1、气动门、电磁阀基础气动门、电磁阀基础v 概述概述:执行机构是自动调节系统的重要组成部分，通常用其来调执行机构是自动调节系统的重要组成部分，通常用其来调节流入（或流出）调节对象的物质或能量，以实现对热力生产节流入（或流出）调节对象的物质或能量，以实现对热力生产过程中各种热工参数的自动控制，所以又称为调节系统的终端过程中各种热工参数的自动控制，所以又称为调节系统的终端控制元件。一个自动调节系统即使设计合理、装置设备先进，控制元件。一个自动调节系统即使设计合理、装置设备先进，但如果调节机构选择不当，如特性不好或调节范围不合适，仍但如果调节机构选择不当，如特性不好或调节范围不合适，仍然会使调节系统出现
2、异常。然会使调节系统出现异常。由于调节机构直接与工作介质接触，使用条件恶劣，所以由于调节机构直接与工作介质接触，使用条件恶劣，所以容易出现故障，比如调节阀尺寸选择不合理或特性不适宜，使容易出现故障，比如调节阀尺寸选择不合理或特性不适宜，使调节质量不高；调节阀通流部分被腐蚀、堵塞，使其工作特性调节质量不高；调节阀通流部分被腐蚀、堵塞，使其工作特性变坏；调节阀的机械性能差，动作不灵敏或产生振荡等。因此变坏；调节阀的机械性能差，动作不灵敏或产生振荡等。因此我们在对气动执行机构进行检修和维护时，必须对调节机构的我们在对气动执行机构进行检修和维护时，必须对调节机构的结构、原理、特性等进行了解，以保证工作
3、的顺利进行，这是结构、原理、特性等进行了解，以保证工作的顺利进行，这是保证自动调节系统正常工作的基础。保证自动调节系统正常工作的基础。v调节机构的分类调节机构的分类 调节机构在生产过程中直接与介质接触，通过其调节作调节机构在生产过程中直接与介质接触，通过其调节作用来控制生产过程。根据被调节的介质或能量的不同，用来控制生产过程。根据被调节的介质或能量的不同，可分为以下几种类型：可分为以下几种类型：控制流体介质的调节机构，如阀门、挡板、闸板等；控制流体介质的调节机构，如阀门、挡板、闸板等；控制固体介质的调节机构，如刮板、叶轮等；控制固体介质的调节机构，如刮板、叶轮等；控制电流的调节机构，如电位器、
4、继电器、接触器等；控制电流的调节机构，如电位器、继电器、接触器等；控制其他形式能量的调节机构。控制其他形式能量的调节机构。火力发电厂热力系统调节机构通常有阀门、挡板、给煤火力发电厂热力系统调节机构通常有阀门、挡板、给煤机等，而调节阀又是使用最广泛的调节机构，通常用来机等，而调节阀又是使用最广泛的调节机构，通常用来 改变管道系统中的水、蒸汽、燃油或气体介质的流量，改变管道系统中的水、蒸汽、燃油或气体介质的流量，从而达到控制生产过程的目的。从而达到控制生产过程的目的。v 常用的调节阀有多种分类形式，常用的调节阀有多种分类形式，按通流形式分，有柱塞式、碟板式、笼式、以及迷宫按通流形式分，有柱塞式、碟
5、板式、笼式、以及迷宫式等；式等；按动作形式分，有直行式、角行式等；按动作形式分，有直行式、角行式等；按照介质通过调节阀时，对阀芯的作用方向分，有流按照介质通过调节阀时，对阀芯的作用方向分，有流开式和流闭式等开式和流闭式等 按操作能源的不同，又可分为气动、液动、电动三大按操作能源的不同，又可分为气动、液动、电动三大类。它们有着各自不同的特性，应用的不同的场合。类。它们有着各自不同的特性，应用的不同的场合。v控制阀的构成：控制阀的构成：控制阀主要由两大部分组成：控制阀主要由两大部分组成：阀体执行器阀体执行器v 执行器的功能：执行器的功能：-控制阀门的开关，保证阀门正常工作所需的行程控制阀门的开关，
6、保证阀门正常工作所需的行程-提供阀门关闭时所需的关闭力提供阀门关闭时所需的关闭力-具备一定的开关速度，保证使用要求具备一定的开关速度，保证使用要求-与相关附件联合使用，满足意外故障时阀门的理想位置与相关附件联合使用，满足意外故障时阀门的理想位置（故障时阀门打开，或关闭，或即时原位锁定）（故障时阀门打开，或关闭，或即时原位锁定）v 控制阀的主要性能指标控制阀的主要性能指标 可调比控制阀最大可控流量与最小可控流量的比值可调比控制阀最大可控流量与最小可控流量的比值 流通能力特定条件下流经阀门的流量流通能力特定条件下流经阀门的流量 气室密封性特定压力下，特定时间内，执行器气室压气室密封性特定压力下，特
