气动执行器工作原理(仪表人要知道的知识-3)

Posted 2023-05-30

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气动执行器工作原理(仪表人要知道的知识-3)

第四单元、执行器的原理、分类、特点及作用

一、执行器的原理。

1．电动执行器的工作原理：执行器由伺服电机、机械减速和位置发送器三部分组成。执行器接受伺服放大器或电动操作器的输出信号，控制伺服电机的正反转，经机械减速器后变成输出力矩去推动调节机构动作。与此同时，位置发送器将调节机构的角位移转换成相对应的4-20mADC信号，作为阀位指示，并反馈到前置磁放大器的输入端作为位置反馈信号以平衡输入信号。

2．气动执行器的工作原理：气动执行机构接受气动调节器或阀门定位器输出的气压信号，并将其转换成相应的推杆直线位移，以推动调节机构动作。

二、执行器的分类及特点。

执行器按其使用的能源形式可以分为气动、电动和液动三大类。

⑴以气动执行机构操作的执行器称为气动执行器或气动调节阀；

⑵以电动执行机构操作的执行器称为电动执行器或电动调节阀；

⑶以液动执行机构操作的执行器称为液动执行器或液动调节阀；

特点：1.气动执行器具有结构简单、动作可靠稳定、输出力大、安装维修方便、价格便宜和防火防爆等优点，广泛应用于石油、化工、冶金、电力等部门。缺点是滞后大，不适合远传，（传输距离限制在150米以内）。为了克服此缺点可采用电/气转换器或电/气阀门定位器，使传送信号为电信号，现场操作为气动。

2．电动执行器具有动作快、特别适用于远距离的信号传送、便于和电子计算机配合使用等优点。一般来说，电动执行器不适用于防火防爆的场合。但如果采用防爆结构，也可以达到防火防爆的目的。

三、气开式调节阀、气关式调节阀的选择原则。

选择原则：压力信号中断时，应保证设备和操作人员的安全。

四、电/气阀门定位器的作用。

作用：1、提高气动执行机构的灵敏度和精度，改善气动执行器的静特性。

下列影响气动执行机构的灵敏度和精度的因素均可减小。

a．执行机构部分的薄膜和弹簧的不稳定性和各可动部分的摩擦力。

b．当调节阀阀前阀后压差过大时所产生的不平衡力。

c．由于调节介质的黏度大或带有悬浮物、固体颗粒等对阀杆移动所产生的阻力。

2、加快阀杆的移动速度，减小系统的传递滞后。

第五单元、防爆仪表的概念及防爆措施

1、隔爆型仪表。

是指仪表壳体能承受内部发生爆炸时的压力，内部发生爆炸不能引起外界爆炸的仪表，标志为d。

2、本安型仪表。

是指仪表的电路系统在正常工作或故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的仪表，标志为：ia。

3、安全栅、安全栅的种类。

安全栅：它安装在控制室内，作为控制室仪表与现场仪表的关联设备，一方面传输信号，另一方面控制流如危险场所的能量在爆炸性气体或混合物的点火能量以下，以确保系统的安全火花性能。

安全栅的种类：

a.电阻式安全栅：电阻式安全栅是利用电阻的限流作用，把流入场所的能量限制在临界值以下，从而达到防爆的目的。

b.齐纳安全栅:是基于齐纳二极管反向击穿性能而工作.

c.中继放大式安全栅:它是由电阻式安全栅发展而来,利用放大器的高输入阻抗来增大串联在输入回路里的限流电阻阻抗,以实现安全火花防爆.

d.隔离式安全栅:它是通过隔离、限压和限流等措施，限制流入危险场所的能量，来保证安全火花性能的。主要措施有：绝缘、限能。

四、防爆型仪表使用时注意的事项。

1．检查仪表壳体有无EX标志，防爆标志与现场危险物质的规定是否相符。

2．本安型变送器必须配安全栅，才能在危险场合使用。

3．仪表外壳必须有良好的接地。

4．在危险场合，必须先断电，才能开盖。

5．本安型变送器的进线电缆的规格由联合取证的安全栅规定。

第六单元、基本的电工知识

一、基本的电气知识。

1．欧姆定律：流过电阻R的电流I与两端的电压U成正比。其数学表达式：U=R*I

2．全电路欧姆定律：全电路是指单回路，若单回路中电源的电动势为E，内阻为r，负载电阻为R，则电流等于电动势被回路的全部电阻所除。

其数学表达式为：I=E/（R+r）。

3．基尔霍夫定律：

⑴电流定律：在任何一瞬间，流进节点的所有电流之和等于从它流出的所有电流之和。

⑵电压定律：沿任何一回路循环一周，各段电压的代数和为零。

4．电阻的串、并联：

串联：电阻一个接一个连成一串时，称为串联。其特点是各电阻流过的电流相同。串联电阻的等效电阻R为各电阻之和。R=R1+R2+R3+。。。+Rn

并联：各电阻的一端连在一起，另一端也连在一起，称为并联。其特点是各电阻受到同一电压。并联的等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和。1/R=1/R1+1/R2+1/R3+。。+1/Rn

