智能型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動(dòng)力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助于電氣閥門(mén)定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥等附件去驅(qū)動(dòng)閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)，接收工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制信號(hào)來(lái)完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的：流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(如下圖氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥ZJHM04)的特點(diǎn)就是控制簡(jiǎn)單，反應(yīng)快速，且本質(zhì)安全，不需另外再采取防爆措施。

智能型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥作用方式

氣開(kāi)型(常閉型)是當(dāng)膜頭上空氣壓力增加時(shí)，閥門(mén)向增加開(kāi)度方向動(dòng)作，當(dāng)達(dá)到輸入氣壓上限時(shí)，閥門(mén)處于全開(kāi)狀態(tài)。反過(guò)來(lái)，當(dāng)空氣壓力減小時(shí)，閥門(mén)向關(guān)閉方向動(dòng)作，在沒(méi)有輸入空氣時(shí)，閥門(mén)全閉。顧通常我們稱氣開(kāi)型調(diào)節(jié)閥為故障關(guān)閉型閥門(mén)。

氣關(guān)型(常開(kāi)型)動(dòng)作方向正好與氣開(kāi)型相反。當(dāng)空氣壓力增加時(shí)，閥門(mén)向關(guān)閉方向動(dòng)作;空氣壓力減小或沒(méi)有時(shí)，閥門(mén)向開(kāi)啟方向或全開(kāi)為止。顧通常我們稱氣關(guān)型調(diào)節(jié)閥為故障開(kāi)啟型閥門(mén)。

氣開(kāi)氣關(guān)的選擇是根據(jù)工藝生產(chǎn)的安全角度出發(fā)來(lái)考慮。當(dāng)氣源切斷時(shí)，調(diào)節(jié)閥是處于關(guān)閉位置安全還是開(kāi)啟位置安全。

舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)加熱爐的燃燒控制，調(diào)節(jié)閥安裝在燃料氣管道上，根據(jù)爐膛的溫度或被加熱物料在加熱爐出口的溫度來(lái)控制燃料的供應(yīng)。這時(shí)，宜選用氣開(kāi)閥更安全些，因?yàn)橐坏庠赐Ｖ构┙o，閥門(mén)處于關(guān)閉比閥門(mén)處于全開(kāi)更合適。如果氣源中斷，燃料閥全開(kāi)，會(huì)使加熱過(guò)量發(fā)生危險(xiǎn)。又如一個(gè)用冷卻水冷卻的的換熱設(shè)備，熱物料在換熱器內(nèi)與冷卻水進(jìn)行熱交換被冷卻，調(diào)節(jié)閥安裝在冷卻水管上，用換熱后的物料溫度來(lái)控制冷卻水量，在氣源中斷時(shí)，調(diào)節(jié)閥應(yīng)處于開(kāi)啟位置更安全些，宜選用氣關(guān)式(即FO)調(diào)節(jié)閥。

智能型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)

智能型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥通常由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥連接安裝調(diào)試組成（如下圖氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)圖），氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為單作用式和雙作用式兩種，單作用執(zhí)行器內(nèi)有復(fù)位彈簧，而雙作用執(zhí)行器內(nèi)沒(méi)有復(fù)位彈簧。其中單作用執(zhí)行器，可在失去起源或突然故障時(shí)，自動(dòng)歸位到閥門(mén)初始所設(shè)置的開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)。

智能型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥根據(jù)動(dòng)作形式分氣開(kāi)型和氣關(guān)型兩種，即所謂的常開(kāi)型和常閉型，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)或氣關(guān)，通常是通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用和閥態(tài)結(jié)構(gòu)的不同組裝方式實(shí)現(xiàn)。

智能型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥定位器

閥門(mén)定位器是調(diào)節(jié)閥的主要附件，與智能氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥大大配套使用，它接受調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)，然后以它的輸出信號(hào)去控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，當(dāng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作后，閥桿的位移又通過(guò)機(jī)械裝置反饋到閥門(mén)定位器，閥位狀況通過(guò)電信號(hào)傳給上位系統(tǒng)。閥門(mén)定位器按其結(jié)構(gòu)形式和工作原理可以分成氣動(dòng)閥門(mén)定位器、電-氣閥門(mén)定位器和智能式閥門(mén)定位器。

閥門(mén)定位器能夠增大調(diào)節(jié)閥的輸出功率，減少調(diào)節(jié)信號(hào)的傳遞滯后，加快閥桿的移動(dòng)速度，能夠提高閥門(mén)的線性度，克服閥桿的磨擦力并消除不平衡力的影響，從而保證調(diào)節(jié)閥的正確定位。

用執(zhí)行機(jī)構(gòu)分氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，有直行程、角行程之分。用以自動(dòng)、手動(dòng)開(kāi)閉各類伐門(mén)、風(fēng)板等。