7、定时间内，执行器气室压 力下降的程度力下降的程度v 流量系数：流量系数：流量系数是指温度为流量系数是指温度为 40-60 40-60 的水在的水在 1 1 PSIPSI（磅磅/平方平方英寸）的压降下，阀门某开度下每分钟流过阀门的（美英寸）的压降下，阀门某开度下每分钟流过阀门的（美)加仑数加仑数 .流量系数是表征阀门流通能力的参数。流量系数与阀门流流量系数是表征阀门流通能力的参数。流量系数与阀门流道几何形状，阀门尺寸，阀门开度等参数有关。道几何形状，阀门尺寸，阀门开度等参数有关。v控制阀的流量特性控制阀的流量特性 控制阀的流量特性是指控制阀的行程在控制阀的流量特性是指控制阀的行程在0 01001
8、00的范围的范围内与对应的流经控制阀的流量之间的关系。内与对应的流经控制阀的流量之间的关系。压差恒定时阀门的流量特性称作压差恒定时阀门的流量特性称作固有流量特性。在压差等参数变化条件下阀门的流量特性称作实在压差等参数变化条件下阀门的流量特性称作实际流量特性。控制阀的控制阀的流量特性有三种流量特性有三种n快开流量特性n线性流量特性n等百分比流量特性v 调节阀的流量方程调节阀的流量方程 Q=CvP/G 式中：Q为流体的体积流量；CV为流量系数；流量系数；P为调节阀两端差压；G为流体重度。v 气动执行机构及其控制装置气动执行机构及其控制装置：执行机构是驱动调节阀的动力装置，有气动、电动、执行机构是驱
9、动调节阀的动力装置，有气动、电动、液动等方式，其中气动执行机构以其维护工作简单、动作液动等方式，其中气动执行机构以其维护工作简单、动作速度较快、具有防爆性、以及容易得到较大力矩等优点，速度较快、具有防爆性、以及容易得到较大力矩等优点，被广泛应用于各种场合。被广泛应用于各种场合。气动执行机构有薄膜式和气缸两种。薄膜式通常单端气动执行机构有薄膜式和气缸两种。薄膜式通常单端进气、弹簧复位，对于不同的进气方向又分为气开式（进进气、弹簧复位，对于不同的进气方向又分为气开式（进气打开阀门，失气弹簧复位关闭阀门）和气关式（进气关气打开阀门，失气弹簧复位关闭阀门）和气关式（进气关闭阀门，失气弹簧复位打开阀门）
10、。由于薄膜式气动执行闭阀门，失气弹簧复位打开阀门）。由于薄膜式气动执行机构中的薄膜耐受压力较小，通常在机构中的薄膜耐受压力较小，通常在2kg/cm以下，因以下，因此，如果应用在力矩较大的调节阀上时，就必须增加薄膜此，如果应用在力矩较大的调节阀上时，就必须增加薄膜 的面积，使执行机构的体积变得十分庞大；而气缸式执行的面积，使执行机构的体积变得十分庞大；而气缸式执行机构的活塞和缸体均可以耐受较大的气源压力，而且缸体机构的活塞和缸体均可以耐受较大的气源压力，而且缸体可以造得很长，因此可用在力矩大、行程长的阀门上。但可以造得很长，因此可用在力矩大、行程长的阀门上。但气缸也有它的缺点，由于活塞与缸体之间
11、有相对运动，就气缸也有它的缺点，由于活塞与缸体之间有相对运动，就有可能产生不可预见的磨擦力，如缸体锈蚀、密封圈张力有可能产生不可预见的磨擦力，如缸体锈蚀、密封圈张力不均匀等原因，使得执行机构卡涩造成调节失灵。而薄膜不均匀等原因，使得执行机构卡涩造成调节失灵。而薄膜阀由于结构的特点，不会产生上述故障，这也是薄膜阀的阀由于结构的特点，不会产生上述故障，这也是薄膜阀的优势。优势。v气动执行机构控制装置的主要组成部件和功能气动执行机构控制装置的主要组成部件和功能 减压阀：降低控制气源压力，以适宜执行机构的工作减压阀：降低控制气源压力，以适宜执行机构的工作压力；压力；过滤器：滤去压缩空气中的水和其他杂质
12、，保证进入过滤器：滤去压缩空气中的水和其他杂质，保证进入电电/气转换器、定位器以及执行机构的压缩空气的清气转换器、定位器以及执行机构的压缩空气的清洁。许多产品是减压阀和过滤器一体化设计；洁。许多产品是减压阀和过滤器一体化设计；电电/气转换器（气转换器（E/PE/P）：将控制系统来的）：将控制系统来的420mA420mA电流信电流信号转换成号转换成315psi315psi（0.21kg/cm0.21kg/cm）的气压控制信号；）的气压控制信号；定位器：是阀位控制的核心部件，对调节阀的阀位进定位器：是阀位控制的核心部件，对调节阀的阀位进行精确控制；行精确控制；位置变送器：通过连杆与阀杆的位移同步产
13、生转角移位置变送器：通过连杆与阀杆的位移同步产生转角移动，转换成动，转换成420mA420mA电信号，线性地反映阀门的开度；电信号，线性地反映阀门的开度；行程开关：通常安装在阀门的全开和全关位置，用以行程开关：通常安装在阀门的全开和全关位置，用以发出阀门全开和全关的信号送到控制系统发出阀门全开和全关的信号送到控制系统 为了实现某些特殊的控制功能，一些执行机构上还配为了实现某些特殊的控制功能，一些执行机构上还配备了其他的控制部件，如实现联锁功能的电磁阀，实现保备了其他的控制部件，如实现联锁功能的电磁阀，实现保位功能的锁气器，加快动作速度的气放大器，失气时维持位功能的锁气器，加快动作速度的气放大器
