电动阀基础知识.ppt
电动阀基础知识,内容提纲,一、电动阀门概述二、电动直行程阀与角行程阀三、电动调节阀与开关阀四、常用执行机构归纳,一、电动阀门概述,1：定义 电动阀，简单地说就是用电动执行器控制阀门，从而实现阀门的开和关。其可分为上下两部分，上半部分为电动执行器，下半部分为阀门。2：分类 电动阀按其功能，可分为开关阀和调节阀；按阀芯的动作形式，可分为直行程式和角行程式两大类。,二、电动直行程阀与角行程阀,阀杆带动阀芯沿直线运动的电动阀属于直行程类。用途：输出直线位移，用来推动单座、双座、套筒、三通等调节阀。我厂最常见的直行程阀为单座阀，单座阀中既有开关阀也有调节阀。其特点是结构紧凑，有呈S流线型的通道，使其压降损失小，泄漏量小，流量特性精度高等。,直行程,阀门推动杆呈直线运动的,角行程阀,阀芯按转角运动的电动阀属于角行程类。用途：输出角位移，用来推动蝶阀、球阀、偏心旋转阀等。角行程阀一般用的都是90度的行程，因为阀体内的构造决定了它必须走90度。如球阀、蝶阀等，均是从0度走到90度时，相应阀体从全关走到全开。如有特殊要求则可以调节行程的大小，也有60度的甚至15度的。,角行程,阀门推动杆呈旋转运动的,角行程阀较直行程阀的优点：,1、流过直行程阀的介质容易沉淀，造成堵卡，而角行程阀却“自洁”性能好：这是因为直行程阀中的介质流路复杂造成的漩涡死区大，使介质易沉淀在截流口附近，造成堵卡，出现阀芯关不死，打不开。角行程阀中的介质基本直通，不易形成沉淀，防堵性能好，故其“自洁”性能好。2、直行程阀外形尺寸较大，外形复杂，角行程外形尺寸较小，外形简单：直行程阀腔较为复杂，尺寸较大，所以阀体外形也跟着复杂起来，阀体外形尺寸较大，从而重量也大。而角行程阀流路简单，内腔和外形也简单，尺寸也小，因而重量也轻。3、直行程阀的介质流路复杂，呈S形，因而流阻大，流通能力小；而角行程阀介质流路简单，因而流动阻力小，流通能力大。,4、直行程阀阀杆密封性能差，角行程阀阀杆密封性能好：直行程阀的阀芯上下运动，容易把介质带出，因而其阀杆密封性能差，角行程阀的阀杆转动，介质不易向外渗漏，还可以采用密封性能更好的填料，使角行程阀的密封性能比直行程的提高2-3倍。5、直行程阀耐冲蚀性能差，角行程阀耐冲蚀性能好：在高压差情形下，直行程阀内的高速流动介质直接对着阀芯头部冲蚀，故其耐冲蚀性能差；而角行程阀的阀芯可放在阀腔内侧，避免介质直接冲蚀，故其耐冲蚀性能好。6、直行程阀比角行程阀易产生震动：直行程阀的阀芯上下运动与阀的上下震动同拍，在一定条件下易产生共振；而角行程阀的阀芯转动，与阀的上下震动不同拍，故不易产生。,三、电动调节阀与开关阀3.1 调节阀3.1.1 定义：调节阀，又名控制阀，在工业自动化过程控制领域中，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件。3.1.2 调节阀的基本控制原理：调节阀一般是通过调整420mA的电流信号来控制执行机构中微型电机的工作状态，从而改变阀门开度的。3.1.3 调节阀的作用：调节阀在调节系统中是必不可少的，它是组成工业自动化系统的重要环节，被称之为生产过程自动化的“手脚”。在生产中，通过电流输出信号来驱动调节阀门的开度，从而改变影响各种工艺介质参数和环境，来控制整个生产过程。,流量参数,压力参数,温度参数,液位参数,调节阀阀门开度,改 变,满足工艺条件和环境,3.2 开关阀 开关阀与调节阀不同，其接收的不是4-20mA信号，而是电压信号。我厂常见的开关阀一般直接用交流220V来控制阀门的开合。3.3 怎样区分开关阀和调节阀？最简单的方法是，可以看其铭牌，铭牌上的输入信号一项若标注为4-20mA则为调节阀，若标注为220VAC则为开关阀。