一,气动薄膜调节阀
气动薄膜调节阀是较为常见气动执行机构,它是由气动执行部分和调节阀两部分组成。大致结构图如图1所示。控制压力信号可接在膜片的上部空间,随着输入控制信号的增大,膜片向下弯,克服弹簧弹力使阀杆推动阀芯一起下移,改变调节阀的开度。当控制信号维持一定时,阀门就维持在一定的开度上。如果输入的控制信号增大,调节阀的开度增大,称为气开式调节阀。反之,若输入的控制信号增大,而调节阀的开度减小称为气关式调节阀,控制系统采用气开式调节阀还是气关式调节阀,要根据调节器的输出特点(正作用式还是反作用式)及被控量实际变化规律来决定。
优点:气动薄膜调节阀的执行机构结构简单,使用可靠,最突出的是性价比高。在运行中不产生电火花,因此在一些易燃环境下常采用气动薄膜调节阀。此外,在某些腐蚀气体或者特别潮湿环境条件下也常使用。船上一般用作蒸汽加温阀。
缺点:膜片承受的压力一般较低,加上弹簧要抵消绝大部分的压力,余下的输出力就较小;为了提高输出力,通常的做法是增大尺寸,使得执行机构的尺寸和重量变得很大。
二,EPCON控制器
EPCON控制器是由韩国BY CINTROLS公司生产的一种数字式电-气控制器,用于控制压力、温度、液位等被控对象。它提供了最新的数字电子控制功能。EPCON由数个主要部件组成,包括数字信号处理器、闪存ROM或程序/数据存储、LCD显示、信号处理和看门狗电路、数字信号滤波器、A/D转换器、控制按钮、RS232C通信接口(可选)、一对电磁阀及其驱动单元,信号输入/输出端子等。
EPCON控制器接受来自标准4-20mA变送器的信号,并提供最大压力为60psi气动输出,以操作气动薄膜调节阀。相比于传统气动控制器,其取消了喷嘴挡板机构,降低了因空气污染导致喷孔阻塞而发生故障的可能。且无需安装I/P传感器或阀门定位器,从而降低了成本。
其控制原理为EPCON控制器的电子电路将来自变送器的输入信号与所需设定值进行比较。如果偏差大于死区,控制器将电脉冲发送给其中一个电磁阀。每次电磁阀接收到脉冲时,控制阀执行器气室中产生的压力都会略微升高或降低。如果偏差较大,则电磁阀保持打开的时间变长,以加快输出变化的速度。对于小偏差,减小脉冲宽度以防止超调。
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三,常见故障
1.气动薄膜调节阀
1.1 调节阀不动作 主要原因有:没有控制压力信号或虽有控制压力信号但膜片裂损、膜片漏气,膜片推力减少;调节阀在手动状态;阀杆弯曲等。
解决办法:拆开膜头,检查膜片损坏时,修补或更换膜片;检查调节阀在手动状态时,切换为自动调节状态;检查阀杆是否弯曲,弯曲不严重时可拆下矫直,若弯曲度超差时,更换阀杆。
1.2 调节阀动作正常,但不起调节作用。
主要原因有:阀芯脱落,此时,虽然阀杆动作正常,但阀芯不动,因此无调节作用;另外阀前后管道堵塞,也会出现调节阀不起作用的现象。
解决办法:拆检阀体,检查阀芯是否脱落,并查找脱落的原因,给予相应的修理;拆检调节阀时,若发现管道有堵塞,及时疏通。
1.3 调节阀动作迟钝或阀杆抖动
主要原因有:由于密封填料老化或干枯,使阀杆与填料的摩擦增大造成动作迟钝;填料长期未更换,填料内进入硬物,划伤阀杆后,造成抖动。
解决办法:检查填料状况,如有问题,及时更换;若阀杆有轻微划伤时,用油石打磨光滑。若划伤严重时,及时更换阀杆。
1.4 调节阀关闭不严
主要原因有:阀芯与阀座之间的严重腐蚀或因阀芯、阀座间有异物垫住损伤密封面,导致介质的漏泄。
解决办法:通过拆解该阀,检查密封面的损伤情况,根据情况采取研磨或更换阀芯、阀座的办法恢复该阀原有的密封效果。 2. EPCON控制器
2.1控制电路板故障
主要原因有:一般是由电源模块故障导致,该电路板电源模块使用密封胶整体封闭在塑料盒内,通过四个引脚焊接在电路板上。由于机舱环境温度较高(特别是分油机间),再加上使用密封胶的缘故,电源模块散热变差,内部电子元件老化加快导致输出电压不足或没有电压输出。