14、，失气时维持短时操作的储能罐等等。短时操作的储能罐等等。v主要部件原理概述主要部件原理概述 执行机构控制部件生产厂家很多，结构也有很大差异，执行机构控制部件生产厂家很多，结构也有很大差异，但他们利用的原理都很近似，电但他们利用的原理都很近似，电/气转换和定位器主要气转换和定位器主要采取两种形式，即采取两种形式，即E/P、定位器分开和一体化设计，而、定位器分开和一体化设计，而定位器又分为气动机械平衡式和智能型。控制部件中定位器又分为气动机械平衡式和智能型。控制部件中E/P、减压阀、气动机械平衡式定位器都是利用力平衡、减压阀、气动机械平衡式定位器都是利用力平衡原理进行调节的。原理进行调节的。下面重
15、点介绍电下面重点介绍电/气转换器和定位器等控制部件工作气转换器和定位器等控制部件工作原理。原理。一一.力平衡式力平衡式E/P工作原理工作原理 上图所示，它是按力平衡原理设计和工作的。在其内上图所示，它是按力平衡原理设计和工作的。在其内部有一线圈，当调节器（变送器）的电流信号送入线圈后，部有一线圈，当调节器（变送器）的电流信号送入线圈后，由于内部永久磁铁的作用，使线圈和杠杆产生位移，带动由于内部永久磁铁的作用，使线圈和杠杆产生位移，带动挡板接近（或远离）喷嘴，引起喷嘴背压增加（或减少），挡板接近（或远离）喷嘴，引起喷嘴背压增加（或减少），此背压作用在内部的气动功率放大器上，放大后的压力一此背压作
16、用在内部的气动功率放大器上，放大后的压力一路作为转换器的输出，另一路送到反馈波纹管。输送到反路作为转换器的输出，另一路送到反馈波纹管。输送到反馈波纹管的压力，通过杠杆的力传递作用在铁芯的另一端馈波纹管的压力，通过杠杆的力传递作用在铁芯的另一端产生一个反向的位移，此位移与输入信号产生电磁力矩平产生一个反向的位移，此位移与输入信号产生电磁力矩平衡时，输入信号与输出压力成一一对应的比例关系。即输衡时，输入信号与输出压力成一一对应的比例关系。即输入信号从入信号从4mA.DC改变到改变到20mA.DC时，转换器的输出时，转换器的输出压力从压力从0.020.1MPa变化，实现了将电流信号转换成变化，实现了
17、将电流信号转换成气动信号的过程。气动信号的过程。图中调零机构，用来调节转换器的零图中调零机构，用来调节转换器的零位，反馈波纹管起反馈作用。调整量程主要是调整位，反馈波纹管起反馈作用。调整量程主要是调整E/P量量程跨度程跨度。E/P调节原理方框图调节原理方框图 二二.力平衡式定位器工作原理力平衡式定位器工作原理 上图气动阀门定位器是按力平衡原理设计和工作的。上图气动阀门定位器是按力平衡原理设计和工作的。如图下图所示当通入波纹管的信号压力增加时，使杠杆如图下图所示当通入波纹管的信号压力增加时，使杠杆2 2绕支点转动，档板靠近喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，绕支点转动，档板靠近喷嘴，喷嘴背压经放大器放
18、大后，送入薄膜执行机构气室，使阀杆向下移动，并带动反馈杆送入薄膜执行机构气室，使阀杆向下移动，并带动反馈杆（摆杆）绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮（偏心（摆杆）绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮（偏心凸轮）也跟着作逆时针方向转动，通过滚轮使杠杆凸轮）也跟着作逆时针方向转动，通过滚轮使杠杆1 1绕支绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸、弹簧对杠杆点转动，并将反馈弹簧拉伸、弹簧对杠杆2 2的拉力与信号的拉力与信号压力作用在波纹管上的力达到新的平衡状态。此时，一定压力作用在波纹管上的力达到新的平衡状态。此时，一定的信号压力就与一定的阀门位置相对应。当通入波纹管的的信号压力就与一定的阀门位置相对应。当通