3.4 开关阀与调节阀的异同：（1）首先，开关阀接线处只有若干个接线端子，其他什么都没有，而调节阀则是一块模块或电路板；（2）开关阀有4个微动开关，2个负责行程，2个负责反馈；而调节阀只有2个微动开关，只负责行程，其反馈的多少由电位器上齿轮的转动来反应。,调节阀与开关阀执行机构内部示意图,（3）两者都是通过电机的正反转来控制阀位的开关，但不同的是，开关阀负责行程的2个微动开关是其第一限位，其阀门的开合都是由这2个开关决定的，所以有时若开关阀未开关到位时，可以适当调节这2个微动开关来控制阀门开关到位。而调节阀的这2个微动开关只是其第二限位，其模块或控制电路板上有专门设置好的第一限位电子限位，当遇到阀门未开关到位时，首先调节的应是电子限位，需要注意的是，机械限位行程大于微动开关限位行程大于电子限位行程，有时调节电子限位到头了调不动了，可适当增加微动开关或机械限位，从而使阀门的开与关达到要求。,微动开关限位与机械限位示意图：,（4）除了以上3项不同之处外，其余的地方调节阀和开关阀就基本一致了，包括伺服电机、减速器以及阀体部分等。,四、常用执行机构归纳 针对我们仪表室主要负责的范围，特将常接触到的电动阀处理维修方案总结如下：4.1 武汉华易执行机构 武汉华易的执行机构，是几种常见执行机构之一，其主要特点就是结构紧密、体积小、性能稳定、故障率较低且因使用一整块模块使维修简单方便。但其缺点我认为是电机功率相对较低，不适宜用在杂质较多、易结晶的地方，长时间可能会造成电机带不动阀体的情况。,武汉华易执行机构及其模块：,武汉华易执行机构常见问题及处理方法：（1）零点或满点反馈不照：对于SF-SA类似的带可调电位器的模块，只需调整其零点满点即可；对于SF-LB类似的带按钮式的模块，需先将自动拨到手动（1拨到2），按住KS不动，同时按KC和KO，此时进入反馈标定状态（模块上红灯亮），调整KC与KO可减小或增加零点反馈，零点调好后按KS不丢，红灯熄灭，再次亮时松开KS，此时进入满点标定，标定完后再次按KS不丢，红灯熄灭再亮后松开KS，标定完成。,（2）开不到位或关不到位：对于SF-SA类似的带可调电位器的模块，调整零点或满点即可使电动阀关或开；对于SF-LB类似的带按钮式的模块，需先拨到手动，然后按KO使执行机构走到全开位，同时按KS与KO，红灯亮后松开，全开位标定完成；同样，按KC使执行机构走到全关位，同时按KS与KC，红灯亮后送开，全关位标定完成。注意：如果遇到标定完关位后电动阀仍内漏的情况，首先拆下阀头，观察阀体是否在全关位，如果是阀体未在全关位则通过调整执行机构来控制阀体走到全关位关严；如果阀体在全关位，则需拆下整台阀门，观察阀腔是否卡有异物、是否被腐蚀等。,（3）电动阀给信号不动作：首先在控制室用万用表量是否卡件损坏，若卡件未损坏则去现场拆开盖子，看SA是否在手动挡，看模块上自检、卡涩指示灯是否亮若果自检灯亮，重新标定一下全开全关位即可，如果卡涩灯亮，说明是开过了或关过了，用摇把先摇过来再重新标定全开全关位。如果以上情况都没有，则模块内部的问题，更换一块新的模块即可。,4.2 鞍山工装执行机构 2000T使用的鞍山工装执行机构其特点是体积略大，且带的是单座阀，响应速度快，性能稳定。缺点是电机旁固定的齿轮组易产生卡涩现象，使阀体虽然达到全关状态，但执行机构反馈未到全关。齿轮组照片：,鞍山工装执行机构常见问题及处理方法：（1）全开或全关反馈不符：适当调节模块上量程与零点旋钮即可。（2）未关严或未开到位：未开到位：配合调整限位与模块上量程旋钮使之开到位；未关严：在由开到关的运动过程中左右旋转零点旋钮，使之达到执行机构能跟着你旋转而上下运动、不旋转而停止的状态，然后使执行机构向关位运行，直至关严。注意：如何判断是否关严？观察阀中间的连杆上端弹簧是否压紧即可判断是否关严。,（3）开关阀全开或全关时无反馈信号：原因是对应的全开或全关微动开关未限位，重新调整使之限位即可。注意：负责反馈的微动开关要比负责量程的微动开关提前限位，否则必定没有反馈信号！