定位器原理及故障處理

1、電儀作業(yè)部?jī)x表一部 儀表維護(hù)一班 李會(huì)軍定位器原理及故障處理定位器原理及故障處理 在生產(chǎn)過(guò)程中，控制系統(tǒng)對(duì)閥門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)稱附件)來(lái)滿足生產(chǎn)過(guò)程的需要。例如：l為了改善調(diào)節(jié)閥的靜態(tài)特性（線性度）和動(dòng)態(tài)特性（響應(yīng)） ，要配用閥門定位器。l為了轉(zhuǎn)換電、氣信號(hào)，要配用電/氣轉(zhuǎn)換器。l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。l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。首先看一下沒(méi)有加裝閥門定位器的情況在沒(méi)有加裝閥門定位器

2、的情況下，系統(tǒng)處于開環(huán)狀態(tài)。如下圖所示Y KZ根據(jù)方框圖可知輸入與輸出的關(guān)系為 ： Y = ZK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)。l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。l用于高壓差 當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端的壓差大于1 MPa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

3、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。l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。l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。l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。l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100m

4、m、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定位器。l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。l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。l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。l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

5、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定位器。l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。l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。100%2060100 KPa41220mA閥開度100%2060100 KPa41220mA閥開度ABAB100%2060100 KPa41220mA閥開

6、度AB100%2060100 KPa41220mA閥開度AB氣動(dòng)電氣氣動(dòng)氣動(dòng)氣動(dòng)電氣電氣電氣氣開氣閉1開1閉1閉1開分程調(diào)節(jié)特性曲線圖分程調(diào)節(jié)特性曲線圖從特性曲線可以看出，曲線不夠陡；也不直，即噴嘴擋板機(jī)構(gòu)的靈敏度與線性均不好。在噴嘴擋板的加工精度不高，擋板與噴嘴的軸線不垂直時(shí)，特性曲線a以上這段性能不好，常常只用中間ab段。在此段，擋板位移與PB的變化比較符合線性規(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a至b這一段相應(yīng)的位移b一a，一般只有百分之幾毫米。功率放大器功率放大器 l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、

7、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7一殼體電電/氣閥門定位器原理圖氣閥門定位器原理圖 電/氣定位器中力矩馬達(dá)的線圈匝數(shù)一般都在數(shù)千圈以上，故線圈是一個(gè)高能元件，當(dāng)定位器引接線或線圈開路、斷路的瞬間，產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，在斷開處放電，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、定位器限能回路見后圖：安全火花型電路原理安全火花型電路原理閥門定位器的規(guī)范安裝示意圖閥門定位器的規(guī)范安裝示意圖OCBCOCACArctg通過(guò)求解得到上述曲線，通過(guò)對(duì)這條曲線的分析可知，這是一條標(biāo)準(zhǔn)的反三角函數(shù)的曲線，它是以輸入、輸出點(diǎn)均為50%為中點(diǎn)向兩側(cè)對(duì)稱展開的曲線，它的特點(diǎn)是對(duì)稱性極強(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（也有叫反饋曲線板）補(bǔ)償成一條與輸入相對(duì)應(yīng)的一條直線，從而保證了反饋的精度，保證了閥門開度與輸入信號(hào)的 這種安裝方式帶來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際現(xiàn)象是，閥門的始端和終端無(wú)法與信號(hào)對(duì)應(yīng)，其范圍基本與水平線和行程中點(diǎn)的偏差相等，也就是說(shuō)水平線和行程中點(diǎn)的偏差越大，閥門行程的始