19、入波纹管的信号压力减少时，使杠杆信号压力减少时，使杠杆2 2绕支点转动，档板离开喷嘴，绕支点转动，档板离开喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀 杆向上移动，并带动反馈杆（摆杆）绕支点转动，连接在杆向上移动，并带动反馈杆（摆杆）绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮（偏心凸轮）也跟着作顺时针方向转同一轴上的反馈凸轮（偏心凸轮）也跟着作顺时针方向转 动，通过滚轮使杠杆动，通过滚轮使杠杆1绕支点转动，并将反馈弹簧压缩、绕支点转动，并将反馈弹簧压缩、弹簧对杠杆弹簧对杠杆2的压力与信号压力作用在波纹管上的力达到的压力与信号压力作用在波纹
20、管上的力达到新的平衡状态。此时，一定的信号压力就与一定的阀门位新的平衡状态。此时，一定的信号压力就与一定的阀门位置相对应。置相对应。以上作用方式为正作用，若要改变作用方式，只要将以上作用方式为正作用，若要改变作用方式，只要将凸轮翻转，凸轮翻转，A向变成向变成B向等，即可。所谓正作用定位器，向等，即可。所谓正作用定位器，就是信号压力增加，输出压力亦增加；所谓反作用定位器，就是信号压力增加，输出压力亦增加；所谓反作用定位器，就是信号压力增加，输出压力则减少。就是信号压力增加，输出压力则减少。控制信号控制信号定位器输出定位器输出力平衡式定位器调节原理方框图力平衡式定位器调节原理方框图 3582定位器
21、工定位器工作原图：作原图：气源压力连接到气源压力连接到83L型气动放大器。气动放大器内的型气动放大器。气动放大器内的固定节流孔限制喷嘴的流量，这样当挡板没有挡住喷嘴时，固定节流孔限制喷嘴的流量，这样当挡板没有挡住喷嘴时，空气能够排放得比进气速度要快。空气能够排放得比进气速度要快。从控制设备来的输入信号连接到波纹管。当输入信号从控制设备来的输入信号连接到波纹管。当输入信号增加时，波纹管膨胀并推动平衡梁。平衡梁围绕输入轴转增加时，波纹管膨胀并推动平衡梁。平衡梁围绕输入轴转动，使挡板靠近喷嘴。喷嘴压力增加，然后通过气动放大动，使挡板靠近喷嘴。喷嘴压力增加，然后通过气动放大器的作用，增加至膜片式执行机
22、构的输入压力，膜盒内压器的作用，增加至膜片式执行机构的输入压力，膜盒内压力的增加会使得执行机构推杆向下移动。推杆的移动通过力的增加会使得执行机构推杆向下移动。推杆的移动通过一个凸轮反馈到平衡梁。当凸轮移动时，平衡梁围绕反馈一个凸轮反馈到平衡梁。当凸轮移动时，平衡梁围绕反馈支点旋转，并移动挡板使其离开喷嘴。喷嘴压力减少，并支点旋转，并移动挡板使其离开喷嘴。喷嘴压力减少，并降低机构压力，推杆继续下移，使挡板离开喷嘴，直到达降低机构压力，推杆继续下移，使挡板离开喷嘴，直到达到平衡。到平衡。当输入信号减少时，波纹管收缩（在内部量程弹簧的当输入信号减少时，波纹管收缩（在内部量程弹簧的帮助下），平衡梁围绕
23、输入轴旋转，从而移动挡板，使其帮助下），平衡梁围绕输入轴旋转，从而移动挡板，使其离开喷嘴。喷嘴压力减少，因而气动放大器允许膜盖里的离开喷嘴。喷嘴压力减少，因而气动放大器允许膜盖里的压力释放到空气中去。执行机构推杆向上移动。通过凸轮，压力释放到空气中去。执行机构推杆向上移动。通过凸轮，推杆的移动被反馈到平衡梁云重新定位挡板，使其更靠近推杆的移动被反馈到平衡梁云重新定位挡板，使其更靠近喷嘴。当平衡条件达到时，推杆停止移动，挡板被定位，喷嘴。当平衡条件达到时，推杆停止移动，挡板被定位，防止膜盖里的压力进一步降低。防止膜盖里的压力进一步降低。对于反作用定位器，工作原理是类似的，只不过当输对于反作用定位
24、器，工作原理是类似的，只不过当输入信号增加时，膜盖中的压力降低。反之，输入信号减少入信号增加时，膜盖中的压力降低。反之，输入信号减少时，膜盖中的压力增加。时，膜盖中的压力增加。三三.智能定位器工作原理智能定位器工作原理：西门子西门子SIPART PS2智能电气阀门定位器智能电气阀门定位器 SIPART PS2 型智能电气阀门定位器的工作原理与型智能电气阀门定位器的工作原理与传统定位器完全不同。采用微处理器对给定值和位置反馈传统定位器完全不同。采用微处理器对给定值和位置反馈进行比较。如果微处理器检测到偏差，它就用一个五步开进行比较。如果微处理器检测到偏差，它就用一个五步开关程序来控制压电阀，压电
25、阀进而调节进入执行机构气室关程序来控制压电阀，压电阀进而调节进入执行机构气室的空气流量。压电阀将控制指令转换为气动位移增量，当的空气流量。压电阀将控制指令转换为气动位移增量，当控制偏差很大时（高速区）。定位器输出一个连续信号；控制偏差很大时（高速区）。定位器输出一个连续信号；当控制偏差不大（低速区），定位器输出脉冲连续；当控当控制偏差不大（低速区），定位器输出脉冲连续；当控制器偏差很小时（自适应或可调死区状态），则没有控制制器偏差很小时（自适应或可调死区状态），则没有控制指令输出。指令输出。西门子西门子SIPART PS2智能定位器参数表：智能定位器参数表：v 备注：因出厂时间不同参数表可能有
