先看一下沒有加裝閥門定位器的情況在沒有加裝閥門定位器的情況下，系統(tǒng)處于開環(huán)狀態(tài)。如下圖所示ΔY

KΔZ根據(jù)方框圖可知輸入與輸出的關(guān)系為：

ΔY=ΔZK上式表明了調(diào)節(jié)閥輸入與輸出的關(guān)系，很明顯調(diào)節(jié)閥輸入與輸出之間沒有約束關(guān)系，輸出只取決于調(diào)節(jié)閥的放大倍數(shù)Ｋ。目前五頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)帶定位器的調(diào)節(jié)閥目前六頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)閥門定位器的用途用于高壓介質(zhì)當(dāng)調(diào)節(jié)閥用于高壓介質(zhì)時(shí)，為了防止流體從閥桿填料處泄漏，經(jīng)常把填料壓蓋壓得比較緊，因此，在閥桿產(chǎn)生很大的靜摩擦力，使閥桿行程產(chǎn)生誤差。配用定位器之后，能夠克服這些摩擦力的作用，也能克服流體不平衡力的作用，明顯地改善了基本特性。用于高壓差當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端的壓差大于1MPa時(shí)，介質(zhì)對(duì)閥芯產(chǎn)生較大的不平衡力，此力將破壞原來的工作位置，使控制系統(tǒng)產(chǎn)生擾動(dòng)作用，尤其是對(duì)單座調(diào)節(jié)閥，。使用定位器，可以提高輸出壓力，增大執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力，克服不平衡力的作用。目前七頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)閥門定位器的用途用于高溫或低溫當(dāng)溫度過高或過低時(shí)，由于閥桿與填料之間的摩擦力增大，使調(diào)節(jié)信號(hào)與閥門的行程之間產(chǎn)生較大的誤差。配用定位器之后，可以克服摩擦力的影響。用于介質(zhì)中含有固體懸浮物、粘性流體、含纖維、易結(jié)焦的場(chǎng)合，可以克服這些介質(zhì)對(duì)閥桿移動(dòng)所產(chǎn)生的較大阻力。目前八頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)閥門定位器的用途增加執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作速度當(dāng)調(diào)節(jié)器與調(diào)節(jié)閥相距較遠(yuǎn)時(shí)，氣動(dòng)信號(hào)管比較長(zhǎng)，為了克服信號(hào)的傳遞滯后，可使用閥門定位器，讓調(diào)節(jié)器輸出的信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成氣壓信號(hào)去操作調(diào)節(jié)閥。在調(diào)節(jié)器與調(diào)節(jié)閥的距離超過60m時(shí)，效果比采用繼動(dòng)器要好得多。用于調(diào)節(jié)閥口徑較大的場(chǎng)合當(dāng)調(diào)節(jié)閥口徑DN大于100mm、蝶閥口徑大于250mm時(shí)，由于閥芯重，閥芯截面大及執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室容積增大，響應(yīng)特性變差。改善特性的方法之一就是配用閥門定位器。目前九頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)閥門定位器的用途用于活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的比例動(dòng)作

可以用單向定位器，也可以用雙向定位器。目前十頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)閥門定位器的用途實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥反向動(dòng)作