二、三相异步电动机变频调速的工作原理。

三相异步电动机由定子绕组所产生的同步旋转磁场的转速为：n0=60f/p转/分。其中f为交流电的频率，p为绕组的极对数。实际上电机以比n0略有差异的转速n（n＜n0）旋转，n=（1-s）60f/p，故称为异步电动机。由此公式我们看出，只要适当的改变电机电源的频率f，电机的转速就会相应成比例的改变。这就是变频调速的基本原理。

操作技能

一、自控工艺流程图的阅读和理解。

1、符号及意义

TCV--温度调节阀 TW--带测温套管测试头 LI--液位指示

TI/T--温度指示 TR--温度记录 TS--温度手动多点切换指示

TJI--温度多点巡回指示 TIC--带手动切换的温度指示调节系统

PCV--压力调节阀 PI/P--压力或真空指示 PIS/PA-压力或真空指示报警 PISA--压力联锁报警 PIT/PRA--压力指示集中记录报警

PFI--压缩比指示 TRC/PIC--温度压力串级调节系统 FO--限流孔板

FR--流量记录 FRQ--流量记录积算 FI--就地流量指示 FIQ--流量指示积算 TE/FRQ--带温度补偿的流量记录、积算 LCV--液位调节阀 FQ--流量积算 LI/LX/TVR--电视监视液位计

2、搞清楚各个点之间的关系：如LV液位调节阀的调节量是受LT液位变送器测量结果控制。

二、一些ＤＣＳ常见故障的处理。

1、报警故障：DCS控制系统一些点设有报警信号，处理报警信号时要分清楚报警类别，如：罐里没有液位，造成液位低报，现在要分析低报的原因，进液阀没动作，调节关系值设定不好，液位变送器测量不准，还是液量太小等因素，按检查的结果具体处理。

2、操作站死机：激活操作站就行了。

3、接线端松动：定期紧固螺丝。

第三单元、数字万用表和信号发生器的使用

数字万用表的使用：

1．数字万用表的位数确定：常见数字万用表有31/2位、32/3位、33/4位、41/2位等等，一般31/2位至41/2位数字万用表是便携式，51/2位以上为台式。31/2位显示值从0000至1999，32/3位显示值从0000至2999，33/4位显示值从0000至3999。

2．数字万用表的分辨率：分辨率式数字万用表末位一个数字所代表的物理量值；分辨率随量程的增大而成比例增大。例如：DT-930-F直流电压200mV档的分辨率为10μV，而2V档的分辨率为100μV。

3．自动量程转换的特点：一些中高档的数字万用表在测量时能够自动转换量程，使测量误差减小，使用很方便。但每次测量都从最大量程开始，逐渐减少到合适量程，当所测量值较小时，读数等待时间较长。

4．数字万用表与指针式万用表比较的特点：准确度高；读数方便；灵敏度高；使用方便；测量范围广；过载保护；测量电压或电流时，对电路状态影响小。

5．怎样测电压：

⑴将黑表笔插入“COM”孔中，红表笔插入“V/Ω”孔中。

⑵把量程开关拨到合适量程位置，表笔与电源或负载并联进行测量；

6．怎样测电流：

⑴将黑表笔插入“COM”孔中，红表笔插入“A”孔中（被测电流200mA以下）或插到“10A”插孔中（被测电流在200mA至10A之间）。

⑵先把量程开关拨到合适量程位置，表笔与负载串联进行测量；

7．怎样测电阻：

⑴将黑表笔插入“COM”孔中，红表笔插入“V/Ω”孔中。

⑵把量程开关拨到合适量程位置，表笔与负载并联进行测量；

⑶在测量电阻时，确保切断电路电源。

低频信号发生器的使用：

以XD-2型信号发生器说明使用方法：

⑴将仪器面板上“输出细调”旋扭逆时针旋到底，接通电源，预热3-5分钟；

⑵频率选择：根据所需的频率，将面板上的“频率范围”开关拨至相应的一档，然后用三个“频率调节”旋扭“*1”，“*0。1”，“*0。01”按照十进制原则调到所需的频率。

⑶电压输出：正弦电压由面板上“输出”接线柱上输出。调节“输出细调”旋扭，可使电压表指示某一数值，同时将“输出衰减”开关置于某档位置上（转换“输出衰减”开关时电压表指示不变），此时输出电压幅度为电压指示值在缩小所选“输出衰减”dB值对应的倍数。