26、所差别。备注：因出厂时间不同参数表可能有所差别。1)如果选择了如果选择了“turn”，不能设置，不能设置33；2)如果选择了如果选择了1.YFCT=turn，仅出现参数；，仅出现参数；3)如果选择如果选择12.SFCT=FrEE，添加设置点出现；，添加设置点出现；4)NC 意味意味:执行机构开关打开或低位，执行机构开关打开或低位，NO 意味意味:执行机构开执行机构开关关闭或高位；关关闭或高位；5)Normal(常规常规)意味意味:高位没有故障，高位没有故障，Inverted(反常规反常规)意意味味:低位没有故障。低位没有故障。SIPART PS2 可以在组态模式下对如下设置进行组态：可以在组态
27、模式下对如下设置进行组态：输入电流范围输入电流范围 0 至至 20 mA 或或 4 至至 20 mA 设定点上升或下降特性设定点上升或下降特性 定位速度限值定位速度限值(给定值斜率给定值斜率)分程分程;可调整起始值和满刻度值可调整起始值和满刻度值 响应阈值响应阈值(死区死区)；自动设定或人工设定；自动设定或人工设定 动作方向；随设定点上升而上升或下降的输出压力动作方向；随设定点上升而上升或下降的输出压力 定位范围的限值定位范围的限值(起始刻度和满刻度值起始刻度和满刻度值)执行机构位置的限值执行机构位置的限值(报警报警):最小值和最大值最小值和最大值 自动自动“紧密关闭紧密关闭”(用于用于 6D
28、R5.可调制响应阈值可调制响应阈值)行程可以根据阀门特性进行校正，可有如下选择：行程可以根据阀门特性进行校正，可有如下选择：-线性特性线性特性 -等百分比特性等百分比特性 1:25，1:33 和和 1:50 -反等百分比特性反等百分比特性 1:25，1:33 和和 1:50 -任意特性，输入多达任意特性，输入多达 21 添加点的多边形折线。添加点的多边形折线。二进制输入功能二进制输入功能 报警输出功能。报警输出功能。四、气动三联件的组成四、气动三联件的组成v气动三联件是在气动控制系统的入口所必须的器气动三联件是在气动控制系统的入口所必须的器件。件。v它的组成是由过滤器、减它的组成是由过滤器、减
29、 压阀、油雾器三位一体。压阀、油雾器三位一体。过滤器减压阀油雾器过滤器的作用过滤器的作用过滤器的作用是将压缩空气里的杂质，油过滤器的作用是将压缩空气里的杂质，油污，水份等过滤掉，存放在过滤器里，达污，水份等过滤掉，存放在过滤器里，达到使压缩空气干燥，清洁的目的。到使压缩空气干燥，清洁的目的。过滤器应定期排污过滤器应定期排污过滤器工作原理过滤器工作原理压缩空气进入过滤器内部后，因导流压缩空气进入过滤器内部后，因导流板的导向，产生了强烈的旋转，在板的导向，产生了强烈的旋转，在离心力作用下，压缩空气中混有的大离心力作用下，压缩空气中混有的大颗粒固体杂质和液态水滴等被甩到滤颗粒固体杂质和液态水滴等被甩
30、到滤杯内表面上，在重力作用下沿壁面沉杯内表面上，在重力作用下沿壁面沉降至底部，然后，经过这样预净化的降至底部，然后，经过这样预净化的压缩空气通过滤芯流出。压缩空气通过滤芯流出。为防止造成二次污染，滤杯中每天都为防止造成二次污染，滤杯中每天都应该是空的。应该是空的。压力表压力表减压阀减压阀过滤器过滤器排放杂质油污和排放杂质油污和水分水分减压阀的作用v减压阀的作用是用来调整压缩空气压力的。减压阀的作用是用来调整压缩空气压力的。v减压阀调整到合适的压力后，应将锁定装置锁减压阀调整到合适的压力后，应将锁定装置锁定，避免误操作。定，避免误操作。减压阀解锁锁定减压阀工作原理减压阀工作原理 若工作压若工作压
31、力增大，膜力增大，膜片打开压缩片打开压缩空气就经阀空气就经阀体上的溢流体上的溢流孔排出孔排出油雾器的作用因气动控制系统里，很多气缸需用油润滑，所以在气路里，就加入了油雾器，目的是将油雾器里的油通过气管送到气缸里，达到润滑气缸的目的；油雾器可以根据需要调节滴油的快慢；油雾器应定期加油，加油时不要超过油线。滴油快慢调节油雾器工作原理油雾器工作原理当压缩空气通过油雾当压缩空气通过油雾器时，其在油室与视器时，其在油室与视油器之间产生一个压油器之间产生一个压降，该压降，该压降使油液经吸油管上降使油液经吸油管上升，并经喷嘴引射到升，并经喷嘴引射到压缩空气中，油滴被压缩空气中，油滴被雾化，随压缩空气流雾化，
