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        電動調節閥的工作原理
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        電動調節閥的工作原理

        * 來源 : www.cunuf.com * 作者 : admin * 發表時間 : 2015-01-02 * 瀏覽 : 135

        電動調節閥的工作原理

        在過程控制系統中,執行器接受調節器的指令信號,經執行機構將其轉換成相應的角位移或直線位移,去操縱調節機構,改變被控對象進、出的能量或物料,以實現過程的自動控制。在任何自動控制系統中,執行器是必不可少的組成部分。如果把傳感器比擬成控制系統

        的感覺器官,調節器就是控制系統的大腦,而執行器則可以比擬為干具體工作的手。  執行器常常工作在高溫、高壓、深冷、強腐蝕、高粘度、易結晶、閃蒸、汽蝕、高壓差等惡劣狀態下,因此,它是整個控制系統的薄弱環節。如果執行器選擇或使用不當,往往會給生產過程自動化帶來困難。在許多場合下,會導致控制系統的控制質量下降、調節失靈,甚至因介質的易燃、易爆、有毒而造成嚴重的事故。為此,對于執行器的正確選用和安裝、維修等各個環節,必須給予足夠的注意。  執行器根據驅動動力的不同,可劃分為氣動執行 器、液動執行器和電動執行器,本次課將結合實驗裝 置所用的智能電動調節閥使用知識進行介紹。  二、產品知識——電動調節閥的結構與工作原理(20分鐘)  1、電動調節閥的基本結構  THJ-2的實驗裝置上,配置了上海萬迅儀表有限公司生產的智能型電動調節閥,其型

        號為QSVP-16K,圖1是電動調節閥的典型外形,它由兩個可拆分的執行機構和調節閥(調節機構)部分組成。上部是執行機構,接受調節器輸出的010mADC

        420mADC信號,并將其轉換成相應的直線位移,推動下部的調節閥動作,直接調節流體

        的流量。各類電動調節閥的執行機構基本相同,但調節閥(調節機構)的結構因使用條件的不同類型很多,最常用的是直通單閥座和直通雙閥座兩種。  2

        電動調節閥執行機構的基本結構

        執行機構采用了德國進口的PSL電子式一體化的電動執行機構,該產品體積小、重量輕,功能強、操作方便,已廣泛應用于工業控制。   其直線行程電動執行器主要是由相互隔離的電氣部分和齒輪傳動部分組成,電機作為連接兩個隔離部分的中間部件。電機按控制要求輸出轉矩,通過多級正齒輪傳遞到梯形絲桿上,梯形絲桿通過螺紋變換轉矩為推力。因此梯形螺桿通過自鎖的輸出軸將直線行程傳遞到閥桿。執行機構輸出軸帶有一個防止傳動的止轉環,輸出軸的徑向鎖定裝置也可以做動位置指示器。輸出軸止動環上連有一個旗桿,旗桿隨輸出軸同步運行,通過與旗桿連接的齒條板將輸出軸位移轉換成電信號,提供給智能控制板作為比較信號和閥位反饋輸出。同時執行機構的行程也可由齒條板上的兩個主限位開關開限制,并由兩機械限位保護。  3、執行機構工作原理  電動執行機構是以電動機為驅動源、以直流電流為控制及反饋信號,當控制器的輸入端有一個信號輸入時,此信號與位置信號進行比較,當兩個信號的偏差值大于規定的死區時,控制器產生功率輸出,驅動伺服電動機轉動使減速器的輸出軸朝減小這一偏差的方向轉動,直到偏差小于死區為止。此時輸出軸就穩定在與輸入信號相對應的位置上。

        電動調節閥執行機構工作原理

        4、控制器結構

          控制器由主控電路板、傳感器、

        LED 操作按鍵、分相電容、接線端子等組成。智能伺服放大器以專用

        單片微處理器為基礎,通過輸入回路把模擬信號、閥位電阻信號轉換成數

        字信號,微處理器根據采樣結果通過人工智能控制軟件后,顯示結果及輸

        出控制信號。

          控制器 顯示器功率驅動 伺服電機 傳動部分 行程標尺 殼體 輸出軸支架 聯接螺母

        電動調節閥的基本結構 

        電動調節閥與工藝管道中被調介質直接接觸,閥芯在閥體內運動,改變閥芯與閥座之間的流通面積,即改變閥門的阻力系數就可以對工藝參數進行調節。  4、圖5給出直通單閥座和直通雙閥座的典型結構,它由上閥蓋(

