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氣動調(diào)節(jié)閥控制部件檢修注意事項、工作原理和校驗

前  言

本講義主要介紹氣動調(diào)節(jié)閥控制部件檢修過程中注意事項、主要部件的工作原理和閥門定位器的校驗方法。重點介紹了力平衡式E/P工作原理、力平衡式定位器工作原理、智能定位器工作原理、減壓閥工作原理、氣動繼動器（流量放大器）的工作原理、鎖氣器工作原理、控制閥的三斷保護原理和實際運用、介紹了FISHER 3582定位器和西門子智能定位器調(diào)整及氣動執(zhí)行機構(gòu)常見故障及產(chǎn)生的原因。

本講義用于儀控專業(yè)氣動執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整及工作負責(zé)人的理論培訓(xùn)，整個培訓(xùn)約需40小時。

                                               

目  錄

第一章  檢修注意事項（以FISHER 3582定位器為例）

第一節(jié)  開工前的檢查和準(zhǔn)備工作

第二節(jié)  拆前記錄注意事項

第三節(jié)  控制部件回裝注意事項

第四節(jié)  校前檢查、閥門校驗注意事項

第二章  氣動調(diào)節(jié)閥儀控部件工作原理

第一節(jié)  氣動調(diào)節(jié)閥介紹

第二節(jié)  氣動執(zhí)行機構(gòu)及其控制裝置功能

第三節(jié)  氣動執(zhí)行機構(gòu)控制裝置工作原理

第三章  氣動執(zhí)行機構(gòu)的調(diào)整

第一節(jié)  校驗前的準(zhǔn)備工作

第二節(jié)  氣動調(diào)節(jié)閥的調(diào)整和檢驗

第四章  氣動執(zhí)行機構(gòu)常見故障及產(chǎn)生的原因

第一節(jié)  調(diào)節(jié)閥不動作

第二節(jié)  調(diào)節(jié)閥的動作不穩(wěn)定

第三節(jié)  調(diào)節(jié)閥振蕩

第四節(jié)  調(diào)節(jié)閥的動作遲鈍

第五節(jié)  調(diào)節(jié)閥的泄漏量增大

第一章  檢修注意事項（以FISHER 3582定位器為例）

第一節(jié)  開工前的檢查和準(zhǔn)備工作

開工前，需對檢修文件包的工作內(nèi)容進行檢查，熟悉檢修工序，不明白或有異議的內(nèi)容要同文件準(zhǔn)備人員進行溝通，并核實備品備件的到貨情況。

到檢修現(xiàn)場熟悉檢修設(shè)備和作業(yè)環(huán)境，檢查是否存在高空作業(yè)、照明不足及作業(yè)區(qū)是否需要鋪墊，做到心中有數(shù)，及早準(zhǔn)備。

開工前工準(zhǔn)備好工器具，核實是否需要專用工具和專用儀器，專用儀器不要同其他工具混放在一起，注意檢查標(biāo)準(zhǔn)儀器的有效期和精度是否符合要求。

工作票領(lǐng)取后，開好工前會，明確監(jiān)護人，驗證安全措施（如停氣、停電、聯(lián)鎖保護解除、氣源和電源有檢修負責(zé)人自理等）；為防止走出間隔，要進行設(shè)備“三一致”檢查核對，即工作票上的設(shè)備名稱（設(shè)備編碼）、檢修文件包上的設(shè)備名稱（設(shè)備編碼）和就地需檢修設(shè)備上的設(shè)備名稱（設(shè)備編碼）相一致。聯(lián)系QC將文件包簽點釋放，準(zhǔn)許開工。

作業(yè)區(qū)的布置，有條件時可用黃-黑警示帶或警示圍欄根據(jù)現(xiàn)場具體情況圍成適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)區(qū)，工具和儀器的擺放要整齊。根據(jù)儀控專業(yè)的檢修特點，因點多面廣，建議工具和儀器擺放在1.5平方米以上的塑料布上，便于收拾轉(zhuǎn)移工作點。在花格柵上作業(yè)時，鋪墊面積要適當(dāng)增大，閥門作業(yè)區(qū)下方也必須鋪墊和圍堵，防止工具和設(shè)備部件墜落。照明不足時要考慮輔助照明。高空作業(yè)時，設(shè)備下方要用安全網(wǎng)圍兜，安全網(wǎng)設(shè)置要規(guī)范。

第二節(jié)  拆前記錄注意事項

一、設(shè)備拆前值檢查

拆前要對閥門的性能進行檢查，記錄閥門的啟動電流（氣壓）、閥門的關(guān)閉電流（氣壓）、閥門行程、全行程開時間、全行程關(guān)時間快開、快關(guān)時間）。拆前記錄若有QC簽點，需提前通知QC到場。

若機械檢修閥門，需儀控拆除閥門控制部件，儀控工作負責(zé)人需和機械工作負責(zé)人溝通，確定拆除范圍。

二、做好拆前記錄。

   1、做好現(xiàn)場管線記錄，以保證能正確回裝。

   2、做好定位器初始位置記錄，如正反作用、底板安裝孔、擺臂位置。

   3、做好拆線記錄，如EP、閥位反饋線電纜編號和顏色等。

三、檢查損壞設(shè)備

檢查供氣隔離閥、氣源壓力表、電磁閥、限位開關(guān)有無損壞，若有則通知QC,填寫不符合項單更換（不含工作指令已明確更換的部件）。

四、做好信號電纜絕緣包扎

閥門拆除EP接線時不要碰到EP 外殼，從而導(dǎo)致接地。電磁閥拆 除接線時不要接地和短路，將EP線和電磁閥線包扎好并固定在不影響檢修的位置。若將設(shè)備（電磁閥、限位開關(guān)等）留在現(xiàn)場注意妥善固定,告知機械檢修人員注意保護。

五、做好開口設(shè)備的防異物封堵和拆除設(shè)備的妥善保管

拆除的設(shè)備及現(xiàn)場設(shè)備開口注意封堵，通常用有色塑料布對開口點進行包扎。拆除的較小零部件應(yīng)裝入塑料封口袋中，并做好標(biāo)記，隨拆除的設(shè)備一起妥善保管。