解决办法:更换电源模块,如船上没有电源模块更换,对于重要场所(主机滑油、高温水的调节)的控制,为了不影响航行,可暂时将不使用的那台燃油分油机温控阀的电路板替代使用,注意需将内部参数调节一致。
控制电路板的互换步骤:
- 1.将备用控制电路板按照原先的接线接好,打开电源开关。
- 2.检查被控对象的零点和量程是否相同:通过“MODESELECT ▲/▼”键
找到MIN(零点)与MAX(量程),检查MIN和MAX后面对应的数值与之前是否相同。如需修改则旋转“CHANGEDIGIT”选择需要修改数值那一位,通过“UP/DOWN”键改变数值的大小,最后将“CHANGE DIGIT”旋至零位。
3.检查调节参数KP(比例)、KI(积分)、KD(微分)是否相同:通过“MODESELECT ▲/▼”键找到KP(比例)、KI(积分)、KD(微分),检查KP(比例)、KI(积分)、KD(微分)后面对应的数值与之前是否相同。如需修改则旋转“CHANGEDIGIT”选择需要修改数值那一位,通过“UP/DOWN”键改变数值的大小,最后将“CHANGE DIGIT”旋至零位。
4.检查控制输出模式是否相同:找到控制电路板右下角的拨码开关,将2号拨码开关拨到ON位置,通过“MODESELECT ▲/▼”键找到Action参数,通过“UP/DOWN”键选择direct(正作用式)/reverse(反作用式),调节好后将2号拨码开关拨到OFF位置,恢复正常模式。
5.检查被控对象的单位是否相同:找到控制电路板右下角的拨码开关,将2号拨码开关拨到ON位置,通过“MODESELECT ▲/▼”键找到UNIT参数, 通过“UP/DOWN”键选择合适的单位,如 ℃、℉、BAR、m/s等,调节好后将2号拨码开关拨到OFF位置,恢复正常模式。 6.检查设定值输入模式是否相同:正常情况下设定值一般在电路板内部的SP参数中调整。对于一万九箱船的主机高温水的控制,由于有LDCL系统存在,其通过MOP控制面板将设定值输入到EPCON控制电路板中,应将4号拨码开关拨到ON位置,此时电路工作在外部设定输入模式。 6.检查设定值输入模式是否相同:正常情况下设定值一般在电路板内部的SP参数中调整。对于一万九箱船的主机高温水的控制,由于有LDCL系统存在,其通过MOP控制面板将设定值输入到EPCON控制电路板中,应将4号拨码开关拨到ON位置,此时电路工作在外部设定输入模式。通过拆检电磁阀发现,由于长期的开关作用,阀芯中间接触面已产生凹槽,由于凹槽的产生,使得阀芯的行程变长,即气隙δ变大,凹槽越深,气隙δ越大,电磁吸力越小,当电磁吸力减小到与需要克服的阻力相等时,此时处于临界状态,由于机舱控制空气压力存在微小波动,此时气体力也会稍微变化,这时就会出现阀芯时而能打开时而打不开的现象,从而出现电磁阀工作时好时坏。
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解决办法:更换电磁阀,如船上无电磁阀备件,阀芯中间密封塞为圆柱形橡胶制品,可使用尼龙棒通过车床自制密封塞,由于尼龙相对于橡胶不容易磨损,可延长使用时间,注意密封塞长度不能太长也不能太短,太长阀芯开度不够,太短无法打开阀芯,建议长度为密封塞表面与阀芯表面平齐即可。
2.3电磁阀关闭不严。
主要原因有:阀芯密封塞损坏或因阀芯、阀座间有异物垫住。
解决办法:更换阀芯密封塞,清洁阀芯、阀座表面。
四,日常管理
定期检查系统是否存在漏泄,如有漏泄及时查找原因消漏。
控制空气定期放残,排除控制空气中的杂质,保证气源清洁可靠。
平时多注意调节各参数的状态,无特殊情况,不可随意改变调节参数。
对于停止使用控制系统,最好将控制模式打到手动,防止电磁阀一直动作,延长电磁阀的使用寿命。
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