32、随压缩空气流出。必须仔细调节油出。必须仔细调节油滴数。滴数。五五.气动继动器（流量放大器）的工作原理气动继动器（流量放大器）的工作原理 气动继动器按力平衡原理设计。它由端盖气动继动器按力平衡原理设计。它由端盖(1)、环室、环室(2)、膜片组件、膜片组件(3)、阀芯组件、阀芯组件(4)、阀体组件、阀体组件(5)和调整和调整用的针阀用的针阀(P)等组成。等组成。(见下图一见下图一)输入信号进入膜室作用膜片组件输入信号进入膜室作用膜片组件(17)产生位移产生位移,从而从而改变阀芯与阀座的开度，使输出信号相应变化，输出信号改变阀芯与阀座的开度，使输出信号相应变化，输出信号的变化在膜片组件上实现反馈，直
33、至输入信号与输出信号的变化在膜片组件上实现反馈，直至输入信号与输出信号相平衡，此时继动器具有稳定的输出值。相平衡，此时继动器具有稳定的输出值。调整调节针阀调整调节针阀P，可以改变气动继动器的平衡时间，可以改变气动继动器的平衡时间，即执行机构动作速度，从而获得较为理想的调节品质。即执行机构动作速度，从而获得较为理想的调节品质。信号气室工作气室气源输出气源输入调节旁路六六.锁气器工作原理锁气器工作原理 锁气器也是按力平衡原理设计的，工作膜片两端：一锁气器也是按力平衡原理设计的，工作膜片两端：一侧是密闭的控制气室，另一侧是保护定值弹簧（有可调和侧是密闭的控制气室，另一侧是保护定值弹簧（有可调和不可调
34、两种），当控制气压力大于定值弹簧压力时，控制不可调两种），当控制气压力大于定值弹簧压力时，控制气压通过工作膜片将定值弹簧压缩，使阀芯离开阀座，信气压通过工作膜片将定值弹簧压缩，使阀芯离开阀座，信号气源通过阀芯输出，当控制气压力小于定值弹簧压力时，号气源通过阀芯输出，当控制气压力小于定值弹簧压力时，被压缩的弹簧释放，使阀芯靠近阀座，信号气源被隔断，被压缩的弹簧释放，使阀芯靠近阀座，信号气源被隔断，达到失气保持目的。达到失气保持目的。v 控制阀的三断保护控制阀的三断保护 控制阀在过程控制系统的重要作用是人所共知的，控制阀控制阀在过程控制系统的重要作用是人所共知的，控制阀正常工作时需要系统提供气（电
35、）源、信号源，其气（电）正常工作时需要系统提供气（电）源、信号源，其气（电）源、信号源的正确提供是控制阀正常工作的最基础的保证。源、信号源的正确提供是控制阀正常工作的最基础的保证。由于控制阀工作的重要性要求，因此，要求过程控制系统由于控制阀工作的重要性要求，因此，要求过程控制系统要保证气（电）源、信号源能够正确、连续的提供给控制要保证气（电）源、信号源能够正确、连续的提供给控制阀。阀。控制阀的三断保护指：控制阀的三断保护指：断气源保护、断电源保护、断信号源保护断气源保护、断电源保护、断信号源保护v 三断保护实际运用三断保护实际运用 力平衡定位器（控制阀配力平衡定位器）力平衡定位器（控制阀配力平
36、衡定位器）配失信号比较器用法双锁气器用法 其工作原理如下：其工作原理如下：1、断气源：当控制系统气源故障（失气）时，气动保、断气源：当控制系统气源故障（失气）时，气动保位阀自动关闭将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀位阀自动关闭将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。该保位阀应设定在略气动控制阀的阀位保持在故障位置。该保位阀应设定在略低于气源的最小值时启动。低于气源的最小值时启动。2、断电源：当控制系统电源故障（失电）时，失电、断电源：当控制系统电源故障（失电
37、）时，失电（信号）比较器控制单电控电磁换向阀的输出电压消失，（信号）比较器控制单电控电磁换向阀的输出电压消失，单电控电磁换向阀失电，单电控电磁换向阀内的滑阀在复单电控电磁换向阀失电，单电控电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动，电磁阀换向，将气动保位阀的膜室位弹簧的作用下滑动，电磁阀换向，将气动保位阀的膜室压力排空，气动保位阀关闭，将定位器的输出信号压力锁压力排空，气动保位阀关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障