六、做好部件緊固檢查

部件本體螺絲緊固性檢查，如定位器內(nèi)、外部固定螺絲、 EP內(nèi)、外部固定螺絲等。

第三節(jié)  控制部件回裝注意事項

回裝控制部件需注意事項：

1、 注意檢查接頭部位及氣管是否有損傷；

2、 檢查接線、電纜和電纜軟管是否有異常，如缺線鼻、電纜絕緣損傷老化、電纜軟管破損等，應(yīng)進行處理，另接線或電纜不能繃得太緊，也不要靠緊熱的閥體或在保溫層內(nèi)等。

3、 更換電磁閥注意接口位置，是否有極性要求。

4、 FICHER 3582定位器新備件需注意凸輪的方向，其正反作用的方向是否與現(xiàn)場閥門一致，凸輪類型一致。

5、 更換終端接頭時，注意生料帶的纏繞方向和規(guī)范，舊的生料帶要去除干凈，特別是設(shè)備接 頭固定端內(nèi)螺紋殘余的生料帶，避免異物進入設(shè)備內(nèi)。

6、 更換閥門所有不歸零的壓力表。

第四節(jié)  校前檢查、閥門校驗注意事項

一、閥門校驗前初步檢查：

  1、同機械檢修工作負責(zé)人溝通，了解閥門盤根力矩值大小、彈簧值、預(yù)緊力

     大小等情況。

2、檢查減壓閥輸出壓力是否為規(guī)定值，否則進行調(diào)整。無壓力表時，接標(biāo)準(zhǔn)壓力計標(biāo)定。

3、接頭用檢漏液查漏，打開氣源，在定位器輸出到最大氣壓時查漏，必要時可通過調(diào)整定位器量程來實現(xiàn)最大壓力輸出；查漏包括各接頭、EP和定位器的放大器、定位器氣路分配器、減壓閥、流量放大器、失氣保護器、電磁閥及其排氣孔。發(fā)現(xiàn)有不好的接頭、氣管和部件立即更換。

二、閥門校驗檢查：

  1、校驗EP合格,數(shù)據(jù)填寫準(zhǔn)確規(guī)范，校驗單上的數(shù)據(jù)不允許涂改，允許杠改；        

  2、粗略調(diào)整定位器使閥門在4－20mA內(nèi)可以全開全關(guān)，以便進行下面檢查：

  3、反饋臂檢查：3582定位器反饋臂位置檢查正確，其與閥門量程一致，定位器反饋臂掛鉤緊固螺絲無疲勞損傷，固定牢靠；0％，50％，100％三點驗證掛鉤伸出反饋臂1mm以上。

  4、刮蹭檢查：操作閥門分別至0％，50％，100％三點檢查，確認定位器反饋臂及其鉤爪與固定支架、閥門本體螺栓等無刮碰，或接近，建議間隙大于2mm；確認閥桿及其相連部件與閥門本體部件不刮碰。

  5、閥門相關(guān)參數(shù)檢查：檢查閥門行程合格，閥門開度指示檢查，確認閥門開度指示牌位置正確、安裝牢靠，否則請機械調(diào)整合格。

調(diào)整閥門定位器合格，最后調(diào)整結(jié)束確認零點鎖緊螺帽已緊固；用信號發(fā)生器驗證0%,25%.50%,75%,100%各點上行、下行指示正常。調(diào)整流量放大器（若有）確認閥門開關(guān)時間合格，及閥門25％幅度階躍開關(guān)時喘氣震蕩小于3次；所有調(diào)整結(jié)束，確認各調(diào)整螺絲已緊固。

三、閥門行程開關(guān)調(diào)整：

   1、調(diào)整關(guān)行程開關(guān)，要求關(guān)至10-5%動作，對于行程大點的閥門盡量調(diào)整為5%（可參考限位開關(guān)實際動作點，避免限位開關(guān)被壓壞或不到位），并記錄動作結(jié)   果（NO、NC)；

    2、調(diào)整開行程開關(guān)，要求關(guān)至90-95%動作，對于行程大點的閥門盡量調(diào)整為95%，（可參考限位開關(guān)實際動作點，避免限位開關(guān)被壓壞或不到位），并記錄動作結(jié)果（NO、NC)；

    3、對于異常或閃發(fā)故障的行程開關(guān)則進行更換。

閥門整體聯(lián)調(diào)合格后，在校驗單上填寫校驗數(shù)據(jù)。聯(lián)系QC簽點驗證，同時驗證更換的備品備件，關(guān)閉不符合項單，申報再鑒定。

四、修后再鑒定：

若機械有檢修工作，應(yīng)和機械工作負責(zé)人、雙方QC人員、運行再鑒定人員一起進行設(shè)備再鑒定工作。根據(jù)校驗單的要求進行品質(zhì)和功能再鑒定，并在再鑒定單上記錄相關(guān)數(shù)據(jù)并簽字。恢復(fù)EP接線，EP接線端子要做緊固檢查，EP內(nèi)部接線要甩在右側(cè)，不要向下碰到波紋管，并雙重驗證。緊固EP、定位器蓋子的固定螺絲時要對稱用力均勻。若強制條件，需及時恢復(fù)，監(jiān)護人驗證。

第二章 氣動調(diào)節(jié)閥儀控部件工作原理

第一節(jié)  氣動調(diào)節(jié)閥介紹

執(zhí)行機構(gòu)是自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要組成部分，通常用其來調(diào)節(jié)流入（或流出）調(diào)節(jié)對象的物質(zhì)或能量，以實現(xiàn)對熱力生產(chǎn)過程中各種熱工參數(shù)的自動控制，所以又稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終端控制元件。一個自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)即使設(shè)計合理、裝置設(shè)備先進，但如果調(diào)節(jié)機構(gòu)選擇不當(dāng)，如特性不好或調(diào)節(jié)范圍不合適，仍然會使調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)異常。

