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電(diàn)動調節閥的結構和(hé)原理(lǐ)，常見故障及處理(lǐ)方法
類别：行(xíng)業新聞 日期：2021-03-20
電(diàn)動調節閥是工業自動化過程控制(zhì)中的重要執行(xíng)單元儀表。結構由電(diàn)動執行(xíng)機構和(hé)調節閥連接組合後經過機械連接裝配、調試安裝構成電(diàn)動調節閥。
執行(xíng)器(qì)
在過程控制(zhì)系統中，執行(xíng)器(qì)接受調節器(qì)的指令信号，經執行(xíng)機構将其轉換成相應的角位移或直線位移，去調節機構，改變被控對象進、出的能量或物料，以實現過程的自動控制(zhì)。在自動控制(zhì)系統中，執行(xíng)器(qì)是必不可(kě)少(shǎo)的組成部分。如果把傳感器(qì)比拟成控制(zhì)系統的感覺器(qì)官，調節器(qì)就是控制(zhì)系統的大(dà)腦(nǎo)，而執行(xíng)器(qì)則可(kě)以比拟為(wèi)幹具體(tǐ)工作(zuò)的手。
執行(xíng)器(qì)常常工作(zuò)在高(gāo)溫、高(gāo)壓、深冷、強腐蝕、高(gāo)粘度、易結晶、閃蒸、汽蝕、高(gāo)壓差等狀态下，使用條件惡劣，因此，它是整個(gè)控制(zhì)系統的薄弱環節。如果執行(xíng)器(qì)選擇或使用不當，往往會(huì)給生(shēng)産過程自動化帶來(lái)困難。在許多(duō)場(chǎng)合下，會(huì)導緻控制(zhì)系統的控制(zhì)質量下降、調節失靈，因介質的易燃、易爆、有(yǒu)毒而造成嚴重的事故。為(wèi)此，對于執行(xíng)器(qì)的正确選用和(hé)安裝、維修等各個(gè)環節，必須給予足夠的注意。
執行(xíng)器(qì)根據驅動動力的不同，可(kě)劃分為(wèi)氣動執行(xíng)器(qì)、液動執行(xíng)器(qì)和(hé)電(diàn)動執行(xíng)器(qì)。
電(diàn)動調節閥的結構與工作(zuò)原理(lǐ)
1、電(diàn)動調節閥的基本結構
電(diàn)動調節閥上(shàng)部是執行(xíng)機構，接受調節器(qì)輸出的0～10mADC或4～20mADC信号，并将其轉換成相應的直線位移，推動下部的調節閥動作(zuò)，直接調節流體(tǐ)的流量。各類電(diàn)動調節閥的執行(xíng)機構基本相同，但(dàn)調節閥（調節機構）的結構因使用條件的不同類型很(hěn)多(duō)，常用的是直通(tōng)單閥座和(hé)直通(tōng)雙閥座兩種。
2、電(diàn)動執行(xíng)機構的基本結構
其電(diàn)動執行(xíng)器(qì)主要是由相互隔離的電(diàn)氣部分和(hé)傳動部分組成，電(diàn)機作(zuò)為(wèi)連接兩個(gè)隔離部分的中間(jiān)部件。電(diàn)機按控制(zhì)要求輸出轉矩，通(tōng)過多(duō)級正齒輪傳遞到梯形絲杆上(shàng)，梯形絲杆通(tōng)過螺紋變換轉矩為(wèi)推力。因此梯形螺杆通(tōng)過自鎖的輸出軸将直線行(xíng)程傳遞到閥杆。執行(xíng)機構輸出軸帶有(yǒu)一個(gè)防止傳動的止轉環，輸出軸的徑向鎖定裝置也可(kě)以做(zuò)動位置指示器(qì)。輸出軸止動環上(shàng)連有(yǒu)一個(gè)旗杆，旗杆随輸出軸同步運行(xíng)，通(tōng)過與旗杆連接的齒條闆将輸出軸位移轉換成電(diàn)信号，提供給智能控制(zhì)闆作(zuò)為(wèi)比較信号和(hé)閥位反饋輸出。同時(shí)執行(xíng)機構的行(xíng)程也可(kě)由齒條闆上(shàng)的兩個(gè)主限位開(kāi)關開(kāi)限制(zhì)，并由兩機械限位保護。
3、執行(xíng)機構工作(zuò)原理(lǐ)