38、位置。3、断信号：当控制系统信号故障（失信号）时，失电、断信号：当控制系统信号故障（失信号）时，失电（信号）比较器检测到后，断掉单电控电磁换向阀的电压（信号）比较器检测到后，断掉单电控电磁换向阀的电压信号，单电控电磁换向阀失电，单电控电磁换向阀内的滑信号，单电控电磁换向阀失电，单电控电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动，电磁阀换向，将气动保位阀阀在复位弹簧的作用下滑动，电磁阀换向，将气动保位阀的膜室压力排空，气动保位阀关闭，将定位器的输出信号的膜室压力排空，气动保位阀关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀
39、弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。置。4、双锁气器原理：运用两个锁气器当控制信号压力低于、双锁气器原理：运用两个锁气器当控制信号压力低于20Kpa或动力气源失去时，锁气器自动关闭，将定位器或动力气源失去时，锁气器自动关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。持在故障位置。智能定位器的三断保护智能定位器的三断保护 智能定位器是由智能定位器、锁气
40、器与阀门组成，与双锁智能定位器是由智能定位器、锁气器与阀门组成，与双锁气器控制回路相似，智能定位器本身具有断电源保位功能，气器控制回路相似，智能定位器本身具有断电源保位功能，断信号时可选择保持原位、全关、全开功能，取消失信号断信号时可选择保持原位、全关、全开功能，取消失信号锁气器，保留失气源锁气器。工作原理，当失信号（控制锁气器，保留失气源锁气器。工作原理，当失信号（控制信号故障）时，通过定位器组态，选择阀门保持位置，当信号故障）时，通过定位器组态，选择阀门保持位置，当动力气源故障时，锁气器自动关闭，将定位器的输出信号动力气源故障时，锁气器自动关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室
41、内，输出信号压力与控制阀压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。工作原理图略。置。工作原理图略。v气动执行机构的调整气动执行机构的调整准备工作：准备工作：1.阀门连接前用手动加载器（自制）给膜盒通气，在阀杆阀门连接前用手动加载器（自制）给膜盒通气，在阀杆和驱动杆中间加合适铁块压一下，保证阀门全关；和驱动杆中间加合适铁块压一下，保证阀门全关；2.检查气动头行程，该行程应大于阀门行程或定值行程；检查气动头行程，该行程应大于阀门行程或定值行程；3.按阀门铭牌形程或定值行程连接连轴器；按阀
42、门铭牌形程或定值行程连接连轴器；4.调整弹簧使阀门在铭牌规定起座压力时开始动作。调整弹簧使阀门在铭牌规定起座压力时开始动作。定位器安装注意事项定位器安装注意事项1.安装要牢固可靠安装要牢固可靠2.阀门在阀门在50%时定位器反馈杆应水平（反馈臂不能调整时定位器反馈杆应水平（反馈臂不能调整的定器此点尤为重要）的定器此点尤为重要）3.反馈臂长度应于阀门行程一致，防止损坏定位器反馈臂长度应于阀门行程一致，防止损坏定位器v 调整调整 当气源和电流信号接好后，我们可以对执行机构进行调当气源和电流信号接好后，我们可以对执行机构进行调整了整了 1.减压阀调整：减压阀初始状态应该在完全释放状态，减压阀调整：减压
43、阀初始状态应该在完全释放状态，即输出压力最低，调整时在减压阀输出压力显示口接入标准即输出压力最低，调整时在减压阀输出压力显示口接入标准压力表，松开锁紧螺母，顺时针缓慢旋入调整螺丝，则输出压力表，松开锁紧螺母，顺时针缓慢旋入调整螺丝，则输出气压上升；逆时针旋出调整螺丝，输出气压降低，反复调整气压上升；逆时针旋出调整螺丝，输出气压降低，反复调整直至气压合适为止。直至气压合适为止。2.E/P 调整：在调整：在E/P输出压力显示口接入标准压力表，输出压力显示口接入标准压力表，用标准信号发生器给用标准信号发生器给E/P输入输入4mA直流电流，观察其输出直流电流，观察其输出气压是否为气压是否为3psi，否
44、则调整零点调节螺丝，使气压达到，否则调整零点调节螺丝，使气压达到3psi（0.02Mpa），然后加入），然后加入20mA信号，观察其输出信号，观察其输出气压是否为气压是否为20psi，否则调整量程调节螺丝，使气压达到，否则调整量程调节螺丝，使气压达到20psi（0.1Mpa）。零点和量程调整互相有不同程度的。零点和量程调整互相有不同程度的影响，因此上述过程要进行反复调整，零点和量程调整好以影响，因此上述过程要进行反复调整，零点和量程调整好以后检查后检查E/P线性线性3.3582定位器调整定位器调整1）用手动加载器将阀门）用手动加载器将阀门动作到行程的中间位置；动作到行程的中间位置；2）提起回转