由于調(diào)節(jié)機構(gòu)直接與工作介質(zhì)接觸，使用條件惡劣，所以容易出現(xiàn)故障，比如調(diào)節(jié)閥尺寸選擇不合理或特性不適宜，使調(diào)節(jié)質(zhì)量不高；調(diào)節(jié)閥通流部分被腐蝕、堵塞，使其工作特性變壞；調(diào)節(jié)閥的機械性能差，動作不靈敏或產(chǎn)生振蕩等。因此我們在對氣動執(zhí)行機構(gòu)進行檢修和維護時，必須對調(diào)節(jié)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、原理、特性等進行了解，以保證工作的順利進行，這是保證自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。

一、氣動調(diào)節(jié)閥的構(gòu)成

控制閥主要由兩大部分組成： 閥體＋執(zhí)行器

二、氣動調(diào)節(jié)閥的功能

1、控制閥門的開關(guān)，保證閥門正常工作所需的行程

2、提供閥門關(guān)閉時所需的關(guān)閉力

3、具備一定的開關(guān)速度，保證使用要求

4、與相關(guān)附件聯(lián)合使用，滿足意外故障時閥門的理想位置（故障時閥門打開，或關(guān)閉，或即時原位鎖定）

三、氣動調(diào)節(jié)閥的流量特性：

1、氣動調(diào)節(jié)閥的流量特性是指控制閥的行程在0－100％的范圍內(nèi)與對應(yīng)的流經(jīng)控制閥的流量之間的關(guān)系。

2、壓差恒定時閥門的流量特性稱作固有流量特性。

3、在壓差等參數(shù)變化條件下閥門的流量特性稱作實際流量特性。

四、氣動調(diào)節(jié)閥的流量特性有三種：

1、快開流量特性

2、線性流量特性

3、等百分比流量特性

第二節(jié)  氣動執(zhí)行機構(gòu)及其控制裝置功能

   執(zhí)行機構(gòu)是驅(qū)動調(diào)節(jié)閥的動力裝置，有氣動、電動、液動等方式，其中氣動執(zhí)行機構(gòu)以其維護工作簡單、動作速度較快、具有防爆性、以及容易得到較大力矩等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各種場合。

   氣動執(zhí)行機構(gòu)有薄膜式和氣缸兩種。薄膜式通常單端進氣、彈簧復(fù)位，對于不同的進氣方向又分為氣開式（進氣打開閥門，失氣彈簧復(fù)位關(guān)閉閥門）和氣關(guān)式（進氣關(guān)閉閥門，失氣彈簧復(fù)位打開閥門）。由于薄膜式氣動執(zhí)行機構(gòu)中的薄膜耐受壓力較小，通常在2kg/cm以下，因此，如果應(yīng)用在力矩較大的調(diào)節(jié)閥上時，就必須增加薄膜的面積，使執(zhí)行機構(gòu)的體積變得十分龐大；而氣缸式執(zhí)行機構(gòu)的活塞和缸體均可以耐受較大的氣源壓力，而且缸體可以造得很長，因此可用在力矩大、行程長的閥門上。但氣缸也有它的缺點，由于活塞與缸體之間有相對運動，就有可能產(chǎn)生不可預(yù)見的磨擦力，如缸體銹蝕、密封圈張力不均勻等原因，使得執(zhí)行機構(gòu)卡澀造成調(diào)節(jié)失靈。而薄膜閥由于結(jié)構(gòu)的特點，不會產(chǎn)生上述故障，這也是薄膜閥的優(yōu)勢。

氣動執(zhí)行機構(gòu)控制裝置的主要組成部件和功能：

減壓閥：降低控制氣源壓力，以適宜執(zhí)行機構(gòu)的工作壓力；

過濾器：濾去壓縮空氣中的水和其他雜質(zhì)，保證進入電/氣轉(zhuǎn)換器、定位器以及執(zhí)行機構(gòu)的壓縮空氣的清潔。許多產(chǎn)品是減壓閥和過濾器一體化設(shè)計；

電/氣轉(zhuǎn)換器（E/P）：將控制系統(tǒng)來的4-20mA電流信號轉(zhuǎn)換成0.02-0.1MPa/cm2 （ 3-15psi ）的氣壓控制信號；

定位器：是閥位控制的核心部件，對調(diào)節(jié)閥的閥位進行精確控制；

位置變送器：通過連桿與閥桿的位移同步產(chǎn)生轉(zhuǎn)角移動，轉(zhuǎn)換成4-20mA電信號，線性地反映閥門的開度；

行程開關(guān)：通常安裝在閥門的全開和全關(guān)位置，用以發(fā)出閥門全開和全關(guān)的信號送到控制系統(tǒng)；

為了實現(xiàn)某些特殊的控制功能，一些執(zhí)行機構(gòu)上還配備了其他的控制部件，如實現(xiàn)聯(lián)鎖功能的電磁閥，實現(xiàn)保位功能的鎖氣器，加快動作速度的氣放大器，失氣時維持短時操作的儲能罐等等。

   執(zhí)行機構(gòu)控制部件生產(chǎn)廠家很多，結(jié)構(gòu)也有很大差異，但他們利用的原理都很近似，電/氣轉(zhuǎn)換和定位器主要采取兩種形式，即E/P、定位器分開和一體化設(shè)計，而定位器又分為氣動機械平衡式和智能型。控制部件中E/P、減壓閥、氣動機械平衡式定位器都是利用力平衡原理進行調(diào)節(jié)的。

