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MAC電磁閥如何正確操作使用

更新時間： 2019-07-10　　點擊次數： 2219次

    MAC電磁閥如何正確操作使用
    不需要其它外來能源如電源、氣源，僅靠介質自身能量來驅動，既節能又環保，使用方便，安裝完畢后設定好壓力值即可投入自動運行，對控制精度要求不高，又缺乏電源、氣源場合，
    MAC電磁閥需正確選型和正確安裝，才能保證投入運行后不出現什么問題。選型方面就不用多說了，我們通過一個案例來談談安裝使用方面的問題。
    有一客戶將閥門用在蒸汽管道上，投入使用才短短一兩個月，用戶就報修。到現場一看，大量蒸汽從調節閥膜頭排氣孔中排出，噪聲*，聲勢驚人。事故原因是蒸汽沒冷凝，直接進入膜頭，燒壞了膜片。
    用于蒸汽管道的自力式壓力調節閥，安裝時必須執行器和管道之間加一個冷凝罐，不能讓蒸汽進入執行器膜頭，調節閥必須頭朝下安裝，冷凝罐要高于膜頭。
    初次使用時，一定要將冷凝罐和膜頭中加滿水。看現場安裝方式，詢問現場儀表人員，這些都沒問題，后來，仔細詢問了一個操作工，才了解到這臺閥門投入使用后，冷凝罐和膜頭之間銅管接頭一直斷斷續續漏水。原來是漏水導致冷凝罐里水慢慢漏光，蒸汽就進入膜頭，燒壞了膜片。
    MAC電磁閥蒸汽管道上使用時，維護方面也要多加注意，為保證調節閥正常運行，千萬不能讓接頭漏水，不能讓冷凝罐缺水，要定期檢查，適時加水。其實，不光是自力式壓力調節閥，就是其它自力式調節閥，使用時也需注意維護和保養才行。
    另外，蒸汽壓力較高，選用活塞式執行器，而不取薄膜式執行器，膜片一般能承受壓力不過0.4mpa，過此能用，卻要大大降低使用壽命。
    是化工中常見的執行元件，在控制系統中，調節閥是薄弱的環節，為了實現更準確的控制，大部分都裝有閥門定位器。從本質上講閥門定位器是一臺控制器，和執行機構組成一個簡單控制回路，以克服介質的不平衡力和摩擦力等擾動。
    MAC電磁閥波動，指在遠程給定信號不變的情況下，調節閥的閥位在一定范圍內變化的異常現象。調節閥波動不但會造成過程波動，調節閥本身也會出現閥桿磨損、填料泄漏等危害。調節閥的波動是調節閥使用中棘手的問題之一，隨著智能定位器的大量應用，調節閥的波動現象更加常見。*的應用中發現，大部分的波動并不是由于定位器本身問題造成的，而是由于控制對象和定位器不匹配引起的，更多的是由于廣義對象的問題造成。本文將從控制系統的角度來分析調節閥波動的常見原因。
    在MAC電磁閥選型正確、氣路配置合理、工藝狀況簡單的情況下，定位器的控制對象是簡單的，容易控制的。對直行程調節閥，其輸入是非線性的；而角行程的調節閥，輸入是線性的。但如果廣義對象和控制器存在不匹配，就容易造成系統的波動。
    一、廣義對象的純滯后（時滯）過大
    純滯后在過程控制中普遍存在，小的時滯對系統影響不大，當過程的純滯后時間與對象的時間常數之比大于013時，稱為大時滯過程。對大時滯過程，常規的控制算法很難達到滿意的控制效果，常見的現象為系統的震蕩，對于調節閥對象，造成反饋時滯大的常見原因如下：
    1、反饋桿（臂）上的彈簧松動或失去彈性
    MAC電磁閥波動原因分析
    正常情況下，反饋桿被偏置彈簧壓在反饋臂的上沿，當彈簧安裝不正確或彈簧失去彈性時，在一定的區間內，閥門和反饋桿動作，但反饋臂不動作。對控制器來說，表現為存在較大的時滯，造成定位器的輸出不斷波動，相應的閥位也波動。
    2、摩擦力太大
    克服摩擦力是閥門定位器的主要功能之一。調節閥的摩擦力主要來自兩個部件：填料和套筒閥的密封環。如果閥桿不光滑或填料壓得太緊，就會使閥桿和填料之間的摩擦力過大。在高溫場合，通常用石墨環與套筒的過盈配合使調節閥達到設計的密封要求，如果過盈量太大或套筒的橢圓度太大，就會使閥芯和套筒的摩擦力太大。由于靜摩擦力遠大于動摩擦力，遠程給定大幅度動作時表現為閥門跳動，也稱爬行。波動的機理如下：當遠程信號在突然變化時（即階躍信號），由于摩擦力大使負偏差太大，定位器的積分作用使輸出不斷增大，當增大到足夠克服靜摩擦力時閥門動作，由于靜摩擦力大于動摩擦力，閥門調，負偏差變為正偏差，反復調，系統很難穩定下來。針對摩擦力的問題，一些定位器廠商設計出了高摩擦力算法，這種算法大大減小調節閥波動現象的發生。
