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故障原因与解决方法

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气动调节阀波动的原因详解

发表于 2016-9-1 15:05:58 | 200 只看该作者回帖奖励

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电子人社区网讯：调节阀的波动指的是什么呢？为什么会出现这种现象呢？由于调节阀是最薄弱的环节，为了实现更准确的控制，大部分都装有阀门定位器。从本质上讲阀门定位器是一台控制器，和执行机构组成一个简单控制回路，以克服介质的不平衡力和摩擦力等扰动。在气动薄膜调节阀选型正确、气路配置合理、工艺状况简单的情况下，定位器的控制对象是简单的，容易控制的。对直行程调节阀，其输入是非线性的；而角行程的调节阀，输入是线性的。但如果广义对象和控制器存在不匹配，就容易造成系统的波动。那么下面通过精艺阀门来了解

首先是反馈杆(臂)上的弹簧松动或失去弹性，由于摩擦力太大，然而克服摩擦力是阀门定位器的主要功能之一。调节阀的摩擦力主要来自两个部件：填料和套筒阀的密封环。如果阀杆不光滑或填料压得太紧，就会使阀杆和填料之间的摩擦力过大。在高温场合，通常用石墨环与套筒的过盈配合使调节阀达到设计的密封要求，如果过盈量太大或套筒的椭圆度太大，就会使阀芯和套筒的摩擦力太大。由于静摩擦力远大于动摩擦力，远程给定大幅度动作时表现为阀门跳动，也称爬行。波动的机理如下：当远程信号在突然变化时(即阶跃信号)，由于摩擦力大使负偏差太大，定位器的积分作用使输出不断增大，当增大到足够克服静摩擦力时阀门动作，由于静摩擦力大于动摩擦力，阀门超调，负偏差变为正偏差，反复超调，系统很难稳定下来。针对摩擦力的问题，一些定位器厂商设计出了高摩擦力算法，这种算法大大减小调节阀波动现象的发生。

其次就是对象的上行程和下行程特性不对称，上行程和下行程不对称是调节阀对象中非常普遍的现象，广泛应用的气动薄膜执行机构的一侧为弹簧驱动，另一侧为气压驱动，这会造成上下行程不对称。正常情况下，这种不对称是轻微的，不会造成波动现象，当出气动薄膜单座调节阀现气膜片泄漏等异常时，这种不对称加剧，造成阀位的波动。一些定位器厂商针对这种特性，设计出了上下不对称的PID算法，这种算法中上下行程的增益、积分时间、微分可以分别调节。比较严重的不对称主要是由于一些气动元件的进气和排气速度不一样造成的，常见的元件有升压继动器和快速排放阀。

升压继动器本质上是一种气动的流量放大器，用来提高执行机构的动作速度的，而快速排放阀一般用于对阀一个方向的动作速度有特殊要求的场合，要求电磁阀动作时阀在1s之内全开或全关，这样造成开和关的动作严重不对称，因此很容易造成调节阀的波动。

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