電(diàn)動執行(xíng)機構是以電(diàn)動機為(wèi)驅動源、以直流電(diàn)流為(wèi)控制(zhì)及反饋信号，原理(lǐ)方塊圖如圖3所示。當控制(zhì)器(qì)的輸入端有(yǒu)一個(gè)信号輸入時(shí)，此信号與位置信号進行(xíng)比較，當兩個(gè)信号的偏差值大(dà)于規定的死區(qū)時(shí)，控制(zhì)器(qì)産生(shēng)功率輸出，驅動伺服電(diàn)動機轉動使減速器(qì)的輸出軸朝減小(xiǎo)這一偏差的方向轉動，直到偏差小(xiǎo)于死區(qū)為(wèi)止。此時(shí)輸出軸就穩定在與輸入信号相對應的位置上(shàng)。
4、控制(zhì)器(qì)結構
控制(zhì)器(qì)由主控電(diàn)路闆、傳感器(qì)、帶LED 按鍵、分相電(diàn)容、接線端子等組成。智能伺服放大(dà)器(qì)以專用單片微處理(lǐ)器(qì)為(wèi)基礎，通(tōng)過輸入回路把模拟信号、閥位電(diàn)阻信号轉換成數(shù)字信号，微處理(lǐ)器(qì)根據采樣結果通(tōng)過人(rén)工智能控制(zhì)軟件後，顯示結果及輸出控制(zhì)信号。
5、調節閥的基本結構
調節閥與工藝管道(dào)中被調介質直接接觸，閥芯在閥體(tǐ)內(nèi)運動，改變閥芯與閥座之間(jiān)的流通(tōng)面積，即改變閥門(mén)的阻力系數(shù)就可(kě)以對工藝參數(shù)進行(xíng)調節。
下圖給出直通(tōng)單閥座和(hé)直通(tōng)雙閥座的典型結構，它由上(shàng)閥蓋(或高(gāo)溫上(shàng)閥蓋)、閥體(tǐ)、下閥蓋、閥芯與閥杆組成的閥芯部件、閥座、填料、壓闆等組成。
直通(tōng)單閥座的閥體(tǐ)內(nèi)隻有(yǒu)一個(gè)閥芯和(hé)一個(gè)閥座，其特點是結構簡單、洩漏量小(xiǎo)(甚可(kě)以切斷)和(hé)允許壓差小(xiǎo)。因此，它适用于要求洩漏量小(xiǎo)，工作(zuò)壓差較小(xiǎo)的幹淨介質的場(chǎng)合。在應用中應特别注意其允許壓差，防止閥門(mén)關不死。直通(tōng)雙座調節閥的閥體(tǐ)內(nèi)有(yǒu)兩個(gè)閥芯和(hé)閥座。它與同口徑的單座閥相比，流通(tōng)能力約大(dà)20%～25%。因為(wèi)流體(tǐ)對上(shàng)、下兩閥芯上(shàng)的作(zuò)用力可(kě)以相互抵消，但(dàn)上(shàng)、下兩閥芯不易同時(shí)關閉，因此雙座閥具有(yǒu)允許壓差大(dà)、洩漏量較大(dà)的特點。故适用于閥兩端壓差較大(dà)，洩漏量要求不高(gāo)的幹淨介質場(chǎng)合，不适用于高(gāo)粘度和(hé)含纖維的場(chǎng)合。
常見故障及解決方法
1、執行(xíng)器(qì)不動作(zuò),但(dàn)控制(zhì)模塊電(diàn)源和(hé)信号燈均亮處理(lǐ)方法：檢查電(diàn)源電(diàn)壓是否正确；電(diàn)動機是否斷線；十芯插頭從端到各線終端是否斷線；電(diàn)動機、電(diàn)位器(qì)、電(diàn)容各接插頭是否良好；用對比互換法判斷控制(zhì)模塊是否良好。
2、執行(xíng)器(qì)不動作(zuò), 電(diàn)源燈亮而信号燈不亮處理(lǐ)方法：檢查輸入信号極性等是否正确；用對比互換法判斷控制(zhì)模塊是否良好。
3、調節系統參數(shù)整定不當導緻執行(xíng)器(qì)頻繁振蕩處理(lǐ)方法：調節器(qì)的參數(shù)整定不合适，會(huì)引起系統産生(shēng)不同程度的振蕩。對于單回路調節系統，比例帶過小(xiǎo)，積分時(shí)間(jiān)過短(duǎn)，微分時(shí)間(jiān)和(hé)微分增益過大(dà)都可(kě)能産生(shēng)系統振蕩。可(kě)以通(tōng)過系統整定的方法，合理(lǐ)的選擇這些(xiē)參數(shù)，使回路保持穩定速度。