第三節(jié)  氣動執(zhí)行機構(gòu)控制裝置工作原理

下面重點介紹電/氣轉(zhuǎn)換器和定位器等控制部件工作原理：

一、 力平衡式E/P工作原理：

E/P調(diào)節(jié)原理方框圖

上圖所示，它是按力平衡原理設(shè)計和工作的。在其內(nèi)部有一線圈，當(dāng)調(diào)節(jié)器（變送器）的電流信號送入線圈后，由于內(nèi)部永久磁鐵的作用，使線圈和杠桿產(chǎn)生位移，帶動擋板接近（或遠離）噴嘴，引起噴嘴背壓增加（或減少），此背壓作用在內(nèi)部的氣動功率放大器上，放大后的壓力一路作為轉(zhuǎn)換器的輸出，另一路送到反饋波紋管。輸送到反饋波紋管的壓力，通過杠桿的力傳遞作用在鐵芯的另一端產(chǎn)生一個反向的位移，此位移與輸入信號產(chǎn)生電磁力矩平衡時，輸入信號與輸出壓力成一一對應(yīng)的比例關(guān)系。即輸入信號從4mA.DC改變到20mA.DC時，轉(zhuǎn)換器的輸出壓力從0.02～0.1Mpa變化，實現(xiàn)了將電流信號轉(zhuǎn)換成氣動信號的過程。 圖中調(diào)零機構(gòu)，用來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的零位，反饋波紋管起反饋作用。調(diào)整量程主要是調(diào)整E/P量程跨度 。

二、力平衡式定位器工作原理：

力平衡式定位器調(diào)節(jié)原理方框圖

上圖氣動閥門定位器是按力平衡原理設(shè)計和工作的。如圖下圖所示當(dāng)通入波紋管的信號壓力增加時，使杠桿2繞支點轉(zhuǎn)動，檔板靠近噴嘴，噴嘴背壓經(jīng)放大器放大后，送入薄膜執(zhí)行機構(gòu)氣室，使閥桿向下移動，并帶動反饋桿（擺桿）繞支點轉(zhuǎn)動，連接在同一軸上的反饋凸輪（偏心凸輪）也跟著作逆時針方向轉(zhuǎn)動，通過滾輪使杠桿1繞支點轉(zhuǎn)動，并將反饋彈簧拉伸、彈簧對杠桿2的拉力與信號壓力作用在波紋管上的力達到新的平衡狀態(tài)。此時，一定的信號壓力就與一定的閥門位置相對應(yīng)。當(dāng)通入波紋管的信號壓力減少時，使杠桿2繞支點轉(zhuǎn)動，檔板離開噴嘴，噴嘴背壓經(jīng)放大器放大后，送入薄膜執(zhí)行機構(gòu)氣室，使閥桿向上移動，并帶動反饋桿（擺桿）繞支點轉(zhuǎn)動，連接在同一軸上的反饋凸輪（偏心凸輪）也跟著作順時針方向轉(zhuǎn)動，通過滾輪使杠桿1繞支點轉(zhuǎn)動，并將反饋彈簧壓縮、彈簧對杠桿2的壓力與信號壓力作用在波紋管上的力達到新的平衡狀態(tài)。此時，一定的信號壓力就與一定的閥門位置相對應(yīng)。

   以上作用方式為正作用，若要改變作用方式，只要將凸輪翻轉(zhuǎn)，A向變成B向等，即可。所謂正作用定位器，就是信號壓力增加，輸出壓力亦增加；所謂反作用定位器，就是信號壓力增加，輸出壓力則減少。氣源壓力連接到83L型氣動放大器。氣動放大器內(nèi)的固定節(jié)流孔限制噴嘴的流量，這樣當(dāng)擋板沒有擋住噴嘴時，空氣能夠排放得比進氣速度要快。

   從控制設(shè)備來的輸入信號連接到波紋管。當(dāng)輸入信號增加時，波紋管膨脹并推動平衡梁。平衡梁圍繞輸入軸轉(zhuǎn)動，使擋板靠近噴嘴。噴嘴壓力增加，然后通過氣動放大器的作用，增加至膜片式執(zhí)行機構(gòu)的輸入壓力，膜盒內(nèi)壓力的增加會使得執(zhí)行機構(gòu)推桿向下移動。推桿的移動通過一個凸輪反饋到平衡梁。當(dāng)凸輪移動時，平衡梁圍繞反饋支點旋轉(zhuǎn)，并移動擋板使其離開噴嘴。噴嘴壓力減少，并降低機構(gòu)壓力，推桿繼續(xù)下移，使擋板離開噴嘴，直到達到平衡。

當(dāng)輸入信號減少時，波紋管收縮（在內(nèi)部量程彈簧的幫助下），平衡梁圍繞輸入軸旋轉(zhuǎn)，從而移動擋板，使其離開噴嘴。噴嘴壓力減少，因而氣動放大器允許膜蓋里的壓力釋放到空氣中去。執(zhí)行機構(gòu)推桿向上移動。通過凸輪，推桿的移動被反饋到平衡梁云重新定位擋板，使其更靠近噴嘴。當(dāng)平衡條件達到時，推桿停止移動，擋板被定位，防止膜蓋里的壓力進一步降低。

   對于反作用定位器，工作原理是類似的，只不過當(dāng)輸入信號增加時，膜蓋中的壓力降低。反之，輸入信號減少時，膜蓋中的壓力增加。

三、 智能定位器工作原理：

西門子SIPART PS2智能電氣閥門定位器

   SIPART PS2 型智能電氣閥門定位器的工作原理與傳統(tǒng)定位器完全不同。采用微處理器對給定值和位置反饋進行比較。如果微處理器檢測到偏差，它就用一個五步開關(guān)程序來控制壓電閥，壓電閥進而調(diào)節(jié)進入執(zhí)行機構(gòu)氣室的空氣流量。壓電閥將控制指令轉(zhuǎn)換為氣動位移增量，當(dāng)控制偏差很大時（高速區(qū)）。定位器輸出一個連續(xù)信號；當(dāng)控制偏差不大（低速區(qū)），定位器輸出脈沖連續(xù)；當(dāng)控制器偏差很小時（自適應(yīng)或可調(diào)死區(qū)狀態(tài)），則沒有控制指令輸出。