连杆上端弹簧图片：,4.3 重庆川仪执行机构,2000T内使用的重庆川仪的执行机构不多，所以简单介绍下：其执行机构特点是体积大、质量重、接线端子多（对应功能超多：如远程自动、远程开启和关闭、Modbus通讯接口、报警输出等），缺点是由于功能太多，接线调试相对来说比其他的复杂。调试或处理其故障时最常用的三个按键：SX、XX、SD（分别对应增加键、减少键、设定键）。功能说明：SD键：在工作方式，点动SD键，可进行就地与远程工况的切换，长按SD键可进入设定工况。在设定工况，点动SD键可在菜单之间顺序切换（菜单中第一项为零位调整、第二项为满位调整），长按SD键可退出设定工况。,SX、XX键：在自动工况下，操作无效；在手动工况下，按下SX，阀位增大，按下XX，阀位减小；在设定工况下，用于操作设定值参数的增大或减小。,通过以上三个按键即可处理常见反馈、阀位不符等问题。,4.4 吴忠仪表执行机构 吴忠仪表执行机构在本次2000T项目中使用量最大，出现问题也较多。首先简单介绍一下其执行机构内部主要构造：电路板、电位器齿轮、扇形齿轮、凸轮、微动开关、电机、电容等。（1）电路板出现问题时的现象：给信号不动作、无反馈信号、全关或全开位时执行机构震荡、行程不够等。处理方法：通过调节电路板上6个可调电位器来解决上述问题。,六个可调电位器,P1,P2,P6,P5,P4,P3,功能：P1死区；P2零位电压；P3行程；P4满位电压；P5零位反馈；P6满位反馈。,（2）电位器齿轮与扇形齿轮出现故障时的现象：反馈不照，输入信号不动作等。两个齿轮经常出现的故障是顶丝滑丝、齿轮间距过松或过紧，从而导致了执行机构反馈等问题。解决方法是更换齿轮或者调整间距。（3）凸轮与微动开关出现故障时的现象：开关到位时运行指示灯仍亮（原因是微动开关限位小于电子限位，将凸轮顶丝松开向大移动少许即可）；电机堵转（原因是电子限位大于机械限位且小于微动开关限位，将凸轮顶丝松开调整微动开关限位，同时调整电子限位与机械限位）（4）电机与电容出现故障时的现象：电机与电容出现故障时一般都是电机堵转导致电机发热，甚至电容被击穿。出现的现象是电动阀不工作，执行机构内发热且有糊味。解决方法是更换电容或电机。,以上所述都只是片面的介绍了电动阀常见问题的处理方法，现场处理问题时，只要头脑清晰，明白电动阀的工作原理，仔细分析，则不管再困难的问题，也都能迎刃而解。下面讲一下电动阀的工作原理。电动阀的构造：执行机构、阀体以及连接两者的机械部件。直行程阀的连接部件一般是两个长长的连杆，中间用带指示箭头的部件连接固定。角行程阀的连接部件一般是支架和联轴器。,执行机构的构造一般由驱动电机、减速器、控制器（接线部分）、位移检测机构四部分组成。（1）驱动电机 驱动电机是执行机构的动力源。（2）减速器 减速器把驱动电机输出的高转速、小转矩的运动化为低转速、大转矩的输出，驱动调节机构。（3）控制器 控制器就是接收上位机传来的420mADC调节信号，经转换后，与阀位信号进行运算比较，输出相应的开关信号，用于驱动伺服电机的正反转动，经机械减速变换后驱动阀门。,（4）位移检测机构 位移检测机构通过差动变压器把执行机构输出轴的机械位置成比例的转化为电信号，输入到控制器，参与执行机构的调节控制。同时可送回到控制室，用于控制室的监控和管理。在该检测机构中，通过使用限位用的微动开关，来保证运行安全，同时还可输出两组开关量信号参与系统控制。,电动阀的工作原理就是：通过控制器接收信号，与阀位信号进行运算比较，输出相应的开关信号来控制电机的正反转，然后再通过减速器将电机的高转速小转矩的运动转化为低转速大转矩的输出，来驱动执行机构下连接的阀体。同时位移检测机构通过把执行机构输出轴的机械位置转变为反馈信号，用以观察与调节。,明白了电动阀的工作原理，就可以得心应手的处理各种电动阀故障了。,谢谢,
