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气动阀门培训教材气动阀门培训教材第1页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列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。第2页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列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，通过其调节作用来控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，可分为以下制生产过程。根据被调节的介质或能量的不同，可分为以下几种类型：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、继电器、接触器等；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、给煤机等，而调节阀又是使用最广泛的调节机构，通常用来第3页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列 改变管道系统中的水、蒸汽、燃油或气体介质的流量，从而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。达到控制生产过程的目的。第4页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列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、以及迷宫式等；按通流形式分，有柱塞式、碟板式、笼式、以及迷宫式等；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，有流开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、电动三大类。它按操作能源的不同，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。们有着各自不同的特性，应用的不同的场合。第5页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列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第6页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列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，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（故障时阀门打开(Fail to Open)(Fail to Open)，或关闭，或关闭(Fail to Close)(Fail to Close)，或即，或即时原位锁定）时原位锁定）第7页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列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，特定时间内，执行器气室压 力力下降的程度下降的程度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/平方英寸）的压平方英寸）的压降下，阀门某开度下每分钟流过阀门的（美降下，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。流量系数与阀门流道几何形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。状，阀门尺寸，阀门开度等参数有关。第8页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列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 0100100的范围内与对应的流的范围内与对应的流经控制阀的流量之间的关系。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。控制阀的流量特性有三种控制阀的流量特性有三种v快开流量特性v线性流量特性v等百分比流量特性第9页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列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。第10页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列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、液动执行机构是驱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、动作速度较快、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，被广泛应用于各具有防爆性、以及容易得到较大力矩等优点，被广泛应用于各种场合。种场合。气动执行机构有薄膜式和气缸两种。薄膜式通常单端进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（进气打气、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（进气关闭阀门，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）。由于薄膜式气动执行机构中的薄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，通常在膜耐受压力较小，通常在2kg/cm以下，因此，如果应用在力矩以下，因此，如果应用在力矩较大的调节阀上时，就必须增加薄膜较大的调节阀上时，就必须增加薄膜第11页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列 的面积，使执行机构的体积变得十分庞大；而气缸式执行机的面积，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，而且缸体可以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。但气缸也造得很长，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有相对运动，就有可能产有它的缺点，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、密封圈张力不均匀等原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。而薄膜阀由于结构的因，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，这也是薄膜阀的优势。特点，不会产生上述故障，这也是薄膜阀的优势。第12页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列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压力；过滤器：滤去压缩空气中的水和其他杂质，保证进入电/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；电/气转换器（E/P）：将控制系统来的420mA电流信号转换成315psi（0.21kg/cm）的气压控制信号；定位器：是阀位控制的核心部件，对调节阀的阀位进行精确控制；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420mA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，用以发出阀门全开和全关的信号送到控制系统 第13页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列 为了实现某些特殊的控制功能，一些执行机构上还配备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，实现保位功了其他的控制部件，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，失气时维持短时操能的锁气器，加快动作速度的气放大器，失气时维持短时操作的储能罐等等。作的储能罐等等。第14页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列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，但他们利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，电用的原理都很近似，电/气转换和定位器主要采取两种形式，即气转换和定位器主要采取两种形式，即E/P、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、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。控制部件中和智能型。控制部件中E/P、减压阀、气动机械平衡式定位器、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。都是利用力平衡原理进行调节的。下面重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原理。气转换器和定位器等控制部件工作原理。一一.力平衡式力平衡式E/P工作原理工作原理第15页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列420mA第16页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列 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，由于内部永久圈，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，带动挡板接近（或远离）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），此背压作用在内部的气动喷嘴，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，放大后的压力一路作为转换器的输出，另一路送功率放大器上，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。输送到反馈波纹管的压力，通过杠杆的力传递作到反馈波纹管。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产生一个反向的位移，此位移与输入信号产生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衡时，输入信号与输出压力成一一对应的比例关系。