执行机构(电动门和气动门).ppt

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1、执行机构,（电动门和气动门）,实现阀门程控、自控和遥控，提高自动化程度。应用于阀门和风门挡板的开关和调节控制，属于现场控制类仪表。,执行机构的作用与应用,电动：电机驱动，方便控制，体积小，效率高，品种多，经济，使用寿命一般510年。气动：气源驱动，使用简单，防爆性能好，成熟可靠，运行速度快，需要气源及管路，效率低，维护量大。电液式：电动泵控制液压缸，可靠性最高，定位精度好，使用寿命长达4050年，运行速度快，体积庞大，价格昂贵。,执行机构的分类,一、专用电动机，特点是过载能力强、起动转矩大、转动惯量小，短时、断续工作 二、减速机构，用以减低电动机的输出转速 三、行程控制机构，用以调节和准确控制

2、阀门的启闭位置 四、转矩限制机构，用以调节转矩(或推力)并使之不超过预定值 五、手动电动切换机构，进行手动或电动操作的联锁机构 六、开度指示器，用以显示阀门在启闭过程中所处的位置,电动装置组成,1、电动机 2、行程和力矩传感器 3、减速装置 4、阀门附件5、手动轮 6、执行器控制板 7、电气接线端 8、现场总线板,电动装置组成,输入方式：多回转型（Z型）和部分回转型（Q型）直行程：前者用于升降杆类阀门，包括：闸阀、截止阀、节流阀、隔膜阀等；角行程：用于回转杆类阀门，包括球阀、旋塞阀、蝶阀等，通常在90范围内启闭,分类,控制原理图,闭合SO1，控制回路A1a，A1b，A11，A12，A13，N开

3、。接触器KMO线圈吸合，常开触点KMO闭合，构成自保持，其主接点KMO闭合，接通电机回路，电机正转，阀门开启，至全开位置后，开行程开关LSO动作，切断控制回路，KMO掉电复位，电机失电停转，同时行程开关LSO动作，CRT上状态变红，阀门开到位,电气原理,闭合SC1，控制回路A1a，A1b，A41，A42，A43，N开。接触器KMC线圈吸合，常开触点KMC闭合，构成自保持，其主接点KMC闭合，接通电机回路，电机反转，阀门关闭，至全关位置后，关行程开关LSC动作，切断控制回路，KMC掉电复位，电机失电停转，同时行程开关LSC动作，CRT上状态变绿，阀门关到位,电气原理,直行程,角行程,普通电动装置

4、，整体式电动装置（一体化电动装置）普通型电动装置需另配阀门控制器，也就是要有阀门配电箱。,电动装置的类型,普通电动装置,一体化电动装置,a)执行机构外观应完好无损，行程范围内无阻，开关方向标志明确；铭牌与标志牌完好、正确、字迹清楚。b)润滑油应无泄漏，油位显示正常；有油质要求的执行机构应进行油质检查，若发现油质变差则应及时更换润滑油(通常情况下一个大修周期宜更换一次润滑油)。,一般检查,c)手动与电动的切换灵活；在手动位置时摇手柄手感均匀，连杆或传动机构动作平稳、无卡涩。d)执行机构的行程应保证阀门、挡扳全程运动，机构的输出轴全程旋转角应调整为 0。90。紧限位块，在手动或电动冲力下无滑动现象

5、。e)接线牢固、无松动，插头与插座连接可靠。并符合系统控制的要求；,一般检查,绝缘检查,a)手摇使执行机构至全关状态，紧固下限位块，调整下限位开关动作。b)手摇使执行机构至全开状态，紧固限位块，调整上限位开关动作。c)配有手操器的执行机构，在全关或全开状态下，用手操器进行设置。,执行机构机械零位、全开位的校准,a)断开输入回路后系统送电，手操使输出轴转动至机械零位，调整输出电流为量程的零位。b)手操使输出轴转动至全开位，调整位置变送器输出电流为量程的满度。c)执行机构按行程的 25，依次递增直至上限，再依次增减至下限，测量输出电流，允许有 0.5线性误差。,位置变送器的校准,a)电动使执行机构

6、至全关时，调整行程开关动作，位置变送器输出正好为零。b)电动使执行机构至全开时，调整行程开关动作，位置变送器输出正好为满度。,外置行程开关校准,a)输入按量程的25信号，依次递增直至上限，再依次增减至下限，读取相应的正、反行程位置变送器输出值。b)电动执行器的行程基本误差应不大于允许误差限；回程误差应不大于允许误差限的 1/2。,基本误差及回程误差的校准,分别输入 25、50、75信号，输出轴分别停在相应的位置时，正、反反行程转角位置上作“半周期”摆动的次数应小于三次。,阻尼特性校准,输入 50信号，当输出轴稳定在对应位置上时，微调增加输入信号，直到输出轴有一个可察觉的行程变化，记录此时输入信

