電動調節閥的結構和原理，常見故障及處理方法
日期：2021/08/14
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電動調節閥是工業自動化過程控制中的重要執行單元儀表。結構由電動執行機構和調節閥連接組合后經過機械連接裝配、調試安裝構成電動調節閥。
執行器在過程控制系統中，執行器接受調節器的指令信號，經執行機構將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。在自動控制系統中，執行器是必不可少的組成部分。如果把傳感器比擬成控制系統的感覺器官，調節器就是控制系統的大腦，而執行器則可以比擬為干具體工作的手。
執行器常常工作在高溫、高壓、深冷、強腐蝕、高粘度、易結晶、閃蒸、汽蝕、高壓差等狀態下，使用條件惡劣，因此，它是整個控制系統的薄弱環節。如果執行器選擇或使用不當，往往會給生產過程自動化帶來困難。在許多場合下，會導致控制系統的控制質量下降、調節失靈，因介質的易燃、易爆、有毒而造成嚴重的事故。為此，對于執行器的正確選用和安裝、維修等各個環節，必須給予足夠的注意。
執行器根據驅動動力的不同，可劃分為氣動執行器、液動執行器和電動執行器。
電動調節閥的結構與工作原理
1、電動調節閥的基本結構
電動調節閥上部是執行機構，接受調節器輸出的0～10mADC或4～20mADC信號，并將其轉換成相應的直線位移，推動下部的調節閥動作，直接調節流體的流量。各類電動調節閥的執行機構基本相同，但調節閥（調節機構）的結構因使用條件的不同類型很多，常用的是直通單閥座和直通雙閥座兩種。
2、電動執行機構的基本結構
其電動執行器主要是由相互隔離的電氣部分和傳動部分組成，電機作為連接兩個隔離部分的中間部件。電機按控制要求輸出轉矩，通過多級正齒輪傳遞到梯形絲桿上，梯形絲桿通過螺紋變換轉矩為推力。因此梯形螺桿通過自鎖的輸出軸將直線行程傳遞到閥桿。執行機構輸出軸帶有一個防止傳動的止轉環，輸出軸的徑向鎖定裝置也可以做動位置指示器。輸出軸止動環上連有一個旗桿，旗桿隨輸出軸同步運行，通過與旗桿連接的齒條板將輸出軸位移轉換成電信號，提供給智能控制板作為比較信號和閥位反饋輸出。同時執行機構的行程也可由齒條板上的兩個主限位開關開限制，并由兩機械限位保護。
3、執行機構工作原理
電動執行機構是以電動機為驅動源、以直流電流為控制及反饋信號，原理方塊圖如圖3所示。當控制器的輸入端有一個信號輸入時，此信號與位置信號進行比較，當兩個信號的偏差值大于規定的死區時，控制器產生功率輸出，驅動伺服電動機轉動使減速器的輸出軸朝減小這一偏差的方向轉動，直到偏差小于死區為止。此時輸出軸就穩定在與輸入信號相對應的位置上。
4、控制器結構
控制器由主控電路板、傳感器、帶LED 按鍵、分相電容、接線端子等組成。智能伺服放大器以專用單片微處理器為基礎，通過輸入回路把模擬信號、閥位電阻信號轉換成數字信號，微處理器根據采樣結果通過人工智能控制軟件后，顯示結果及輸出控制信號。
5、調節閥的基本結構
調節閥與工藝管道中被調介質直接接觸，閥芯在閥體內運動，改變閥芯與閥座之間的流通面積，即改變閥門的阻力系數就可以對工藝參數進行調節。
下圖給出直通單閥座和直通雙閥座的典型結構，它由上閥蓋(或高溫上閥蓋)、閥體、下閥蓋、閥芯與閥桿組成的閥芯部件、閥座、填料、壓板等組成。
直通單閥座的閥體內只有一個閥芯和一個閥座，其特點是結構簡單、泄漏量小(甚可以切斷)和允許壓差小。因此，它適用于要求泄漏量小，工作壓差較小的干凈介質的場合。在應用中應特別注意其允許壓差，防止閥門關不死。直通雙座調節閥的閥體內有兩個閥芯和閥座。它與同口徑的單座閥相比，流通能力約大20%～25%。因為流體對上、下兩閥芯上的作用力可以相互抵消，但上、下兩閥芯不易同時關閉，因此雙座閥具有允許壓差大、泄漏量較大的特點。故適用于閥兩端壓差較大，泄漏量要求不高的干凈介質場合，不適用于高粘度和含纖維的場合。
1、執行器不動作,但控制模塊電源和信號燈均亮處理方法：檢查電源電壓是否正確；電動機是否斷線；十芯插頭從端到各線終端是否斷線；電動機、電位器、電容各接插頭是否良好；用對比互換法判斷控制模塊是否良好。
2、執行器不動作, 電源燈亮而信號燈不亮處理方法：檢查輸入信號極性等是否正確；用對比互換法判斷控制模塊是否良好。
3、調節系統參數整定不當導致執行器頻繁振蕩處理方法：調節器的參數整定不合適，會引起系統產生不同程度的振蕩。對于單回路調節系統，比例帶過小，積分時間過短，微分時間和微分增益過大都可能產生系統振蕩。可以通過系統整定的方法，合理的選擇這些參數，使回路保持穩定速度。
4、執行器電機發熱迅速、震蕩爬行、短時間內停止動作處理方法：用交流2V 電壓檔測控制模塊輸入端是否交流干擾動；檢查信號線是否和電源線隔離；電位器及電位器配線是否良好；反饋組件動作是否正常。
5、執行器動作呈步進、爬行現象、動作緩慢處理方法：檢查器傳來的信號動作時間是否正確。
6、執行器位置反饋信號太大或太小處理方法：檢查“零位”和“行程”電位器調整是否正確；更換控制模塊判斷。
7、加信號后執行器全開或全關，限位開關也不停處理方法：檢查控制模塊的功能選擇開關是否在正確位置；“零位”和“行程”電位器調整是否正確；更換控制模塊判斷。
8、執行器震蕩、鳴叫處理方法：主要是因為靈敏度調得太高，不靈敏區太小，過于靈敏，致使執行器小回路無法穩定而產生振蕩，可逆時針微調靈敏度電位器靈敏度；流體壓力變化太大，執行機構推力不足；調節閥選擇大了、閥常在小開度工作。
9、執行器動作不正常，但限位開關動作后電機不停止處理方法：檢查限位開關、限位開關配線是否有故障；更換控制模塊判斷。
10、執行器皮帶斷處理方法：檢查執行器內部傳動部分是否損壞卡住；“零位”和“行程”電位器調整是否正確；限位開關是否正確。
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