4、執行(xíng)器(qì)電(diàn)機發熱迅速、震蕩爬行(xíng)、短(duǎn)時(shí)間(jiān)內(nèi)停止動作(zuò)處理(lǐ)方法：用交流2V 電(diàn)壓檔測控制(zhì)模塊輸入端是否交流幹擾動；檢查信号線是否和(hé)電(diàn)源線隔離；電(diàn)位器(qì)及電(diàn)位器(qì)配線是否良好；反饋組件動作(zuò)是否正常。
5、執行(xíng)器(qì)動作(zuò)呈步進、爬行(xíng)現象、動作(zuò)緩慢處理(lǐ)方法：檢查器(qì)傳來(lái)的信号動作(zuò)時(shí)間(jiān)是否正确。
6、執行(xíng)器(qì)位置反饋信号太大(dà)或太小(xiǎo)處理(lǐ)方法：檢查“零位”和(hé)“行(xíng)程”電(diàn)位器(qì)調整是否正确；更換控制(zhì)模塊判斷。
7、加信号後執行(xíng)器(qì)全開(kāi)或全關，限位開(kāi)關也不停處理(lǐ)方法：檢查控制(zhì)模塊的功能選擇開(kāi)關是否在正确位置；“零位”和(hé)“行(xíng)程”電(diàn)位器(qì)調整是否正确；更換控制(zhì)模塊判斷。
8、執行(xíng)器(qì)震蕩、鳴叫處理(lǐ)方法：主要是因為(wèi)靈敏度調得(de)太高(gāo)，不靈敏區(qū)太小(xiǎo)，過于靈敏，緻使執行(xíng)器(qì)小(xiǎo)回路無法穩定而産生(shēng)振蕩，可(kě)逆時(shí)針微調靈敏度電(diàn)位器(qì)靈敏度；流體(tǐ)壓力變化太大(dà)，執行(xíng)機構推力不足；調節閥選擇大(dà)了、閥常在小(xiǎo)開(kāi)度工作(zuò)。
9、執行(xíng)器(qì)動作(zuò)不正常，但(dàn)限位開(kāi)關動作(zuò)後電(diàn)機不停止處理(lǐ)方法：檢查限位開(kāi)關、限位開(kāi)關配線是否有(yǒu)故障；更換控制(zhì)模塊判斷。
10、執行(xíng)器(qì)皮帶斷處理(lǐ)方法：檢查執行(xíng)器(qì)內(nèi)部傳動部分是否損壞卡住；“零位”和(hé)“行(xíng)程”電(diàn)位器(qì)調整是否正确；限位開(kāi)關是否正确。
執行(xíng)器(qì)
在過程控制(zhì)系統中，執行(xíng)器(qì)接受調節器(qì)的指令信号，經執行(xíng)機構将其轉換成相應的角位移或直線位移，去調節機構，改變被控對象進、出的能量或物料，以實現過程的自動控制(zhì)。在自動控制(zhì)系統中，執行(xíng)器(qì)是必不可(kě)少(shǎo)的組成部分。如果把傳感器(qì)比拟成控制(zhì)系統的感覺器(qì)官，調節器(qì)就是控制(zhì)系統的大(dà)腦(nǎo)，而執行(xíng)器(qì)則可(kě)以比拟為(wèi)幹具體(tǐ)工作(zuò)的手。
執行(xíng)器(qì)常常工作(zuò)在高(gāo)溫、高(gāo)壓、深冷、強腐蝕、高(gāo)粘度、易結晶、閃蒸、汽蝕、高(gāo)壓差等狀态下，使用條件惡劣，因此，它是整個(gè)控制(zhì)系統的薄弱環節。如果執行(xíng)器(qì)選擇或使用不當，往往會(huì)給生(shēng)産過程自動化帶來(lái)困難。在許多(duō)場(chǎng)合下，會(huì)導緻控制(zhì)系統的控制(zhì)質量下降、調節失靈，因介質的易燃、易爆、有(yǒu)毒而造成嚴重的事故。為(wèi)此，對于執行(xíng)器(qì)的正确選用和(hé)安裝、維修等各個(gè)環節，必須給予足夠的注意。
執行(xíng)器(qì)根據驅動動力的不同，可(kě)劃分為(wèi)氣動執行(xíng)器(qì)、液動執行(xíng)器(qì)和(hé)電(diàn)動執行(xíng)器(qì)。
電(diàn)動調節閥的結構與工作(zuò)原理(lǐ)
1、電(diàn)動調節閥的基本結構