1)如果選擇了“turn”，不能設(shè)置33 °；

2)如果選擇了1. YFCT=turn，僅出現(xiàn)參數(shù)；

3)如果選擇12.SFCT=FrEE，添加設(shè)置點出現(xiàn)；

4)NC 意味: 執(zhí)行機構(gòu)開關(guān)打開或低位，NO 意味: 執(zhí)行機構(gòu)開關(guān)關(guān)閉或高位；

5)Normal(常規(guī))意味: 高位沒有故障，Inverted(反常規(guī))意味:低位沒有故障。

SIPART PS2 可以在組態(tài)模式下對如下設(shè)置進行組態(tài)：

l 輸入電流范圍 0 至 20 mA 或 4 至 20 mA  

l 設(shè)定點上升或下降特性

l 定位速度限值 (給定值斜率)

l 分程; 可調(diào)整起始值和滿刻度值

l 響應(yīng)閾值 (死區(qū))；自動設(shè)定或人工設(shè)定

l 動作方向；隨設(shè)定點上升而上升或下降的輸出壓力

l 定位范圍的限值 (起始刻度和滿刻度值 )

l 執(zhí)行機構(gòu)位置的限值 (報警):最小值和最大值

l 自動“緊密關(guān)閉” (用于 6DR5...可調(diào)制響應(yīng)閾值)

l 行程可以根據(jù)閥門特性進行校正，可有如下選擇：

- 線性特性

- 等百分比特性 1: 25，1: 33 和 1: 50

- 反等百分比特性 1: 25，1: 33 和 1: 50

- 任意特性，輸入多達 21 添加點的多邊形折線。

l 二進制輸入功能

l 報警輸出功能。

西門子SIPART PS2智能定位器參數(shù)表

備注：因出廠時間不同參數(shù)表可能有所差別。

四、 減壓閥工作原理

如下圖壓縮空氣經(jīng)過過濾后由輸入口進入輸入壓力室（紅色部分），或輸入壓力室內(nèi)安裝過濾裝置，經(jīng)過閥芯后進入輸出腔室（藍色部分）。

當(dāng)輸出腔室的氣壓大于膜片上彈簧壓力時，膜片向上移動，閥芯也向上移動，輸入氣源被閥芯隔斷，輸出腔室內(nèi)的壓縮空氣通過膜片和閥芯頂部之間間隙進入排空腔室（黃色部分）由排氣孔排出，使輸出壓力減小。

當(dāng)輸出腔室的氣壓小于膜片上彈簧壓力時，膜片向下移動，輸入氣源通過閥芯和閥座之間間隙進入輸出腔室，使輸出腔室內(nèi)的壓力上升。只有當(dāng)輸出壓力與彈簧壓力一致時，閥芯和閥座間隙固定，輸出壓力穩(wěn)定。

因此我們只要調(diào)整減壓閥頂部的調(diào)整螺絲，就控制輸出壓力。

五、 氣動繼動器（流量放大器）的工作原理：

氣動繼動器按力平衡原理設(shè)計。它由端蓋(1)、環(huán)室(2)、膜片組件(3)、閥芯組件(4)、閥體組件(5)和調(diào)整用的針閥(P)等組成。(見下圖)

輸入信號進入膜室作用膜片組件(17)產(chǎn)生位移,從而改變閥芯與閥座的開度，使輸出信號相應(yīng)變化，輸出信號的變化在膜片組件上實現(xiàn)反饋，直至輸入信號與輸出信號相平衡，此時繼動器具有穩(wěn)定的輸出值。調(diào)整調(diào)節(jié)針閥P，可以改變氣動繼動器的平衡時間，即執(zhí)行機構(gòu)動作速度，從而獲得較為理想的調(diào)節(jié)品質(zhì)。  

六、 鎖氣器工作原理：

鎖氣器也是按力平衡原理設(shè)計的，工作膜片兩端：一側(cè)是密閉的控制氣室，另一側(cè)是保護定值彈簧（有可調(diào)和不可調(diào)兩種），當(dāng)控制氣壓力大于定值彈簧壓力時，控制氣壓通過工作膜片將定值彈簧壓縮，使閥芯離開閥座，信號氣源通過閥芯輸出，當(dāng)控制氣壓力小于定值彈簧壓力時，被壓縮的彈簧釋放，使閥芯靠近閥座，信號氣源被隔斷，達到失氣保持目的。

控制閥的三斷保護：

控制閥在過程控制系統(tǒng)的重要作用是人所共知的，控制閥正常工作時需要系統(tǒng)提供氣（電）源、信號源，其氣（電）源、信號源的正確提供是控制閥正常工作的最基礎(chǔ)的保證。由于控制閥工作的重要性要求，因此，要求過程控制系統(tǒng)要保證氣（電）源、信號源能夠正確、連續(xù)的提供給控制閥。

控制閥的三斷保護指：

斷氣源保護、斷電源保護、斷信號源保護

三斷保護實際運用：

  力平衡定位器（控制閥配力平衡定位器）

l 雙鎖氣器用法其工作原理如下：

  1、斷氣源：當(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障（失氣）時，氣動保位閥自動關(guān)閉將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。該保位閥應(yīng)設(shè)定在略低于氣源的最小值時啟動。

  2、斷電源：當(dāng)控制系統(tǒng)電源故障（失電）時，失電（信號）比較器控制單電控電磁換向閥的輸出電壓消失，單電控電磁換向閥失電，單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復(fù)位彈簧的作用下滑動，電磁閥換向，將氣動保位閥的膜室壓力排空，氣動保位閥關(guān)閉，將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。

3、斷信號：當(dāng)控制系統(tǒng)信號故障（失信號）時，失電（信號）比較器檢測到后，斷掉單電控電磁換向閥的電壓信號，單電控電磁換向閥失電，單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復(fù)位彈簧的作用下滑動，電磁閥換向，將氣動保位閥的膜室壓力排空，氣動保位閥關(guān)閉，將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。

4、雙鎖氣器原理：運用兩個鎖氣器當(dāng)控制信號壓力低于20Kpa或動力氣源失去時，鎖氣器自動關(guān)閉，將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。