    二、對象的上行程和下行程特性不對稱
    上行程和下行程不對稱是調節閥對象中非常普遍的現象，廣泛應用的氣動薄膜執行機構的一側為彈簧驅動，另一側為氣壓驅動，這會造成上下行程不對稱。正常情況下，這種不對稱是輕微的，不會造成波動現象，當出現膜片泄漏等異常時，這種不對稱加劇，造成閥位的波動。一些定位器廠商針對這種特性，設計出了上下不對稱的PID算法，這種算法中上下行程的增益、積分時間、微分可以分別調節。比較嚴重的不對稱主要是由于一些氣動元件的進氣和排氣速度不一樣造成的，常見的元件有升壓繼動器和快速排放閥。
    1、升壓繼動器
    升壓繼動器本質上是一種氣動的流量放大器，用來提高執行機構的動作速度，典型應用如圖2所示。升壓繼動器造成不對稱的原因有：①進氣速度受氣源壓力和膜頭（氣缸）壓差的影響，而排氣速度受膜頭壓力的影響，兩個壓差之間有時差別很大；②定位器在小流量時排氣和進氣的不對稱被放大。
    2、MAC電磁閥一般用于對閥一個方向的動作速度有特殊要求的場合，要求電磁閥動作時閥在1s之內全開或全關，這樣造成開和關的動作嚴重不對稱，很容易造成調節閥的波動。例如某裝置蒸汽減壓閥（如圖3），離線校驗時出現波動問題，通過減小高增益可以消除波動；某次檢修后調校時發現，波動非常嚴重，用各種常規的方法均無法消除，經檢查發現，快速排放閥不動作，造成上行速度慢，下行速度快。
    三、控制器的增益太大
    對于一個單回路控制系統，增益太小會造成響應速度慢，余差增大，而增益太大則會造成系統等幅振蕩甚至發散振蕩。增益太大造成閥波動比較常見，多數情況能夠在離線調校時發現，并進行相應處理。
    對傳統定位器控制的調節閥，由于控制器的增益不可調節，很少會因為增益太大造成閥的波動。在智能定位器中為了提高控制精度，提高控制的靈活性，幾乎所有品牌的定位器增益都是可調的。所以，在智能定位器控制的調節閥中，增益太大造成的調節閥波動比較常見。
    解決的辦法是通過HART協議的手操器改變定位器的設置，增加短步區的范圍，減小小脈寬，使控制器的增益減小，調整后在壓力穩定的情況下閥位的偏差在0.2％以下，在壓力波動時閥位的變化不到1％，而且很快恢復穩定。
    四、閥的流通量選擇太大
    流通量選擇太大是調節閥選型時常見的錯誤，如果CV值選得太小，閥全開時也達不到需要的流量，容易使調節閥成為整個裝置的瓶頸。為了盡量避免CV值過小的風險，設計時盡量將CV裕量放大，這是調節閥流通量選擇太大的常見的原因，這樣保守的設計造成遠程控制器的調節范圍很小，更大的危害是調節閥容易波動。波動的原因是閥門開度在25％以下工作時，過程的增益非常高，很容易使過程進入不穩定區，造成過程的振蕩，而引起閥門的波動。
    五、MAC電磁閥的流量特性選擇不合適
    MAC電磁閥流量特性選擇的目標是使閥的特性正好能夠補償對象特性的非線性，使廣義對象的特性為線性。由于管道的壓降比一般小于1，使閥的流量特性發生畸變，實際流量特性和理想流量特性之間存在差異。流量特性選擇時常見的問題是沒有考慮管路阻力對實際流量特性的影響，理想流量特性選擇為線性，實際流量特性為快開，如圖6所示，閥在小開度時增益很大，而大開度時增益減小。造成小開度時容易波動，波動的機理和流通量選擇太大一樣。
    例如，某裝置防喘振閥，流量特性為線性，在小開度時容易發生波動，擴能改造時對該閥進行了更新，選型過程中引入了壓降比，將閥的特性選為改進的等百分比，改造后未發生小開度波動現象。

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