相當(dāng)把氣關(guān)改成氣開。目前十一頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)閥門定位器的用途改善調(diào)節(jié)閥的流量特性調(diào)節(jié)閥的流量特性可以通過改變反饋凸輪的幾何形狀來改變。因?yàn)榉答佂馆喌膸缀涡螤畈灰粯?，能改變調(diào)節(jié)閥對(duì)定位器的反饋量，使定位器的輸出特性變化，從而改變調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)與調(diào)節(jié)閥位移之間的關(guān)系，即修正了流量特性。操作非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)當(dāng)以氣動(dòng)調(diào)節(jié)器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)20-l00kPa去操作非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)40-200kPa，的氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，可以有兩種方法：一種是在調(diào)節(jié)器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間配用一個(gè)1：2的氣動(dòng)繼動(dòng)器，把信號(hào)壓力放大一倍；另一種方法就是采用閥門定位器。目前十二頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)閥門定位器的用途用于分程控制（氣動(dòng)）兩臺(tái)定位器由一臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器來操縱，一臺(tái)定位器的輸人為20-60kPa，另一臺(tái)定位器為60-l00kPa，控制調(diào)節(jié)閥的閥位均為0-l00%行程。目前十三頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)閥門定位器的用途用于分程控制（電/氣）兩臺(tái)定位器由一臺(tái)電動(dòng)調(diào)節(jié)器來操縱，一臺(tái)定位器的輸人為4-12mA，另一臺(tái)定位器為12-20mA，控制調(diào)節(jié)閥的閥位均為0-l00%行程。目前十四頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)分程調(diào)節(jié)特性曲線圖目前十五頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)噴嘴擋板機(jī)構(gòu)目前十六頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)間隙δ和節(jié)流通室壓力PB的關(guān)系見下圖。當(dāng)δ≈O時(shí)，噴嘴背壓PB'接近于氣源壓力，但又達(dá)不到氣源壓力，因?yàn)閾醢宀荒芏滤绹娮?，總有漏氣的現(xiàn)象。當(dāng)δ值超過一定數(shù)值后，不管擋板離得多遠(yuǎn)，背壓變化都不大，因?yàn)閾醢逡巡荒苡绊憞娮斓呐艢?。但噴嘴本身仍有一定的阻力，產(chǎn)生殘余背壓，若噴嘴直徑D比恒節(jié)流孔直徑d大得多，就可使殘余背壓降低到相當(dāng)小。目前十七頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)從特性曲線可以看出，曲線不夠陡；也不直，即噴嘴擋板機(jī)構(gòu)的靈敏度與線性均不好。在噴嘴擋板的加工精度不高，擋板與噴嘴的軸線不垂直時(shí)，特性曲線a以上這段性能不好，常常只用中間a～b段。在此段，擋板位移與PB的變化比較符合線性規(guī)律，并且斜率也較陡。在此段內(nèi)各點(diǎn)均有較大及較穩(wěn)定的放大倍數(shù)，機(jī)構(gòu)工作既靈敏又穩(wěn)定。與曲線a至b這一段相應(yīng)的位移δb一δa，一般只有百分之幾毫米。目前十八頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)氣動(dòng)噴嘴擋板放大機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：尺寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，沒有運(yùn)動(dòng)的摩擦零件，工作可靠，牢固耐用，成本低廉；缺點(diǎn)是容易被空氣中的夾雜物堵塞。如果連續(xù)不斷地工作，氣源經(jīng)過凈化，并且壓縮空氣不斷地由里往外吹，一般是不會(huì)堵死的。但要特別注意防止氣源中含油。由于恒節(jié)流孔流通截面很小，噴嘴擋板機(jī)構(gòu)的功率就很小，壓力的變化也不夠。而執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜片上部的氣室容積很大，工作時(shí)就必須要有很大的氣量流入執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此，這種機(jī)構(gòu)是不能單獨(dú)用以輸出的，一般噴嘴擋板放大器的輸出壓力，要先經(jīng)過一個(gè)功率放大器，然后再送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)中去。目前十九頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)功率放大器