電(diàn)動調節閥上(shàng)部是執行(xíng)機構，接受調節器(qì)輸出的0～10mADC或4～20mADC信号，并将其轉換成相應的直線位移，推動下部的調節閥動作(zuò)，直接調節流體(tǐ)的流量。各類電(diàn)動調節閥的執行(xíng)機構基本相同，但(dàn)調節閥（調節機構）的結構因使用條件的不同類型很(hěn)多(duō)，常用的是直通(tōng)單閥座和(hé)直通(tōng)雙閥座兩種。
2、電(diàn)動執行(xíng)機構的基本結構
其電(diàn)動執行(xíng)器(qì)主要是由相互隔離的電(diàn)氣部分和(hé)傳動部分組成，電(diàn)機作(zuò)為(wèi)連接兩個(gè)隔離部分的中間(jiān)部件。電(diàn)機按控制(zhì)要求輸出轉矩，通(tōng)過多(duō)級正齒輪傳遞到梯形絲杆上(shàng)，梯形絲杆通(tōng)過螺紋變換轉矩為(wèi)推力。因此梯形螺杆通(tōng)過自鎖的輸出軸将直線行(xíng)程傳遞到閥杆。執行(xíng)機構輸出軸帶有(yǒu)一個(gè)防止傳動的止轉環，輸出軸的徑向鎖定裝置也可(kě)以做(zuò)動位置指示器(qì)。輸出軸止動環上(shàng)連有(yǒu)一個(gè)旗杆，旗杆随輸出軸同步運行(xíng)，通(tōng)過與旗杆連接的齒條闆将輸出軸位移轉換成電(diàn)信号，提供給智能控制(zhì)闆作(zuò)為(wèi)比較信号和(hé)閥位反饋輸出。同時(shí)執行(xíng)機構的行(xíng)程也可(kě)由齒條闆上(shàng)的兩個(gè)主限位開(kāi)關開(kāi)限制(zhì)，并由兩機械限位保護。
3、執行(xíng)機構工作(zuò)原理(lǐ)
電(diàn)動執行(xíng)機構是以電(diàn)動機為(wèi)驅動源、以直流電(diàn)流為(wèi)控制(zhì)及反饋信号，原理(lǐ)方塊圖如圖3所示。當控制(zhì)器(qì)的輸入端有(yǒu)一個(gè)信号輸入時(shí)，此信号與位置信号進行(xíng)比較，當兩個(gè)信号的偏差值大(dà)于規定的死區(qū)時(shí)，控制(zhì)器(qì)産生(shēng)功率輸出，驅動伺服電(diàn)動機轉動使減速器(qì)的輸出軸朝減小(xiǎo)這一偏差的方向轉動，直到偏差小(xiǎo)于死區(qū)為(wèi)止。此時(shí)輸出軸就穩定在與輸入信号相對應的位置上(shàng)。
4、控制(zhì)器(qì)結構
控制(zhì)器(qì)由主控電(diàn)路闆、傳感器(qì)、帶LED 按鍵、分相電(diàn)容、接線端子等組成。智能伺服放大(dà)器(qì)以專用單片微處理(lǐ)器(qì)為(wèi)基礎，通(tōng)過輸入回路把模拟信号、閥位電(diàn)阻信号轉換成數(shù)字信号，微處理(lǐ)器(qì)根據采樣結果通(tōng)過人(rén)工智能控制(zhì)軟件後，顯示結果及輸出控制(zhì)信号。
5、調節閥的基本結構
調節閥與工藝管道(dào)中被調介質直接接觸，閥芯在閥體(tǐ)內(nèi)運動，改變閥芯與閥座之間(jiān)的流通(tōng)面積，即改變閥門(mén)的阻力系數(shù)就可(kě)以對工藝參數(shù)進行(xíng)調節。
下圖給出直通(tōng)單閥座和(hé)直通(tōng)雙閥座的典型結構，它由上(shàng)閥蓋(或高(gāo)溫上(shàng)閥蓋)、閥體(tǐ)、下閥蓋、閥芯與閥杆組成的閥芯部件、閥座、填料、壓闆等組成。
直通(tōng)單閥座的閥體(tǐ)內(nèi)隻有(yǒu)一個(gè)閥芯和(hé)一個(gè)閥座，其特點是結構簡單、洩漏量小(xiǎo)(甚可(kě)以切斷)和(hé)允許壓差小(xiǎo)。因此，它适用于要求洩漏量小(xiǎo)，工作(zuò)壓差較小(xiǎo)的幹淨介質的場(chǎng)合。在應用中應特别注意其允許壓差，防止閥門(mén)關不死。直通(tōng)雙座調節閥的閥體(tǐ)內(nèi)有(yǒu)兩個(gè)閥芯和(hé)閥座。它與同口徑的單座閥相比，流通(tōng)能力約大(dà)20%～25%。因為(wèi)流體(tǐ)對上(shàng)、下兩閥芯上(shàng)的作(zuò)用力可(kě)以相互抵消，但(dàn)上(shàng)、下兩閥芯不易同時(shí)關閉，因此雙座閥具有(yǒu)允許壓差大(dà)、洩漏量較大(dà)的特點。故适用于閥兩端壓差較大(dà)，洩漏量要求不高(gāo)的幹淨介質場(chǎng)合，不适用于高(gāo)粘度和(hé)含纖維的場(chǎng)合。