7、号值 i1；然后在相反方向微调减小输入信号，直到输出轴有一个可察觉的行程变化，记录此时输入信号值 i2；按公式计算不灵敏区：=（i1-i2）*100%该不灵敏区应不大于执行机构的允许误差。,不灵敏区测试,输入信号由量程的 0阶跃变化为量程的 100时，执行机构从始点运动到终点的全行程时间误差，应不大于该执行机构额定行程时间的 20。,全行程时间测试,一体化结构设计，直接接收4-20mA/4-12mA/12-20mA/0-5V/1-5V等控制信号，输出隔离的4-20mA阀位反馈信号；控制信号断路故障判断、报警及保护功能。断路故障时可使执行机构或开、或关、或保特、或在0100%之间预置的任意值；数

8、字显示，显示控制信号值、阀位值、故障类别；带遥控，可就地调节。,智能电动阀特点,1、电机运转,但阀门不动：a)离合器偏心环磨损b)阀杆螺母螺纹磨损当听到电机发出嗡嗡的响声但是不见阀门动作的时候，可能是：缺相。,常见故障及产生的原因,2、电机在开关运转中停止：a)负载过大,转矩开关动作b)热继电器动作c)阀杆润滑不良d)阀门内有杂质e)阀门阀杆螺纹部分有杂质f)阀门填料压得过紧,常见故障及产生的原因,3、电机不起动：a)电源不通或电机断相b)阀门在极限位置时,电机仍向该方向转动(热继电器动作)c)电源电压过低,常见故障及产生的原因,4、全开全关指示灯不亮：a)转矩开关动作,阀门没达到应到的位置b

9、)限位开关调整不良,常见故障及产生的原因,5、现场开度指针不动：a)指针紧固螺钉松动b)传递开度指示的齿轮组装配不当,常见故障及产生的原因,6、远控开度指示不动：a)信号输出(电位器)齿轮松动,电位器轴不转b)电源不符合要求c)电位器损坏,常见故障及产生的原因,7、转矩开关动作,电机不停a)电机旋转反向b)接地出故障,常见故障及产生的原因,8、计数器打牙a)中心距有问题b)计数器齿轮材质不当c)装配不当d)箱体形位公差不当,常见故障及产生的原因,9、力矩开关不动作a)力矩孔与端面垂直度不合格b)传动啮合处故障c)力矩开关触点接触不良d)电气接线虚e)电动装置选型不当,规格小,常见故障及产生的原

10、因,10、电动阀门柜控操作正常，远方操作不动作：a）检查远方就地按钮是否在远方位，若在远方位，则应检查此触点动作是否正常，接线是否牢固。b）检查远方指令是否发出。c）检查远方指令线是否松动,常见故障及产生的原因,气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。,气动调节阀工作原理,气开型和气关型气开型(Air to Open)是当膜头上空气压力增加时，阀门向增加开度方向动作，当达到输入气压上限时，阀门处于全开状态。反过来，当空气压力减小时，阀门

11、向关闭方向动作，在没有输入空气时，阀门全闭。,气动调节阀分类,气关型(Air to Close)动作方向正好与气开型相反。当空气压力增加时，阀门向关闭方向动作;空气压力减小或没有时，阀门向开启方向或全开为止。故有时又称为故障开启型,气动调节阀分类,调节阀的主要附件，与气动调节阀大大配套使用，它接受调节器的输出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状况通过电信号传给上位系统。,阀门定位器,定位器,工作方式,微处理器根据偏差（给定值W 与位置反馈信号X）的大小和方向输出一个电控指令给压电阀。压电阀将控制指令转换为气动位移增量，当控制

12、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），定位器输出连续脉冲；当控制器偏差在允许误差范围内（自适应或可调死区状态），则没有控制指令输出。,a)执行机构及其附件应完好。b)紧固件不得有松动和损伤。c)阀门、执行机构全行程方向标志清楚，执行机构作用方向规定为：输入信号增加时阀门开度增加，为正作用；输入信号增加时阀门开度减小，为反作用；如不符合使用要求，应按说明书规定的方法进行调整。,一般性检查,通过控制室操作装置(手操器或操作员站)，先发出量程的 0、25、50、75、100输出信号，然后发出 100、75、50、25、0 输出信号，依次记录每一校准点位置反馈值、执行

13、机构和操作装置的实际位置。,调整前检查性校准,a)电气转换器(1P)量程调整：当 IP 输入电流为 4mA 时，调整 IP 零位电位器，使 IP 输出气管路并联的校准用标准压力表，指示为规定的低限值(0.02MPa)；当 IP 输入电流为 20mA时，调整 IP 零位电位器，使 IP 输出气管路并联的校准用标准压力表，指示为规定的高限值(0.1MPa)。,电气转换器与气电转换器的校准,b)气电转换器量程调整：当电气转换器(IP)输出气管路并联的校准用标准压力表，指示为规定的低限值(0.02MPa)时，调整 PI 零位电位器使输出电流为 4mA；指示为高限值 0.1MPa 时，调整 PI 零位电