智能定位器的三斷保護：

智能定位器是由智能定位器、鎖氣器與閥門組成，與雙鎖氣器控制回路相似，智能定位器本身具有斷電源保位功能，斷信號時可選擇保持原位、全關(guān)、全開功能，取消失信號鎖氣器，保留失氣源鎖氣器。工作原理，當(dāng)失信號（控制信號故障）時，通過定位器組態(tài)，選擇閥門保持位置，當(dāng)動力氣源故障時，鎖氣器自動關(guān)閉，將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。工作原理圖略。

第三章  氣動執(zhí)行機構(gòu)的調(diào)整

第一節(jié)  校驗前的準(zhǔn)備工作

準(zhǔn)備工作：

1、閥門連接前用手動加載器（自制）給膜盒通氣，在閥桿和驅(qū)動桿中間加合適鐵塊壓一下，保證閥門全關(guān)；

2、檢查氣動頭行程，該行程應(yīng)大于閥門行程或定值行程；

3、按閥門銘牌形程或定值行程連接連軸器；

4、調(diào)整彈簧使閥門在銘牌規(guī)定起座壓力時開始動作。

定位器安裝注意事項：

1、安裝要牢固可靠

2、閥門在50%時定位器反饋桿應(yīng)水平（反饋臂不能調(diào)整的定器此點尤為重要）

3、反饋臂長度應(yīng)于閥門行程一致，防止損壞定位器

第二節(jié)  氣動調(diào)節(jié)閥的調(diào)整和檢驗

當(dāng)氣源和電流信號接好后，我們可以對執(zhí)行機構(gòu)進行調(diào)整了。

1、減壓閥調(diào)整：

減壓閥初始狀態(tài)應(yīng)該在完全釋放狀態(tài)，即輸出壓力最低，調(diào)整時在減壓閥輸出壓力顯示口接入標(biāo)準(zhǔn)壓力表，松開鎖緊螺母，順時針緩慢旋入調(diào)整螺絲，則輸出氣壓上升；逆時針旋出調(diào)整螺絲，輸出氣壓降低，反復(fù)調(diào)整直至氣壓合適為止。

2、E/P 調(diào)整：

在E/P輸出壓力顯示口接入標(biāo)準(zhǔn)壓力表，用標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器給E/P輸入4mA直流電流，觀察其輸出氣壓是否為0.02MPa ，否則調(diào)整零點調(diào)節(jié)螺絲，使氣壓達到0.02MPa ，然后加入20mA信號，觀察其輸出氣壓是否為0.1Mpa ，否則調(diào)整量程調(diào)節(jié)螺絲，使氣壓達到0.1Mpa 。零點和量程調(diào)整互相有不同程度的影響，因此上述過程要進行反復(fù)調(diào)整，零點和量程調(diào)整好以后檢查E/P線性。

3、FISHER 3582定位器調(diào)整：

1）用手動加載器將閥門動作到行程的中間位置；

2）提起回轉(zhuǎn)軸臂，使回轉(zhuǎn)軸臂上的標(biāo)記和殼體上的標(biāo)記都指向中間位置，或提起回轉(zhuǎn)軸臂使上面的槽與連接臂平行；

3) 將行程銷定位，使其與回轉(zhuǎn)軸臂垂直，并對著回轉(zhuǎn)軸臂上的行程機構(gòu)全行程位置.(短于1-1/8英寸既28.6毫米的行程在回轉(zhuǎn)反饋驅(qū)動臂軸臂上應(yīng)調(diào)在1-1/8英寸的行程位置。）

4) 擰緊鎖緊螺母；

5) 解除手動加載器輸出壓力，拆下手動加載器；

6) 恢復(fù)定位器氣源管；

7) 改變E/P輸入信號使輸出0.02Mpa壓力信號，調(diào)節(jié)噴嘴直到閥位移到其行程的相應(yīng)的終點為止。改變噴嘴位置僅作為零點微調(diào)手段。每當(dāng)噴嘴位置改變，零位基準(zhǔn)點便改變 ；

8) 改變E/P輸入信號使輸出0.1Mpa壓力信號,觀察執(zhí)行機構(gòu)行程 ,如果執(zhí)行機構(gòu)未能移到其行程的頂端，應(yīng)將擋板移向高數(shù)值而使行程延長，如果輸入信號低于上限的情況下，執(zhí)行機構(gòu)達到其行程終點，則應(yīng)將擋板移向作用區(qū)的低數(shù)值而使行程縮短。反復(fù)調(diào)整，直到達到正確的行程為止。

零點和量程調(diào)整好以后檢查閥門線性，如線性不能滿足要求，需按以下步驟平衡桿找正：  

l 檢查記錄擋板在平衡桿F上的作用側(cè)（正／反）。

l 檢查樞銷和六角鎖緊螺母B、C的調(diào)整情況。

l 檢查反饋凸輪磨損情況，磨損超標(biāo)的更換。

l 檢查確保擋板靠近噴嘴，并與之對準(zhǔn)。

l 松開鎖緊螺母，將噴嘴D按順時針方向轉(zhuǎn)到

l 其最低位置。

l 將噴嘴D向外（逆時針方向）轉(zhuǎn)兩圈。

l 擰緊鎖緊螺母。

l 將定位器輸入壓力調(diào)定在中間量程0.06Mpa。

l 打開定位器供氣閥。

l 調(diào)整G將擋板移至平衡桿F上的“0”的位置。

l 調(diào)節(jié)隨動組件螺釘A以產(chǎn)生一個等于輸出壓力范圍的二分之一的輸出壓力,既閥門定位在全行程50%位置。

l 擰緊鎖緊螺母。

l 調(diào)整G將擋板向右移到平衡桿F正向作用側(cè)“10”的位置。

l 松開波紋管鎖緊螺母B，調(diào)節(jié)波紋管樞軸，使閥門定位在全行程的50%位置。

l 擰緊鎖緊螺母。    

l 調(diào)整G將擋板向左移到平衡桿反作用側(cè)“10”的位置。

l 松開鎖緊螺母C，調(diào)節(jié)樞軸，使閥門定位在全行程的50%位置。

l 擰緊鎖緊螺母。

l 反復(fù)調(diào)整，以確保閥門在擋板處于平衡桿F上  的“0”正向作用側(cè)“10”、反作用側(cè)“10”  的位置都定位在全行 程的50%位置。

