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

在生產(chǎn)過(guò)程中，控制系統(tǒng)對(duì)閥門(mén)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(chēng)附件)來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程的需要。例如：為了改善調(diào)節(jié)閥的靜態(tài)特性（線(xiàn)性度）和動(dòng)態(tài)特性（響應(yīng)）

，要配用閥門(mén)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(guò)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。總之，附件的作用就在于使調(diào)節(jié)閥的功能更完善、更合理、更齊全。目前三頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)閥門(mén)定位器的分類(lèi)按輸入信號(hào)分為氣動(dòng)閥門(mén)定位器和電/氣閥門(mén)定位器。按動(dòng)作的方向可分為單向閥門(mén)定位器和雙向閥門(mén)定位器。按閥門(mén)定位器輸出和輸人信號(hào)的增益符號(hào)分為正作用閥門(mén)定位器和反作用閥門(mén)定位器。按閥門(mén)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(mén)定位器和智能電氣閥門(mén)定位器（其中包括現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)閥門(mén)定位器）。閥門(mén)定位器的反饋信號(hào)的檢測(cè)方法也有多種。目前四頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)無(wú)定位器的調(diào)節(jié)閥首先看一下沒(méi)有加裝閥門(mén)定位器的情況在沒(méi)有加裝閥門(mén)定位器的情況下，系統(tǒng)處于開(kāi)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(méi)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(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)帶定位器的調(diào)節(jié)閥目前六頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)閥門(mén)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(lái)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(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)閥門(mén)定位器的用途用于高溫或低溫當(dāng)溫度過(guò)高或過(guò)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(mén)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(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)閥門(mén)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(mén)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(guò)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(mén)定位器。目前九頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)閥門(mén)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(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)閥門(mén)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(kāi)。目前十一頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)閥門(mén)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(guò)改變反饋凸輪的幾何形狀來(lái)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(mén)定位器。目前十二頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)閥門(mén)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(lái)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(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)閥門(mén)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(lái)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(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)分程調(diào)節(jié)特性曲線(xiàn)圖目前十五頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)噴嘴擋板機(jī)構(gòu)目前十六頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)間隙δ和節(jié)流通室壓力PB的關(guān)系見(jiàn)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(guò)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(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)從特性曲線(xiàn)可以看出，曲線(xiàn)不夠陡；也不直，即噴嘴擋板機(jī)構(gòu)的靈敏度與線(xiàn)性均不好。在噴嘴擋板的加工精度不高，擋板與噴嘴的軸線(xiàn)不垂直時(shí)，特性曲線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\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(méi)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(guò)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(guò)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(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\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(pán)7一殼體目前二十頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)氣動(dòng)閥門(mén)定位器目前二十一頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)氣路切換開(kāi)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(kāi)關(guān)和外部氣路板組成，切換開(kāi)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(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)平板式目前二十三頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)錐體式目前二十四頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\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(xiàn)性關(guān)系，為此，在定位器中，通常采用偏心凸輪進(jìn)行非線(xiàn)性補(bǔ)償，使輸人位移信號(hào)L與滾輪的升量P成線(xiàn)性關(guān)系。目前二十五頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)目前二十六頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)電/氣閥門(mén)定位器與氣動(dòng)閥門(mén)定位器的區(qū)別將氣動(dòng)閥門(mén)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(mén)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(méi)有能量限制電路可以）不需要象氣動(dòng)閥門(mén)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(mén)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(lái)防爆問(wèn)題。在有些場(chǎng)合，電氣閥門(mén)定位器要采用防爆措施。而氣動(dòng)閥門(mén)定位器是本質(zhì)安全型儀表目前二十七頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)電/氣閥門(mén)定位器原理圖目前二十八頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)電/氣閥門(mén)定位器的防爆措施

電/氣定位器中力矩馬達(dá)的線(xiàn)圈匝數(shù)一般都在數(shù)千圈以上，故線(xiàn)圈是一個(gè)高能元件，當(dāng)定位器引接線(xiàn)或線(xiàn)圈開(kāi)路、斷路的瞬間，產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，在斷開(kāi)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(mén)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(jiàn)后圖：目前二十九頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)安全火花型電路原理目前三十頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)目前三十一頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)目前三十二頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)目前三十三頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)角行程定位器目前三十四頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)安裝目前三十五頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)閥門(mén)定位器的規(guī)范安裝方式閥門(mén)定位器的規(guī)范安裝示意圖目前三十六頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)通過(guò)求解得到上述曲線(xiàn)，通過(guò)對(duì)這條曲線(xiàn)的分析可知，這是一條標(biāo)準(zhǔn)的反三角函數(shù)的曲線(xiàn)，它是以輸入、輸出點(diǎn)均為50%為中點(diǎn)向兩側(cè)對(duì)稱(chēng)展開(kāi)的曲線(xiàn)，它的特點(diǎn)是對(duì)稱(chēng)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(xiàn)板）補(bǔ)償成一條與輸入相對(duì)應(yīng)的一條直線(xiàn)，從而保證了反饋的精度，保證了閥門(mén)開(kāi)度與輸入信號(hào)的目前三十七頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)一種不規(guī)范的安裝方式目前三十八頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)這種安裝方式帶來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際現(xiàn)象是，閥門(mén)的始端和終端無(wú)法與信號(hào)對(duì)應(yīng)，其范圍基本與水平線(xiàn)和行程中點(diǎn)的偏差相等，也就是說(shuō)水平線(xiàn)和行程中點(diǎn)的偏差越大，閥門(mén)行程的始端和終端的死區(qū)和非線(xiàn)性區(qū)就越大，同時(shí)調(diào)節(jié)閥的線(xiàn)性也越差。就此而論反饋桿的水平中心線(xiàn)是否與行程的50%點(diǎn)重合，關(guān)系到調(diào)節(jié)閥的線(xiàn)性及行程的始端和終端的死區(qū)影響。目前三十九頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\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(xiàn)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(chēng)展開(kāi)的反饋曲線(xiàn)板并被定型安裝于閥門(mén)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(mén)定位器反饋桿處于水平位置且與閥門(mén)開(kāi)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(xiàn)性度差、調(diào)整過(guò)程中始端或終端出現(xiàn)死區(qū)。目前四十頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\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(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)閥門(mén)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(guò)對(duì)定位器內(nèi)件的調(diào)整來(lái)解決。其實(shí)不然，首先要保證調(diào)節(jié)閥性能和質(zhì)量沒(méi)問(wèn)題及閥門(mén)定位器正確安裝，只對(duì)閥門(mén)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(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)閥門(mén)定位器使用及調(diào)校中的誤區(qū)

有人說(shuō)，定位器的輸入與輸出及閥門(mén)的開(kāi)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(mén)的開(kāi)度相一致，應(yīng)考慮定位器的輸入是否與閥門(mén)的開(kāi)度相一致，定位器的輸入與輸出及閥門(mén)的開(kāi)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(mén)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(wú)法考慮的十分周全的，都要靠定位器來(lái)逐一克服，這樣一來(lái)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(kāi)度是否對(duì)應(yīng)，不必苛求中間環(huán)節(jié)。目前四十三頁(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)閥門(mén)定位器使用及調(diào)校中的誤區(qū)

閥門(mén)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(guò)對(duì)反饋桿長(zhǎng)度的調(diào)整來(lái)達(dá)到），不然長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)對(duì)閥門(mén)定位器內(nèi)部的彈性元件造成一定的損壞，縮短閥門(mén)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(yè)\總數(shù)四十六頁(yè)\編于一點(diǎn)閥門(mén)定