現(xiàn)在廣泛采用耗氣式放大器，它是由放大器閥體、膜片、恒節(jié)流孔、閥桿、鋼球、簧片、噴嘴擋板。密封橡皮墊片、蓋板等組成的1一膜片2一閥桿3一恒節(jié)流孔4一鋼球5一簧片6一上盤7一殼體目前二十頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)氣動(dòng)閥門定位器目前二十一頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)氣路切換開關(guān)切換氣路組件用于定位器發(fā)生故障時(shí)，將輸入信號(hào)直接切換到氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的膜頭氣室，使控制閥仍可運(yùn)行。切換氣路組件由切換開關(guān)和外部氣路板組成，切換開關(guān)分平板式、錐體式兩種，外部氣路板用于氣路連接，并提供三個(gè)壓力表，分別顯示定位器的輸人信號(hào)、輸出信號(hào)和氣源壓力。目前二十二頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)平板式目前二十三頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)錐體式目前二十四頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)凸輪組件凸輪組件包括反饋凸輪、轉(zhuǎn)軸和反饋桿，它將執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥桿位移的變化L轉(zhuǎn)換為凸輪的轉(zhuǎn)角變化Φ，并將轉(zhuǎn)角變化轉(zhuǎn)換為滾輪的升量P。輸入和輸出是非線性關(guān)系，為此，在定位器中，通常采用偏心凸輪進(jìn)行非線性補(bǔ)償，使輸人位移信號(hào)L與滾輪的升量P成線性關(guān)系。目前二十五頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)目前二十六頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)電/氣閥門定位器與氣動(dòng)閥門定位器的區(qū)別將氣動(dòng)閥門定位器的波紋組件改為力矩馬達(dá)。實(shí)現(xiàn)正反作用的方式不同，電氣閥門定位器改變正反作用方式只需要將輸入電流的方向改變，（沒有能量限制電路可以）不需要象氣動(dòng)閥門定位器那樣，要將波紋管安裝在相反的方向。為實(shí)現(xiàn)力矩平衡，電氣閥門定位器杠桿上各受力點(diǎn)的位置有所改動(dòng)，例如圖中電磁力矩與反饋力矩有相等的力臂。由于采用電流輸入，因此，帶來防爆問題。在有些場(chǎng)合，電氣閥門定位器要采用防爆措施。而氣動(dòng)閥門定位器是本質(zhì)安全型儀表目前二十七頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)電/氣閥門定位器原理圖目前二十八頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)電/氣閥門定位器的防爆措施

電/氣定位器中力矩馬達(dá)的線圈匝數(shù)一般都在數(shù)千圈以上，故線圈是一個(gè)高能元件，當(dāng)定位器引接線或線圈開路、斷路的瞬間，產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，在斷開處放電，可引燃爆炸物而發(fā)生爆炸或火災(zāi)。為了保證電/氣閥門定位器的防暴性能，要有一定的保護(hù)措施。1、定位器必須與輸出式安全柵串聯(lián)使用，組成安全火化回路。2、定位器輸入信號(hào)4-20mA是由輸出式安全柵供給的，最大輸出電壓≤30V，最大輸出電流30mA，因此限制了能量。3、定位器限能回路見后圖：目前二十九頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)安全火花型電路原理目前三十頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)目前三十一頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)目前三十二頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)目前三十三頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)角行程定位器目前三十四頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)安裝目前三十五頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)閥門定位器的規(guī)范安裝方式閥門定位器的規(guī)范安裝示意圖目前三十六頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)通過求解得到上述曲線，通過對(duì)這條曲線的分析可知，這是一條標(biāo)準(zhǔn)的反三角函數(shù)的曲線，它是以輸入、輸出點(diǎn)均為50%為中點(diǎn)向兩側(cè)對(duì)稱展開的曲線，它的特點(diǎn)是對(duì)稱性極強(qiáng)，所以很容易補(bǔ)償。一般制造者多采用反饋補(bǔ)償板或反饋凸輪（也有叫反饋曲線板）補(bǔ)償成一條與輸入相對(duì)應(yīng)的一條直線，從而保證了反饋的精度，保證了閥門開度與輸入信號(hào)的目前三十七頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)一種不規(guī)范的安裝方式目前三十八頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)這種安裝方式帶來的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際現(xiàn)象是，閥門的始端和終端無法與信號(hào)對(duì)應(yīng)，其范圍基本與水平線和行程中點(diǎn)的偏差相等，也就是說水平線和行程中點(diǎn)的偏差越大，閥門行程的始端和終端的死區(qū)和非線性區(qū)就越大，同時(shí)調(diào)節(jié)閥的線性也越差。就此而論反饋桿的水平中心線是否與行程的50%點(diǎn)重合，關(guān)系到調(diào)節(jié)閥的線性及行程的始端和終端的死區(qū)影響。目前三十九頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)結(jié)論反饋補(bǔ)償板或反饋凸輪（也有叫反饋曲線板），在設(shè)計(jì)時(shí)，已經(jīng)被設(shè)計(jì)成以反饋行程的50%為中點(diǎn)向兩側(cè)對(duì)稱展開的反饋曲線板并被定型安裝于閥門定位器內(nèi)，中點(diǎn)時(shí)反饋桿正處于水平位置。所以，在安裝時(shí)一定要認(rèn)真將閥門定位器反饋桿處于水平位置且與閥門開度的50%點(diǎn)重合，在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)不規(guī)范安裝時(shí)一般的現(xiàn)象表現(xiàn)為：線性度差、調(diào)整過程中始端或終端出現(xiàn)死區(qū)。目前四十頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)反饋連桿的有效長(zhǎng)度