1、執行(xíng)器(qì)不動作(zuò),但(dàn)控制(zhì)模塊電(diàn)源和(hé)信号燈均亮處理(lǐ)方法：檢查電(diàn)源電(diàn)壓是否正确；電(diàn)動機是否斷線；十芯插頭從端到各線終端是否斷線；電(diàn)動機、電(diàn)位器(qì)、電(diàn)容各接插頭是否良好；用對比互換法判斷控制(zhì)模塊是否良好。
2、執行(xíng)器(qì)不動作(zuò), 電(diàn)源燈亮而信号燈不亮處理(lǐ)方法：檢查輸入信号極性等是否正确；用對比互換法判斷控制(zhì)模塊是否良好。
3、調節系統參數(shù)整定不當導緻執行(xíng)器(qì)頻繁振蕩處理(lǐ)方法：調節器(qì)的參數(shù)整定不合适，會(huì)引起系統産生(shēng)不同程度的振蕩。對于單回路調節系統，比例帶過小(xiǎo)，積分時(shí)間(jiān)過短(duǎn)，微分時(shí)間(jiān)和(hé)微分增益過大(dà)都可(kě)能産生(shēng)系統振蕩。可(kě)以通(tōng)過系統整定的方法，合理(lǐ)的選擇這些(xiē)參數(shù)，使回路保持穩定速度。
4、執行(xíng)器(qì)電(diàn)機發熱迅速、震蕩爬行(xíng)、短(duǎn)時(shí)間(jiān)內(nèi)停止動作(zuò)處理(lǐ)方法：用交流2V 電(diàn)壓檔測控制(zhì)模塊輸入端是否交流幹擾動；檢查信号線是否和(hé)電(diàn)源線隔離；電(diàn)位器(qì)及電(diàn)位器(qì)配線是否良好；反饋組件動作(zuò)是否正常。
5、執行(xíng)器(qì)動作(zuò)呈步進、爬行(xíng)現象、動作(zuò)緩慢處理(lǐ)方法：檢查器(qì)傳來(lái)的信号動作(zuò)時(shí)間(jiān)是否正确。
6、執行(xíng)器(qì)位置反饋信号太大(dà)或太小(xiǎo)處理(lǐ)方法：檢查“零位”和(hé)“行(xíng)程”電(diàn)位器(qì)調整是否正确；更換控制(zhì)模塊判斷。
7、加信号後執行(xíng)器(qì)全開(kāi)或全關，限位開(kāi)關也不停處理(lǐ)方法：檢查控制(zhì)模塊的功能選擇開(kāi)關是否在正确位置；“零位”和(hé)“行(xíng)程”電(diàn)位器(qì)調整是否正确；更換控制(zhì)模塊判斷。
8、執行(xíng)器(qì)震蕩、鳴叫處理(lǐ)方法：主要是因為(wèi)靈敏度調得(de)太高(gāo)，不靈敏區(qū)太小(xiǎo)，過于靈敏，緻使執行(xíng)器(qì)小(xiǎo)回路無法穩定而産生(shēng)振蕩，可(kě)逆時(shí)針微調靈敏度電(diàn)位器(qì)靈敏度；流體(tǐ)壓力變化太大(dà)，執行(xíng)機構推力不足；調節閥選擇大(dà)了、閥常在小(xiǎo)開(kāi)度工作(zuò)。
9、執行(xíng)器(qì)動作(zuò)不正常，但(dàn)限位開(kāi)關動作(zuò)後電(diàn)機不停止處理(lǐ)方法：檢查限位開(kāi)關、限位開(kāi)關配線是否有(yǒu)故障；更換控制(zhì)模塊判斷。
10、執行(xíng)器(qì)皮帶斷處理(lǐ)方法：檢查執行(xíng)器(qì)內(nèi)部傳動部分是否損壞卡住；“零位”和(hé)“行(xíng)程”電(diàn)位器(qì)調整是否正确；限位開(kāi)關是否正确。
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