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      电动调节阀的工作原理
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      电动调节阀的工作原理

      * 来源 : www.aotc.tw * 作者 : admin * 发表时间 : 2015-01-02 * 浏览 : 135

      电动调节阀的工作原理

      在过程控制系统中,执行器接受调节器的指令信号,经执行机构将其转换成相应的角位移或直线位移,去操纵调节机构,改变被控对象进、出的能量或物料,以实?#27490;?#31243;的自动控制。在任何自动控制系统中,执行器是必不可少的组成部分。如果把传感器比拟成控制系统

      的感觉器官,调节器就是控制系统的大脑,而执行器则可以比拟为干具体工作的手。  执行器常常工作在高温、高压、深冷、强腐蚀、高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、高压差等恶劣状态下,因此,它是整个控制系统的薄弱环节。如果执行器选择或使用不?#20445;?#24448;往会给生产过程自动化带来困?#36873;?#22312;许多场合下,会导致控制系统的控制质量下降、调节失灵,甚至因介质的易燃、易爆、有毒而造成?#29616;?#30340;事故。为此,对于执行器的正确选用和安装、维修等各个环节,必须给予足够的注意。  执行器根据驱动动力的不同,可划分为气动执行 器、液动执行器和电动执行器,本次课将结合实验装 置所用的智能电动调节阀使用知识进行介绍。  二、产品知识——电动调节阀的结构与工作原理(20分钟)  1、电动调节阀的基本结构  THJ-2的实验装置上,配置了上海万迅仪表有限公司生产的智能型电动调节阀,其型

      号为QSVP-16K,图1是电动调节阀的典型外形,它由两个可拆分的执行机构和调节阀(调节机构)部分组成。上部是执行机构,接受调节器输出的010mADC

      420mADC信号,并将其转换成相应的直线位移,推动下部的调节阀动作,直接调节流体

      的流量。各类电动调节阀的执行机构基本相同,但调节阀(调节机构)的结构因使用条件的不同类型很多,最常用的是直通单阀座和直通双阀座两种。  2

      电动调节阀执行机构的基本结构

      执行机构采用了德国进口的PSL电子式一体化的电动执行机构,该产品体积小、重量轻,功能强、操作方便,?#21387;?#27867;应用于工业控制。   其直线行程电动执行器主要是由相互隔离的电气部分?#32479;萋执?#21160;部分组成,电机作为连接两个隔离部分的中间部件。电机按控制要求输出转矩,通过多级正齿?#25191;?#36882;到梯形丝杆上,梯形丝杆通过螺纹变换转矩为推力。因此梯?#28201;?#26438;通过自锁的输出轴将直线行程传递到阀杆。执行机构输出轴带有一个防止传动的止转环,输出轴的径向锁定装置也可以做动位置指示器。输出轴止动环上连有一个旗杆,旗杆随输出轴同步运行,通过与旗杆连接的齿条板将输出轴位移转换成电信号,提供给智能控制板作为比较信号和阀位反馈输出。同时执行机构的行程也可由齿条板上的两个主限位开关开限制,并由两机械限位保护。  3、执行机构工作原理  电动执行机构是以电动机为驱动源、以直流电流为控制及反馈信号,当控制器的输入端有一个信号输入时,此信号与位置信号进行比较,当两个信号的偏差值大于规定的死区时,控制器产生功率输出,驱动伺服电动机转动使减速器的输出轴朝减小这一偏差的方向转动,直到偏差小于死区为止。此时输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上。

      电动调节阀执行机构工作原理

      4、控制器结构

        控制器由主控电路板、传感器、

      LED 操作按键、分相电容、接线端子等组成。智能伺服放大器以专用

      单片微处理器为基础,通过输入回路把模拟信号、阀位电阻信号转换成数

      ?#20013;?#21495;,微处理器根据采样结果通过人工智能控制软件后,显示结果及输

      出控制信号。

        控制器 显示器功?#26159;?#21160; 伺服电机 传动部分 行程标尺 壳体 输出轴支架 联接螺母

      电动调节阀的基本结构 

      电动调节阀与工?#23637;?#36947;中被调介?#25163;?#25509;接触,阀芯在阀体内运动,改变阀芯与阀座之间的流通面积,即改变阀门的阻力系数就可以对工艺参数进行调节。  4、图5给出直通单阀座和直通双阀座的典型结构,它由上阀盖(