系統(tǒng)放大倍數(shù)的大小確定了系統(tǒng)的靈敏度，那反饋系統(tǒng)的靈敏度當(dāng)然也與其系統(tǒng)的放大倍數(shù)關(guān)系密切如圖目前四十一頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)閥門定位器使用及調(diào)校中的誤區(qū)有人認(rèn)為，調(diào)節(jié)閥不好用均可以通過對(duì)定位器內(nèi)件的調(diào)整來解決。其實(shí)不然，首先要保證調(diào)節(jié)閥性能和質(zhì)量沒問題及閥門定位器正確安裝，只對(duì)閥門定位器的零點(diǎn)及量程稍做調(diào)整，即可完成對(duì)整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的校驗(yàn)。目前四十二頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)閥門定位器使用及調(diào)校中的誤區(qū)

有人說，定位器的輸入與輸出及閥門的開度應(yīng)一致。這有些不妥，一般情況下不應(yīng)考慮定位器的輸出是否與輸入信號(hào)或閥門的開度相一致，應(yīng)考慮定位器的輸入是否與閥門的開度相一致，定位器的輸入與輸出及閥門的開度應(yīng)一致在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)下是不可能的。因?yàn)樵诂F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)下條件工況很復(fù)雜，各種阻礙閥門運(yùn)行的附加力都需要克服，例如：不同流量下流體對(duì)閥芯的不平衡力；不同密度的介質(zhì)對(duì)閥芯的沖擊力；不同安裝方式對(duì)閥芯的作用力等。這些力在調(diào)節(jié)閥的制造中是無法考慮的十分周全的，都要靠定位器來逐一克服，這樣一來就需要定位器的輸出超出其正常的需要。所以應(yīng)考慮輸入信號(hào)與被控調(diào)節(jié)閥的實(shí)際開度是否對(duì)應(yīng)，不必苛求中間環(huán)節(jié)。目前四十三頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)閥門定位器使用及調(diào)校中的誤區(qū)

閥門定位器內(nèi)部有零點(diǎn)和量程調(diào)整機(jī)構(gòu)，在使用時(shí)要注意，要盡量使其在中點(diǎn)位置左右（可以通過對(duì)反饋桿長(zhǎng)度的調(diào)整來達(dá)到），不然長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)對(duì)閥門定位器內(nèi)部的彈性元件造成一定的損壞，縮短閥門的使用壽命。建議在使用零點(diǎn)和量程調(diào)整機(jī)構(gòu)時(shí)，其調(diào)整幅度應(yīng)在以中點(diǎn)位置為基準(zhǔn)的±20%，也就是最好在可調(diào)范圍的30%~70%之間。目前四十四頁\總數(shù)四十六頁\編于一點(diǎn)閥門定