14、位器使输出电流为 20mA。,c)通过控制室操作装置(手操器或操作员站)，信号，然后发出 100、75、50、25、下对应的 UP 输出气压和 PI 的输出电流。先发出量程的 0、25、50、75、100输出 0 输出信号，依次记录每一校准点 IP 输入电流值d)全程基本误差要求不大于量程的 2。,定位器等级误差对照表,a)对应于控制指令零，调整执行机构和气动阀门至全关位置，调整位置变送器输出电流为零位。b)对应于控制指令 100，调整执行机构和气动阀门至全开位置，调整位置变送器输出电流为满度。c)反复调整零位和满度；直至两者均符合要求。,执行机构零位和满度的校准,a)对应于控制指令零，执行机

15、构至全关位置时，调整下限限位开关动作。b)对应于控制指令 100，执行机构至全开位置时，调整上限限位开关动作。,限位开关动作的校准,a)对应于控制指令零和 100，位置变送器输出电流应分别为 4mA 和 20mA。b)位置变送器的基本误差不大于执行机构允许误差。,位置变送器的校准,a)同调整前检查性校准相同。b)执行机构的基本误差应小于1.5的额定行程，其回程误差应小于 1.5的额定行程。c)阀位输出的基本误差应小于2的额定行程，其回程误差应小于 3的额定行程。,执行机构基本误差和回程误差校准,a)校准应分别在 25、50和 75位置下进行。b)执行机构的不灵敏区应不大于输入信号量程的 O.6

16、。c)阀位输出的不灵敏区应小于 O.6的额定行程。,不灵敏区(死区)校准,a)输入信号为 50，执行机构处于工作状态。b)突然断去电源、气源或信号，执行机构应能自锁，阀位变化每小时应不大于全行程的 5。c)断电信号给出后，执行机构的自锁应在 ls 内完成。d)自锁后阀位的变化每小时应不大于量程的10。e)调节气动自锁阀上的手动旋钮可改变闭锁压力，但闭锁压力的调整不得低于 0.3MPa。,自锁性能校准,（一）调节阀不动作。故障现象及原因如下：1无信号、无气源。气源未开，由于气源含水在冬季结冰，导致风管堵塞或过滤器、减压阀堵塞失灵，压缩机故障；气源总管泄漏。2有气源，无信号。调节器故障；定位器波纹

17、管漏气；调节网膜片损坏。,常见故障及产生的原因,3定位器无气源。过滤器堵塞；减压阀故障管道泄漏或堵塞。4定位器有气源，无输出。定位器的节流孔堵塞。5有信号、无动作。阀芯脱落，阀芯与社会或与阀座卡死；阀杆弯曲或折断；阀座阀芯冻结或焦块污物；执行机构弹簧因长期不用而锈死,常见故障及产生的原因,（二）调节阀的动作不稳定。故障现象和原因如下：1气源压力不稳定。压缩机容量太小；减压阀故障。2信号压力不稳定。控制系统的时间常数（TRC）不适当；调节器输出不稳定。,常见故障及产生的原因,3气源压力稳定，信号压力也稳定，但调节阀的动作仍不稳定。定位器中放大器的球阀受脏物磨损关不严，耗气量特别增大时会产生输出震

18、荡；定位器中放大器的喷咀挡板不平行，挡板盖不住喷咀；输出管、线漏气；执行机构刚性太小；阀杆运动中摩擦阻力大，与相接触部位有阻滞现象。,常见故障及产生的原因,（三）调节阀振动。故障现象和原因如下：1调节阀在任何开度下都振动。支撑不稳；附近有振动源；阀芯与衬套磨损严重。2调节阀在接近全闭位置时振动。调节阀选大了，常在小开度下使用；单座阀介质流向与关闭方向相反。,常见故障及产生的原因,（四）调节阀的动作迟钝。迟钝的现象及原因如下：1阀杆仅在单方向动作时迟钝。气动薄膜执行机构中膜片破损泄漏；执行机构中“O”型密封泄漏。2阀杆在往复动作时均有迟钝现象。阀体内有粘物堵塞；聚四氟乙烯填料变质硬化或石墨一石棉填料润滑油干燥；填料加得太紧，摩擦阻力增大；由于阀杆不直导致摩擦阻力大；没有定位器的气动调节阀也会导致动作迟钝。,常见故障及产生的原因,（五）调节阀的泄漏量增大。泄漏的原因如下：1阀全关时泄漏量大。阀芯被磨损，内漏严重，阀未调好关不严。2阀达不到全闭位置。介质压差太大，执行机构刚性小，阀关不严；阀内有异物；衬套烧结。,常见故障及产生的原因,（六）流量可调范围变小。主要原因是阀芯被腐蚀变小，从而使可调的最小流量变大。,常见故障及产生的原因,