      或高温上阀盖)、阀体、下阀盖、阀芯与阀杆组成的阀芯部件、阀座、填料、压板等组成。

        直通单阀座的阀体内只有一个阀芯和一个阀座,其特点是结构简单、泄漏量小(甚至可

      直通双座调节阀  直通单座调节阀

      以完全切断)和允许压差小。因此,它适用于要求泄漏量小,工作压差较小的干净介质的场合。在应用中应特别注意其允许压差,防止阀门关不?#39304;?#30452;通双座调节阀的阀体内有两个阀芯和阀座。它与同口径的单座阀相比,流通能力约大

      20%

      25%。因为流体对上、下两阀芯上的作用力可以相互抵消,但上、下两阀芯不易同时关闭,因此双座阀具有允许压差大、泄漏量较大的特点。故适用于阀两端压差较大,

      泄漏量要求不高的干净介质场合,

      不适用于高粘度和含?#23435;?#30340;场合。    三、动手实践——电动调节阀的基本使用(35分钟)

      识读电动调节阀的铭牌,并回答问题:a)口径多少?b)阀杆行程多大?c)工作压力是多少?d)流量系数多少?e)最大推力是多少?

        2、线路联接  由于PSL

      执行机构采用了一体化?#38469;酰?#33258;带伺服放大器,在不需要阀位显示的情况下,线路联接

      极为方便,只需二路线——电源线和控制线。图6是其线路联?#27833;肌?/span>  对应?#38469;?#25554;?#29616;?#33021;控制板。执行机构外壳内有端子条用于电气接线,选择适当的电源线与执行机构相连,建议使用Φ1.0mm2)导线。  注?#21512;?#36335;联接时电源线一定要正确,不然会造成控制器损坏。

      3、调试  执行机构在出厂前都进行了整定,一般使用时不需要再调试。实际使用中可能需对调节阀开度进行整定,为此,就PSL的限位开关整定问题作介绍。

      1)基本原则  执行器与调节阀门安装连接组合后的产品调试必须作到三位同步:调节阀位置、行程开关位置、对应信号位置。

      输入信号为4mA,下限位开关是断电位置;输入信号为20mA

      ,调节阀处于满度开位置,上限位开关是断电位置。判断行程限位开关的办法:上、下行程由调节凸块碰撞到限位开关时,会听到“咔嗒”声均可,反作用时相反操作。  2)整定方法  控制信号 220V 执行机构电气联?#27833;?/span>

      ? 手动执行器驱动阀门的阀芯接触阀座。当阀杆开始轴向动作时,阀杆受力为执行器盘簧的反作用力。  ? 继续向同一方向驱动执行器,直到执行机构盘簧被压缩到盘簧图表所示相应数值。这样保证关断力,防止泄漏。  ? 不通电转动手轮使阀杆下降至“0”位置时,调整下限限位开关正好动作(图2)(右凸块)。同时左旋反馈电位器到“0”欧姆位置。再转动手轮使阀杆上升至标尺100%位置时,调节上限限位开关正好动作(左凸块)。重复上述动作直至上、下限限位都调整好。    四、理论提高——电动执行机构工作原理(选学25分钟)  1

      电动调节阀执行机构的结构原理

        电动执行机构由伺服放大器和执行单元两大部分。                    

      伺服放大器将输入信号Ii和反馈信号If相比较,得到差值信号ΔI(ΔI=IiIf)。当差值信号ΔI0时,ΔI经伺服放大器功率放大后,驱动伺服电机正转,再经机械减速器减速后,使输出转角θ增大。输出轴转角位置经位置发送器转换成相应的反馈电流If ,反馈到伺服放大器的输入端?#21151;?/span>I减小,直?#21147;?/span>I=0时,伺服电机才停止转动,输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上。反之,当ΔI0时,伺服电机反转,输出轴转角θ减少,If也相应减小,直至?#21151;?/span>I=0时,伺服电机才停止转动,输出轴稳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、触发器和可控硅交流开关等构成。它与电机配合工作的伺服驱动电路如图9

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