l 找正結(jié)束需重新執(zhí)行進行定位器調(diào)整。

4、西門子智能定位器自動整定：

定位器的接線檢查和行程檢查：

l 檢查定位器供氣壓力正常。

l 檢查定位器接線正確，指令信號接端子+6、-7，反饋信號接端子+61 -62。

l 檢查定位器反饋連桿標(biāo)尺上固定點刻度值應(yīng)與閥門行程一致。

l 檢查行程推桿位置正確，行程小于20mm設(shè)置在33°位置，行程大于20mm或為90°轉(zhuǎn)角時設(shè)置在90°位置。

l 用方式鍵切換到“MAN”方式，定位器顯示“P XX.X”，并有“NO INIT”閃爍。

l 用“+”和“-”鍵調(diào)整執(zhí)行器，檢查閥門無卡澀、無漏氣，檢查閥門標(biāo)尺指示正確，各部件運行正常，聯(lián)系機械確認行程滿足要求。

l 若閥門在全關(guān)位置顯示為“P0.0”±1以內(nèi)，或閥門在全開位置顯示為“P100.0” ±1以內(nèi)，在50%閥位顯示為“P50.0”±1以內(nèi)，則將定位器投入“AUT”方式，則不需要自動整定。

l 若閥門在全關(guān)位置、50%位置和全開位置閥位反饋顯示偏差較大，移動定位器，使反饋桿達到水平位置，顯示屏將顯示一個介于P48.0 到 P52.0 之間的值。如果不是這種情況，調(diào)整磨擦夾緊單元，直到反饋桿水平并顯示“P50.0”時。則執(zhí)行自動初始化。

定位器的功能鍵使用和啟動自動初始化（自動整定）：

l 按方式鍵切換到“MAN”手動方式

l 按方式鍵>5s，調(diào)出“組態(tài)方式”

l 按方式鍵鍵，選擇需要組態(tài)的參數(shù)

l 按“+”或“-”鍵進行參數(shù)設(shè)置

l 檢查驗證定位器參數(shù)設(shè)置正確

l 在組態(tài)菜單中，將參數(shù)“4.INIT”設(shè)置為“STRT”，按“+”>5s后，啟動自動初始化。

定位器自動運行初始化步驟“RUN1-RUN5”

l RUN1：確定執(zhí)行器動作方向

l RUN2：定位執(zhí)行器的量程和零點

l RUN3：執(zhí)行器全開和全關(guān)的動作時間確定（dxx.x）/(uxx.x)

l RUN4：執(zhí)行器最小動作開度確定

l RUN5：執(zhí)行器動作過程參數(shù)優(yōu)化      

l FINISH：初始化成功結(jié)束

如初始化不能成功完成，將顯示錯誤指示：

l RUN |└：執(zhí)行器沒有動作；檢查氣源閥是否打開。

l └d..|.U：執(zhí)行器超出定位器下限范圍；調(diào)整拐臂撥輪，顯示為“P 5.0”左右。

l MIDDLE：水平線性不滿足；用“+”和“-”鍵驅(qū)動執(zhí)行器到水平位置，調(diào)整拐臂上滾軸的位置，滿足顯示為P48-P52。

l └UP>：執(zhí)行器超出定位器上限范圍；調(diào)整拐臂撥輪，顯示為“P 95.0”左右。

l └U-d<：執(zhí)行器動作行程小；重新設(shè)定定位器行程。

l Ux.x/NOZZLE或Dx.x/NOZZLE：定位時間太短；使用節(jié)流閥，調(diào)整執(zhí)行器動作時間。

l 如顯示錯誤，用“方式選擇”鍵確認，經(jīng)處理后，重新從第六步開始執(zhí)行，如初始化成功結(jié)束，將定位器投入“AUTO”方式，執(zhí)行器調(diào)整工作結(jié)束，

5、西門子智能定位器手動整定：

l 按“方式選擇”鍵將定位器切手動

l 按“方式選擇”鍵>5s，調(diào)出“組態(tài)方式”

l 按“方式選擇”鍵，選擇需要組態(tài)的參數(shù)

l 按“+”或“-”鍵進行參數(shù)設(shè)置

l 檢查驗證定位器參數(shù)設(shè)置正確

l 在組態(tài)菜單中，選擇組態(tài)菜單參數(shù)“5.INITM” ，按“+”>5s后，出現(xiàn)YEND1

l 按“+”或“-”鍵，將執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動到需要的全開/全關(guān)位置，

l 按方式選擇鍵，出現(xiàn)YEND2

l 按“-” 或“+”鍵，將執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動到需要的全關(guān)/全開位置

按方式選擇鍵，啟動初始化定位器自動運行初始化步驟“RUN1-RUN5”

u RUN1：確定執(zhí)行器動作方向

u RUN2：定位執(zhí)行器的量程和零點

u RUN3：執(zhí)行器全開和全關(guān)的動作時間確定 （dxx.x）/(uxx.x)

u RUN4：執(zhí)行器最小動作開度確定

u RUN5：執(zhí)行器動作過程參數(shù)優(yōu)化      

u FINISH：初始化成功結(jié)束

如初始化不能成功完成，將顯示錯誤指示。

l RUN |└：執(zhí)行器沒有動作；檢查氣源閥是否打開。

l └d..|.U：執(zhí)行器超出定位器下限范圍；調(diào)整拐臂撥輪，顯示為“P 5.0”左右。

l MIDDLE：水平線性不滿足；用“+”和“-”鍵驅(qū)動執(zhí)行器到水平位置，調(diào)整拐臂上滾軸的位置，滿足顯示為P48-P52。

l └UP>：執(zhí)行器超出定位器上限范圍；調(diào)整拐臂撥輪，顯示為“P 95.0”左右。

l └U-d<：執(zhí)行器動作行程小；重新設(shè)定定位器行程。

l Ux.x/NOZZLE或Dx.x/NOZZLE：定位時間太短；使用節(jié)流閥，調(diào)整執(zhí)行器動作時間。

如顯示錯誤，用“方式選擇”鍵確認，經(jīng)處理后，重新從第六步開始執(zhí)行，如初始化成功結(jié)束，將定位器投入“AUTO”方式，執(zhí)行器調(diào)整工作結(jié)束。