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。即输入信号从即输入信号从4mA.DC改变到改变到20mA.DC时，转换器的输出压时，转换器的输出压力从力从0.020.1MPa变化，实现了将电流信号转换成气动信号变化，实现了将电流信号转换成气动信号的过程。的过程。图中调零机构，用来调节转换器的零位，反馈波纹管起图中调零机构，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反馈作用。调整量程主要是调整E/P量程跨度量程跨度。第17页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列E/P调节原理方框图调节原理方框图 第18页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列二二.力平衡式定位器工作原理力平衡式定位器工作原理第19页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列 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，档绕支点转动，档板靠近喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，板靠近喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀杆向下移动，并带动反馈杆（摆杆）绕支点转动，连接在同使阀杆向下移动，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（偏心凸轮）也跟着作逆时针方向转动，通过一轴上的反馈凸轮（偏心凸轮）也跟着作逆时针方向转动，通过滚轮使杠杆滚轮使杠杆1 1绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸、弹簧对杠杆绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸、弹簧对杠杆2 2的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，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，一定的信号压力就与一定的阀门位置相对应。当通入波纹管的信一定的信号压力就与一定的阀门位置相对应。当通入波纹管的信号压力减少时，使杠杆号压力减少时，使杠杆2 2绕支点转动，档板离开喷嘴，喷嘴背压绕支点转动，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，使阀经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀第20页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列 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，连接在同一同一轴上的反馈凸轮（偏心凸轮）也跟着作顺时针方向转轴上的反馈凸轮（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、弹簧对杠绕支点转动，并将反馈弹簧压缩、弹簧对杠杆杆2的压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，的压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，一定的信号压力就与一定的阀门位置相对应。一定的信号压力就与一定的阀门位置相对应。以上作用方式为正作用，若要改变作用方式，只要将凸轮翻转，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，A向变成向变成B向等，即可。所谓向等，即可。所谓正作用定位器正作用定位器，就是，就是信号压力增加信号压力增加，输出压力亦增加输出压力亦增加；所谓；所谓反作用定位器反作用定位器，就是，就是信号压力增加，输出压信号压力增加，输出压力则减少力则减少。第21页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列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 第22页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列3582定位器工作定位器工作原图：原图：第23页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列 气源压力连接到气源压力连接到83L型气动放大器。气动放大器内的固型气动放大器。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，空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。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。当输入信号增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动，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，然后通过气动放大器的作使挡板靠近喷嘴。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构的输入压力，膜盒内压力的增加用，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。推杆的移动通过一个凸轮反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，平衡梁围绕反馈支点旋转，并馈到平衡梁。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，并降低机构压力，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，直到达到平衡。推杆继续下移，使挡板离开喷嘴，直到达到平衡。第24页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列 当输入信号减少时，波纹管收缩（在内部量程弹簧的帮助下），当输入信号减少时，波纹管收缩（在内部量程弹簧的帮助下），平衡梁围绕输入轴旋转，从而移动挡板，使其离开喷嘴。喷嘴压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压力释放到空气中去。执力减少，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，推杆的移动被反馈到平衡梁云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，使其更靠近喷嘴。当平衡条件达到时，推杆停止重新定位挡板，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，防止膜盖里的压力进一步降低。移动，挡板被定位，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，只不过当输入信号增对于反作用定位器，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，输入信号减少时，膜盖中的压加时，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。力增加。第25页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列三三.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传统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进行比较。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，它就用一个五步开关程序来控制压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，压电阀进而调节进入执行机构气室的空气流量。压电阀电阀，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，当控制偏差很大时（高速区）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；当控制偏差不大（低速区），定。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；当控制器偏差很小时（自适应或可调死区位器输出脉冲连续；当控制器偏差很小时（自适应或可调死区状态），则没有控制指令输出。状态），则没有控制指令输出。西门子西门子SIPART PS2智能定位器参数表：智能定位器参数表：第26页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列第27页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列第28页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列第29页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列第30页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列v备注：因出厂时间不同参数表可能有所差别。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:执行机构开关关闭或高执行机构开关关闭或高位；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)意味意味:低低位没有故障。位没有故障。第31页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列SIPART PS2 可以在组态模式下对如下设置进行组态：可以在组态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 6DR5.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。第32页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列四四.减压阀工作原理减压阀工作原理 如下图压缩空气经过过滤后由输入口进入输入压力室（红色部分）如下图压缩空气经过过滤后由输入口进入输入压力室（红色部分），或输入压力室内安装过滤装置，经过阀芯后进入输出腔室（蓝色部，或输入压力室内安装过滤装置，经过阀芯后进入输出腔室（蓝色部分）。分）。当输出腔室的气压大于膜片上弹簧压力时，膜片向上移动，阀芯当输出腔室的气压大于膜片上弹簧压力时，膜片向上移动，阀芯也向上移动，输入气源被阀芯隔断，输出腔室内的压缩空气通过膜片也向上移动，输入气源被阀芯隔断，输出腔室内的压缩空气通过膜片和阀芯顶部之间间隙进入排空腔室（黄色部分）由排气孔排出，使输和阀芯顶部之间间隙进入排空腔室（黄色部分）由排气孔排出，使输出压力减小。