        或高溫上閥蓋)、閥體、下閥蓋、閥芯與閥桿組成的閥芯部件、閥座、填料、壓板等組成。

          直通單閥座的閥體內只有一個閥芯和一個閥座,其特點是結構簡單、泄漏量小(甚至可

        直通雙座調節閥  直通單座調節閥

        以完全切斷)和允許壓差小。因此,它適用于要求泄漏量小,工作壓差較小的干凈介質的場合。在應用中應特別注意其允許壓差,防止閥門關不死。直通雙座調節閥的閥體內有兩個閥芯和閥座。它與同口徑的單座閥相比,流通能力約大

        20%

        25%。因為流體對上、下兩閥芯上的作用力可以相互抵消,但上、下兩閥芯不易同時關閉,因此雙座閥具有允許壓差大、泄漏量較大的特點。故適用于閥兩端壓差較大,

        泄漏量要求不高的干凈介質場合,

        不適用于高粘度和含纖維的場合。    三、動手實踐——電動調節閥的基本使用(35分鐘)

        識讀電動調節閥的銘牌,并回答問題:a)口徑多少?b)閥桿行程多大?c)工作壓力是多少?d)流量系數多少?e)最大推力是多少?

          2、線路聯接  由于PSL

        執行機構采用了一體化技術,自帶伺服放大器,在不需要閥位顯示的情況下,線路聯接

        極為方便,只需二路線——電源線和控制線。圖6是其線路聯接圖。  對應圖示插上智能控制板。執行機構外殼內有端子條用于電氣接線,選擇適當的電源線與執行機構相連,建議使用Φ1.0mm2)導線。  注:線路聯接時電源線一定要正確,不然會造成控制器損壞。

        3、調試  執行機構在出廠前都進行了整定,一般使用時不需要再調試。實際使用中可能需對調節閥開度進行整定,為此,就PSL的限位開關整定問題作介紹。

        1)基本原則  執行器與調節閥門安裝連接組合后的產品調試必須作到三位同步:調節閥位置、行程開關位置、對應信號位置。

        輸入信號為4mA,下限位開關是斷電位置;輸入信號為20mA

        ,調節閥處于滿度開位置,上限位開關是斷電位置。判斷行程限位開關的辦法:上、下行程由調節凸塊碰撞到限位開關時,會聽到“咔嗒”聲均可,反作用時相反操作。  2)整定方法  控制信號 220V 執行機構電氣聯接圖

        ? 手動執行器驅動閥門的閥芯接觸閥座。當閥桿開始軸向動作時,閥桿受力為執行器盤簧的反作用力。  ? 繼續向同一方向驅動執行器,直到執行機構盤簧被壓縮到盤簧圖表所示相應數值。這樣保證關斷力,防止泄漏。  ? 不通電轉動手輪使閥桿下降至“0”位置時,調整下限限位開關正好動作(圖2)(右凸塊)。同時左旋反饋電位器到“0”歐姆位置。再轉動手輪使閥桿上升至標尺100%位置時,調節上限限位開關正好動作(左凸塊)。重復上述動作直至上、下限限位都調整好。    四、理論提高——電動執行機構工作原理(選學25分鐘)  1

        電動調節閥執行機構的結構原理

          電動執行機構由伺服放大器和執行單元兩大部分。                    

        伺服放大器將輸入信號Ii和反饋信號If相比較,得到差值信號ΔI(ΔI=IiIf)。當差值信號ΔI0時,ΔI經伺服放大器功率放大后,驅動伺服電機正轉,再經機械減速器減速后,使輸出轉角θ增大。輸出軸轉角位置經位置發送器轉換成相應的反饋電流If ,反饋到伺服放大器的輸入端使ΔI減小,直至ΔI=0時,伺服電機才停止轉動,輸出軸就穩定在與輸入信號相對應的位置上。反之,當ΔI0時,伺服電機反轉,輸出軸轉角θ減少,If也相應減小,直至使ΔI=0時,伺服電機才停止轉動,輸出軸穩定在另一新的位置上。  2

        、伺服放大器

          伺服放大器主要由前置磁放大器、觸發器和可控硅交流開關等構成。它與電機配合工作的伺服驅動電路如圖9

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