45、轴臂，使回）提起回转轴臂，使回转轴臂上的标记和壳体上转轴臂上的标记和壳体上的标记都指向中间位置，的标记都指向中间位置，或提起回转轴臂使上面的或提起回转轴臂使上面的槽与连接臂平行；槽与连接臂平行；3)将行程销定位，使其与将行程销定位，使其与回转轴臂垂直，并对着回回转轴臂垂直，并对着回转轴臂上的行程机构全行转轴臂上的行程机构全行程位置程位置.(短于短于1-1/8英寸英寸既既28.6毫米的行程在回转毫米的行程在回转反馈驱动臂轴臂上应调在轴臂上应调在1-1/8英寸的行程位置。）英寸的行程位置。）4)拧紧锁紧螺母；拧紧锁紧螺母；5)解除手动加载器输出压力，拆下手动加载器解除手动加载器输出压力，拆下手动加
46、载器;6)恢复定位器气源管恢复定位器气源管;7)改变改变E/P输入信号使输出输入信号使输出0.02Mpa压力信号，调节喷嘴直压力信号，调节喷嘴直到阀位移到其行程的相应的终点为止。改变喷嘴位置仅作为到阀位移到其行程的相应的终点为止。改变喷嘴位置仅作为零点微调手段。每当喷嘴位置改变，零位基准点便改变零点微调手段。每当喷嘴位置改变，零位基准点便改变;8)改变改变E/P输入信号使输出输入信号使输出0.1Mpa压力信号压力信号,观察执行机构观察执行机构行程行程,如果执行机构未能移到其行程的顶端，应将挡板移向如果执行机构未能移到其行程的顶端，应将挡板移向高数值而使行程延长，如果输入信号低于上限的情况下，执
47、高数值而使行程延长，如果输入信号低于上限的情况下，执行机构达到其行程终点，则应将挡板移向作用区的低数值而行机构达到其行程终点，则应将挡板移向作用区的低数值而使行程缩短。反复调整，直到达到正确的行程为止。使行程缩短。反复调整，直到达到正确的行程为止。零点和量程调整好以后检查阀门线性，如线性不能满足要零点和量程调整好以后检查阀门线性，如线性不能满足要求，需按以下步骤平衡杆找正：求，需按以下步骤平衡杆找正：检查记录挡板在平衡杆检查记录挡板在平衡杆F上的作用侧（正反）上的作用侧（正反）。检查枢销和六角锁紧螺母检查枢销和六角锁紧螺母B、C的调整情况。的调整情况。检查反馈凸轮磨损情况，磨损超标的更换。检查
48、反馈凸轮磨损情况，磨损超标的更换。检查确保挡板靠近喷嘴，并与之对准。检查确保挡板靠近喷嘴，并与之对准。松开锁紧螺母，将喷嘴松开锁紧螺母，将喷嘴D按顺时针方向转到其最低位置。按顺时针方向转到其最低位置。将喷嘴将喷嘴D向外（逆时针方向）转两圈。向外（逆时针方向）转两圈。拧紧锁紧螺母。拧紧锁紧螺母。将定位器输入压力调定在中间量程将定位器输入压力调定在中间量程0.06Mpa。打开定位器供气阀。打开定位器供气阀。调整调整G将挡板移至平衡杆将挡板移至平衡杆F上的上的“0”的位置。的位置。调节随动组件螺钉调节随动组件螺钉A以产生一个等于输出压力范围的二以产生一个等于输出压力范围的二 分之一的输出压力分之一的
49、输出压力,既阀门定位在全行程既阀门定位在全行程50%位置。位置。拧紧锁紧螺母。拧紧锁紧螺母。调整调整G将挡板向右移到平衡杆将挡板向右移到平衡杆F正向作用侧正向作用侧“10”的位的位置置。松开波纹管锁紧螺母松开波纹管锁紧螺母B，调节波纹管枢轴，使阀门定位，调节波纹管枢轴，使阀门定位 在全行程的在全行程的50%位置。位置。拧紧锁紧螺母。拧紧锁紧螺母。调整调整G将挡板向左移到平衡杆反作用侧将挡板向左移到平衡杆反作用侧“10”的位置。的位置。松开锁紧螺母松开锁紧螺母C，调节枢轴，使阀门定位在全行程的，调节枢轴，使阀门定位在全行程的 50%位置。位置。拧紧锁紧螺母。拧紧锁紧螺母。反复调整，以确保阀门在挡
50、板处于平衡杆反复调整，以确保阀门在挡板处于平衡杆F上的上的“0”正正向向 作用侧作用侧“10”、反作用侧、反作用侧“10”的位置都定位在全行程的位置都定位在全行程的的 50%位置。位置。找正结束需重新执行找正结束需重新执行3.1）3.8)进行定位器调整。进行定位器调整。正作用区反作用区4.西门子智能定位器调整西门子智能定位器调整 按按“方式选择方式选择”键键5s，调出，调出“组态方式组态方式”按按“方式选择方式选择”键，选择参数组态键，选择参数组态 按按“+”或或“-”键进行参数设置键进行参数设置 检查验证定位器参数设置正确检查验证定位器参数设置正确 在组态菜单中，将参数在组态菜单中，将参数“