第二節(jié)  氣動調(diào)節(jié)閥遠操試驗

l 遠方操作閥門到全關(guān)處，檢查DCS反饋指示為0±1%(若有限位開關(guān)，則調(diào)整關(guān)限位開關(guān)動作，檢查DCS 指示閥門狀態(tài)全關(guān))

l 遠方操作閥門到全開處，檢查DCS反饋指示0100±1%(若有限位開關(guān)，則調(diào)整開限位 開關(guān)動作，檢查DCS指示閥門狀態(tài)全開)

l 由DCS畫面分別輸入0%，25%，50%，75%，100%指令，閥位反饋誤差應(yīng)≤±1%，并將閥位反饋數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中

指令標(biāo)準(zhǔn)值（%）0255075100反饋標(biāo)準(zhǔn)值（%）-1~124~2649~5174~7699~101反饋上升值（%）     反饋下降值（%）      

第四章  氣動執(zhí)行機構(gòu)常見故障及產(chǎn)生的原因

第一節(jié)  調(diào)節(jié)閥不動作

故障現(xiàn)象及原因如下：

一、無信號、無氣源

    1、氣源未開；

    2、由于氣源含水在冬季結(jié)冰，導(dǎo)致風(fēng)管堵塞或過濾器、減壓閥堵塞失靈；

    3、空壓機故障；

    4、氣源總管泄漏。

二、有氣源，無信號

    1、調(diào)節(jié)器故障；

    2、信號管泄漏；

    3、定位器波紋管漏氣；

三、定位器無氣源

  1、過濾器堵塞；

    2、減壓閥故障；

    3、管道泄漏或堵塞。

四、定位器有氣源，無輸出

定位器的節(jié)流孔堵塞。

五、定位器輸出正常調(diào)節(jié)閥不動作

    1、閥芯脫落；

    2、閥芯與閥座卡死；

    3、閥桿彎曲或折斷；

    4、閥座閥芯凍結(jié)或焦塊污物；

    5、執(zhí)行機構(gòu)彈簧因長期不用而銹死；

    6、鎖氣器（失信號和失氣）定值未調(diào)整好，動作切斷工作氣源。

第二節(jié)  調(diào)節(jié)閥的動作不穩(wěn)定

故障現(xiàn)象和原因如下：

一、氣源壓力不穩(wěn)定

     1、壓縮機容量太小；

     2、儀表氣母管壓力波動；

     3、減壓閥故障供氣不穩(wěn)。

二、信號壓力不穩(wěn)定

   1、控制系統(tǒng)PID參數(shù)設(shè)置不適當(dāng)；

   2、調(diào)節(jié)器輸出不穩(wěn)定；

   3、控制信號波動；

   4、管線或閥門膜盒漏氣；

   5、控制信號接觸不良或有交流干擾。  

三、氣源壓力穩(wěn)定，信號壓力也穩(wěn)定，但調(diào)節(jié)閥的動作仍不穩(wěn)定

   1、定位器中放大器磨損或臟，耗氣量特別增大時會產(chǎn)生輸出 震蕩；

   2、定位器中放大器的噴咀擋板不平行，擋板蓋不住噴咀；

   3、輸出管線漏氣或閥門膜盒漏氣；

   4、閥桿摩擦阻力大；

   5、流量放大器調(diào)整到極限位置；

   6、流量放大器故障。

第三節(jié)  調(diào)節(jié)閥振蕩

故障現(xiàn)象和原因如下 ：

一、調(diào)節(jié)閥在任何開度下都振蕩

     1、支撐不穩(wěn)；

     2、附近有振動源；

     3、閥芯與襯套磨損嚴重；

     4、閥門膜盒漏氣；

     5、定位器漏氣；

     6、定位器輸出與膜盒間管路漏氣；

     7、盤根壓得太緊；

     8、盤根壓偏；

     9、閥桿摩擦力太；

     10、流量放大器調(diào)整到極限位置；

11、流量放大器故障大；

     12、控制信號波動；

     13、E/P漏氣或故障。

二、調(diào)節(jié)閥在接近全閉位置時振蕩

   1、調(diào)節(jié)閥選大了，常在小開度下使用；

    2、單座閥介質(zhì)流向與關(guān)閉方向相反；

    3、盤根壓偏或閥桿不同心。

第四節(jié)  調(diào)節(jié)閥的動作遲鈍

遲鈍的現(xiàn)象及原因如下：

一、閥桿僅在單方向動作時遲鈍

    1、氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)中膜片破損泄漏；

    2、執(zhí)行機構(gòu)中“O”型密封泄漏。

二、閥桿在往復(fù)動作時均有遲鈍現(xiàn)象

    1、閥體內(nèi)有粘物堵塞；

2、聚四氟乙烯填料變質(zhì)硬化或石墨一石棉填料潤滑油干燥；

    3、填料壓得太緊，摩擦阻力增大；

    4、由于閥桿不直導(dǎo)致摩擦阻力大；

    5、閥門膜盒容量大且沒有安裝流量放大器也會導(dǎo)致動作遲；

    6、氣源管或接頭內(nèi)徑偏小，造成膜盒進氣和排氣流量偏低。

第五節(jié)  調(diào)節(jié)閥的泄漏量增大

泄漏的原因如下：    

一、閥全關(guān)時泄漏量大

    1、閥芯被磨損，內(nèi)漏嚴重，

    2、閥未調(diào)好關(guān)不嚴。    

二、閥達不到全閉位置

    1、介質(zhì)壓差太大，執(zhí)行機構(gòu)剛性小，閥關(guān)不嚴；

    2、閥內(nèi)有異物；

    3、襯套燒結(jié)。

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