日本SMC氣控閥的工況選型及實例分析

【資料簡介】

日本SMC氣控閥的工況選型及實例分析
日本SMC氣控閥由于氨鹽水有嚴重的腐蝕性，碳酸氫銨在攝氏25℃以下易結晶的性質，使調節閥在運行中因閥體內壁結疤、結晶、結垢導致閥卡、不動作或動作遲鈍，使系統不能進行自動調節的現象比較普遍，占調節閥故障總數的50%，給造成的影響較大；由調節閥填料老化、變硬導致閥動作遲鈍或從閥桿處泄漏等故障達15%；由于膜片損 壞漏氣或硬芯碎裂導致閥不能調節的現象達12%
在過程控制中的作用是人所共知的，在許多控制過程中要求調節閥在故障時處于某個位置，以保護工藝過程不出現事故，這就要求調節閥在設計上實現故障-安全的三斷（斷氣、斷電、斷信號）保護措施。對于電動調節閥來說，比較簡單，斷信號時，可以根據控制模塊的設定而停留在全開、全關、保持中的任位置，而斷電時，自然停留在故障位置，或帶有復位裝置的電動執行器也可將閥位運行到全開或全關。
對于氣動調節閥來說，就比較復雜了，所以我們主要討論氣動調節閥的三斷保位方法。般來說，我們在選擇氣動薄膜調節閥時，都要先確定選氣開還是氣閉，這就是選擇調節閥斷氣時的保護位置，如果工藝要求斷氣時閥門打開，則選擇常開（氣閉）式調節閥，反之則選常閉（氣開）式調節閥。這只是個粗淺的方案，如果工藝要求斷氣、斷電、斷信號的三斷保護，則調節閥就需要配置些附件來組成個保護系統才能實現控制要求，這些附件主要有保位閥、電磁閥、氣罐等。以下是單作用氣動薄膜調節閥和雙作用氣動調節閥的兩種保位方案。
、日本SMC氣控閥方案（調節閥配用電－氣閥門定位器）
本方案主要由日本SMC氣控閥閥位信號返回器等組成。其工作原理如下：
1、斷氣源：當控制系統氣源故障（失氣）時，氣動保位閥自動關閉將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內，輸出信號壓力與控制閥彈簧產生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。該保位閥應設定在略低于氣源的小值時啟動。
2、斷電源：當控制系統電源故障（失電）時，失電（信號）比較器控制單電控電磁換向閥的輸出電壓消失，單電控電磁換向閥失電，單電控電磁換向閥內的滑閥在復位彈簧的作用下滑動，電磁閥換向，將氣動保位閥的膜室壓力排空，氣動保位閥關閉，將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內，輸出信號壓力與控制閥彈簧產生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。
3、斷信號：當控制系統信號故障（失信號）時，失電（信號）比較器檢測到后，斷掉單電控電磁換向閥的電壓信號，單電控電磁換向閥失電，單電控電磁換向閥內的滑閥在復位彈簧的作用下滑動，電磁閥換向，將氣動保位閥的膜室壓力排空，氣動保位閥關閉，將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內，輸出信號壓力與控制閥彈簧產生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。
位置反饋信號由閥位信號返回器給出。
本方案的優點：“三斷”保護啟動時，系統反應較快，動作迅速。整體造價比較便宜。
本方案的缺點：電磁閥長期帶電，影響使用壽命。配用附件較多，安裝、調試復雜些，閥位反饋需另配閥位信號返回器，在配用手輪的情況下，比較復雜。
二、雙作用氣動調節閥方案（調節閥配用電-氣閥門定位器）
本方案主要由日本SMC氣控閥其工作原理如下：
當控制系統氣源故障（失氣）時，自鎖閥（其作用方式與保位閥相反）自動打開，將氣控換向閥的控制氣源撤消，氣控換向閥的滑閥在彈簧的作用下復位，兩個氣控換向閥中的其中個排氣，另個進氣，單向閥關閉，氣源由儲氣罐中儲存的氣源向閥門供氣，從而實現閥門的全關或全開。全關或全開的轉換可通過調整氣控換向閥的連接方式實現。
如果要實現閥門保位，加裝氣動保位閥并改變管路連接，用自鎖閥直接控制保位閥，取消氣控換向閥、單向閥、儲氣罐即可。
若要實現斷氣源時，能夠保證閥門有若干次的動作，可采用以下方案。
本方案由儲氣罐、單向閥、閉鎖閥、截止閥等組成。其工作原理如下：
當氣源故障（失氣）時，單向閥關閉，閉鎖閥失氣，在閉鎖閥的滑閥在彈簧的作用下復位，氣路換向，斷開系統的氣源管路，接通儲氣罐管路，由儲氣罐向閥門供氣，以保證閥門有若干次動作，實現連續控制的目的。由于儲氣罐的容量有限，且儲氣罐中的氣源壓力隨著閥門動作不斷下降，不可長期使用儲氣罐為閥門供氣。本方案配用儲氣罐的容量應比般保護用儲氣罐的容量大。本方案在斷氣源時，閥門動作的次數與儲氣罐的容量有關。
日本SMC氣控閥的是自控系統中的執行器，其應用質量反映在系統中的調節品質上，調節閥應用的好壞，即應用質量與三個方面有關：
（1）正確選型（含計算）--系統設計人員；
（2）產品質量--廠
（3）正確安裝、使用、維護--用戶。
所以，我們講質量不只是廠的問題，它是個廣義的概念，包括系統設計人員、和使用人員。
下面列舉常見的應用問題，這些問題若能很好地處理，可以說你選閥就不會出現大的質量事故。
（1）口徑計算――小了不能滿足Qmax，大了常小開度工作，調節差，壽命短。
（2）校核關閉時的△P――有些根本就不作校核，造成閥關不死，打不開。
（3）校核可調比R――R小了不能滿足流量變化范圍。
（4）確定彈簧范圍――涉及彈簧范圍、啟始工作壓力、輸出力、穩定性、調整等。
（5）材質與結構――這里學問大，個的工程設計人員，
所選的閥結構和材質應是在滿足使用功能前提下，得到的是簡單的結構、低的價格
相反，花了很多錢，甚引進產品，還是用不好，這種費用可差20～30倍。
用不好的影響則更大，開開停停，造成經濟損失和產量下降，有的甚無法投用。
因此，個有經驗的系統設計人員就知道閥在現場的重要性，開始就重視閥的正確選型，并與我們密切配合。
（6）附件----對主體的保證和有意的補償。
也有很多成功的例子，成功先在于他們的正確選型。
日本SMC氣控閥與其它儀表配套使用，可實現過程中流量、液位、壓力、溫度等工藝參數與其它介質如液體、氣體、蒸汽等的自動調節和遠程控制。隨著企業自動化程度的逐步提高，集散控制系統（DCS）以及其它智能型儀表在自動化領域中的應用已越來越普遍，通過計算機的優化控制，將使取得大效益。而在優化的同時也使控制系統的主要故障集中于調節系統的終端執行裝置即調節閥上，調節閥在控制流體流量的工作過程中，接受控制操作信號，按控制規律實現對流量的調節。它的動作靈敏與否，直接關系著整個控制系統的質量。根據控制系統在純堿行業的應用統計，調節系統有80%左右的故障出自調節閥。因此，如何保證氣動薄膜調節閥在我廠中的可靠、準確運行，是我們需要探討的個很重要的問題。

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