智能型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥安裝原則

(1)智能氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥安裝位置，距地面要求有一定的高度，閥的上下要留有一定空間，以便進(jìn)行閥的拆裝和修理。對(duì)于裝有氣動(dòng)閥門(mén)定位器和手輪的調(diào)節(jié)閥，必須保證操作、觀察和調(diào)整方便。

(2)調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在水平管道上，并上下與管道垂直， 一般要在閥下加以支撐，保證穩(wěn)固可靠。對(duì)于特殊場(chǎng)合下，需要調(diào)節(jié)閥水平安裝在豎直的管道上時(shí)，也應(yīng)將調(diào)節(jié)閥進(jìn)行支撐(小口徑調(diào)節(jié)閥除外)。安裝時(shí)，要避免給調(diào)節(jié)閥帶來(lái)附加應(yīng)力)。

(3)調(diào)節(jié)閥的工作環(huán)境溫度要在(-30～+ 60) 相對(duì)濕度不大于95% 95% ，相對(duì)濕度不大于95%。

(4)調(diào)節(jié)閥前后位置應(yīng)有直管段，長(zhǎng)度不小于10倍的管道直徑(10D)，以避免閥的直管段太短而影響流量特性。

(5)調(diào)節(jié)閥的口徑與工藝管道不相同時(shí)，應(yīng)采用異徑管連接。在小口徑調(diào)節(jié)閥安裝時(shí)，可用螺紋連接。 閥體上流體方向箭頭應(yīng)與流體方向一致。

(6)要設(shè)置旁通管道。目的是便于切換或手動(dòng)操作， 可在不停車情況下對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行檢修。

(7)調(diào)節(jié)閥在安裝前要徹底清除管道內(nèi)的異物，如污垢、焊渣等。

智能型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥定位器故障

普通定位器采用機(jī)械式力平衡原理工作，即噴嘴擋板技術(shù)，主要存在以下故障類型：

(1)因采用機(jī)械式力平衡原理工作，其可動(dòng)部件較多，易受溫度、振動(dòng)的影響，造成調(diào)節(jié)閥的波動(dòng);

(2)采用噴嘴擋板技術(shù)，由于噴嘴孔很小，易被灰塵或不干凈的氣源堵住，使定位器不能正常工作;

(3)采用力的平衡原理，彈簧的彈性系數(shù)在惡劣現(xiàn)場(chǎng)會(huì)發(fā)生改變，造成調(diào)節(jié)閥非線性導(dǎo)致控制質(zhì)量下降。

(4)智能定位器由微處理器(CPU)、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器等部件組成，其工作原理與普通定位器截然不同，給定值和實(shí)際值的比較純是電動(dòng)信號(hào)，不再是力平衡。因此能夠克服常規(guī)定位器的力平衡的缺點(diǎn)。但在用于緊急停車場(chǎng)合時(shí)，如緊急切斷閥、緊急放空閥等，這些閥門(mén)要求靜止在某一位置，只有緊急情況出現(xiàn)時(shí)，才需要可靠地動(dòng)作，長(zhǎng)時(shí)間停留在某一位置，容易使電氣轉(zhuǎn)換器失控造成小信號(hào)不動(dòng)作的危險(xiǎn)情況。此外。用于閥門(mén)的位置傳感電位器由于工作在現(xiàn)場(chǎng)，電阻值易發(fā)生變化造成小信號(hào)不動(dòng)作、大信號(hào)全開(kāi)的危險(xiǎn)情況。因此，為了確保智能定位器的可靠性和可利用性，必須對(duì)它們進(jìn)行頻繁地測(cè)試。

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智能型調(diào)節(jié)閥的定義

智能調(diào)節(jié)閥是帶有微處理器，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化控制功能的調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)閥的智能化通常采用下列幾種形式：

1、帶智能閥門(mén)定位器的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥；

2、智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；巳帶現(xiàn)場(chǎng)總線智能閥門(mén)定位器的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。智能化控制功能’主要包括下列內(nèi)容

3、方便地修改調(diào)節(jié)閥流量特性。

4、實(shí)現(xiàn)PID控制運(yùn)算。

5、實(shí)現(xiàn)其他運(yùn)算功能，例如，進(jìn)行分程控制的量程范圍設(shè)置，非線性補(bǔ)償運(yùn)算等。

6、更改調(diào)節(jié)閥的正、反作用方式。

7、實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信，—實(shí)現(xiàn)信息共享。L實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的故障診斷和報(bào)警。

8、實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的自鎖。

9、實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的狀態(tài)信息管理等，使用智能閥門(mén)定位器的優(yōu)點(diǎn)如下。

a、減小控制回路的安裝、校驗(yàn)和調(diào)試時(shí)間。

b、采用診斷功能，使調(diào)節(jié)閥使用。壽命延長(zhǎng)，運(yùn)行狀況能被及時(shí)監(jiān)測(cè)。

c、降低對(duì)儀表維護(hù)人員的技能要求。