出压力减小。当输出腔室的气压小于膜片上弹簧压力时，膜片向下移动，输入当输出腔室的气压小于膜片上弹簧压力时，膜片向下移动，输入气源通过阀芯和阀座之间间隙进入输出腔室，使输出腔室内的压力上气源通过阀芯和阀座之间间隙进入输出腔室，使输出腔室内的压力上升。只有当输出压力与弹簧压力一致时，阀芯和阀座间隙固定，输出升。只有当输出压力与弹簧压力一致时，阀芯和阀座间隙固定，输出压力稳定。压力稳定。因此我们只要调整减压阀顶部的调整螺丝，就控制输出压因此我们只要调整减压阀顶部的调整螺丝，就控制输出压力。力。第33页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列调整螺丝锁紧螺母第34页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列五五.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)和调整用的针阀和调整用的针阀(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,从而改变阀芯从而改变阀芯与阀座的开度，使输出信号相应变化，输出信号的变化在膜片与阀座的开度，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，直至输入信号与输出信号相平衡，此时继动组件上实现反馈，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。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，即执，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。行机构动作速度，从而获得较为理想的调节品质。第35页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列信号气室工作气室气源输出气源输入调节旁路第36页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列六六.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：一侧是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（有可调和不可调两密闭的控制气室，另一侧是保护定值弹簧（有可调和不可调两种），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，信号气源通过阀芯输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，被压缩的弹簧释放，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，达到失气保持目的。使阀芯靠近阀座，信号气源被隔断，达到失气保持目的。第37页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列第38页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列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，控制阀正常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）源、信号源，其气（电）源、信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。由于控制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，要求过程控制系统要保证气（电）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、连续的提供给控制阀。源、信号源能够正确、连续的提供给控制阀。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（控制阀配力平衡定位器）第39页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列配失信号比较器用法第40页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列双锁气器用法第41页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列 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，气动保位阀、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的膜室内，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，气动控制阀的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低于气源的最小值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。时启动。2、断电源：当控制系统电源故障（失电）时，失电（信号）比、断电源：当控制系统电源故障（失电）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，单电控电磁换向阀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位弹簧的作用下滑动，电失电，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压力排空，气动保位阀关闭，将磁阀换向，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定在气动控制阀的膜室内，输出信号压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，气动控制阀的阀位保持在故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。障位置。第42页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列 3、断信号：当控制系统信号故障（失信号）时，失电（信、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，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阀在复位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压力弹簧的作用下滑动，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定在气排空，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生的反力动控制阀的膜室内，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。相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。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，将定位器的输出信号或动力气源失去时，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，输出信号压力与控制阀弹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置。簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。第43页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列 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、锁气器与阀门组成，与双锁气器控制回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，断信号时可选择保持路相似，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，取消失信号锁气器，保留失气源锁气器。工原位、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（控制信号故障）时，通过定位器组态，选择阀门作原理，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，当动力气源故障时，锁气器自动关闭，将定位器的输出信保持位置，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持在故障位置。工作原理图略。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。第44页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列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，在阀杆和驱动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；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（反馈臂不能调整的定器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）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，防止损坏定位器第45页，本讲稿共59页气动阀门气动阀门工作原理入门基础工作原理入门基础 闻德普闻德普2008年年5月月仪控部检修基本技能培训系列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整了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 1.减压阀调整：减压阀初始状态应该在完全释放状态，即输出压减压阀调整：减压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压力表，松开锁力最低，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，则输出气压上升；逆时针旋出紧螺母，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，反复调整直至气压合适为止。调整螺丝，输出气压降低，反复调整直至气压合适为止。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，用标准输出压力显示口接入标准压力表，用标准信号发生器给信号发生器给E/P输入输入4mA