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解析ASCO電磁閥正作用和反作用及如何選擇
1、解析ASCO電磁閥的氣開、氣關(guān)選擇：ASCO電磁閥作用方式的選擇應(yīng)根據(jù)工藝要求來決定，考慮當(dāng)信號壓力中斷（如調(diào)節(jié)閥故障，儀表供電中斷或氣源中斷）時，視調(diào)節(jié)閥所處開啟或關(guān)閉的位置。對工藝造成的危害性大小而定。如閥處于打開位置時危害小，則應(yīng)選用氣關(guān)式；反之，則選用氣開式，通?？紤]以下因素：
（１）考慮人身和設(shè)備的安全當(dāng)出現(xiàn)氣源供氣中斷，儀表供電中斷，調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)各環(huán)節(jié)有故障以及執(zhí)行機構(gòu)的膜片破裂等情況，使調(diào)節(jié)閥無法正常工作，以致使閥芯處于無能源狀態(tài)時，調(diào)節(jié)閥所處的開啟或關(guān)閉位置，應(yīng)能保證人身、設(shè)備的安全，不致于發(fā)生事故。
（2 ）其次考慮介質(zhì)的特性調(diào)節(jié)進入工藝設(shè)備的介質(zhì)流量時，若介質(zhì)為易燃，易爆或有毒氣體，應(yīng)選為氣開式，當(dāng)信號壓力中斷時，閥處于全關(guān)狀態(tài)，避免有害氣體外泄；若介質(zhì)為易結(jié)晶、易凝固物料，為防止堵塞，應(yīng)選為氣關(guān)式。
（3 ）后考慮保證和減少經(jīng)濟損失當(dāng)調(diào)節(jié)閥信號壓力中斷而不能正常工作時，閥所處的開啟或關(guān)閉狀態(tài)，不應(yīng)造成產(chǎn)品下降和原料的浪費以及半成品的浪費。上述因素是有輕重緩急的，應(yīng)特別注意、調(diào)節(jié)閥作用方式選擇應(yīng)考慮的要因素是人身和設(shè)備的安全。
2、案例分析
解析ASCO電磁閥產(chǎn)生蒸汽經(jīng)蓄熱器緩沖供給蒸汽用戶。每個汽包的給水環(huán)節(jié)設(shè)有自動調(diào)節(jié)，且分兩個回路進行調(diào)節(jié)。路為根據(jù)汽泡出口蒸汽流量之差進行補水調(diào)節(jié)。兩調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥均安裝在給水管道上、互為旁路。蓄熱器前、后分別設(shè)有蒸汽壓力自動調(diào)節(jié)，因此，整個汽化冷卻系統(tǒng)共有6個自動調(diào)節(jié)的氣動薄膜調(diào)節(jié)閥。
對于給水調(diào)節(jié)，若調(diào)節(jié)閥選為氣開式，則信號壓力中斷時，調(diào)節(jié)閥處于全關(guān)狀態(tài)，這意味著調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障或供電、供氣中斷時，汽泡將無法得以給水，會導(dǎo)致燒干汽泡，后果是嚴重的。
對于蓄熱器前（即汽泡后）蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥，若選為氣開式，則在故障狀態(tài)下，調(diào)節(jié)閥處于全關(guān)狀態(tài)，此時汽泡繼續(xù)受熱蒸發(fā)，蒸汽壓力將不斷上升，影響汽包的正常、安全運行，且此時用戶管路又將無蒸汽可用。同理，蓄熱器后蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥選為氣開式，也存在同樣的不安全因素。
根據(jù)上述分析解析ASCO電磁閥
根據(jù)解析ASCO電磁閥的執(zhí)行機構(gòu)與閥的通常組合方式，對于雙導(dǎo)向閥，執(zhí)行機構(gòu)般采用正作用方式，通過改變調(diào)節(jié)閥的正、反安裝形式來實現(xiàn)氣開、氣關(guān)方式。但配用反作用的執(zhí)行機構(gòu)，只有種組合方式，但配用反作用的執(zhí)行機構(gòu)，只有種組合方式，且只能構(gòu)成氣開式閥，我們現(xiàn)場的上述6 個調(diào)節(jié)閥就屬于這種情況。因此，無法通過改變閥的安裝方式來實現(xiàn)由氣開式變?yōu)闅怅P(guān)式，而必須更換新的氣關(guān)閥。
問題：由于兩閥處于互為旁路中，不太可能可能兩閥同樣故障而關(guān)閉，因此不太可能造成給水中斷。因兩個調(diào)節(jié)閥回路兼有各自的功能，任路故障都將影響給水的自動進行。特別應(yīng)注意的是，當(dāng)儀表停電時，通常是整個儀表系統(tǒng)都停電，這就存在兩個調(diào)節(jié)閥同時無信號壓力的情況，還有其他些情況也可能使調(diào)節(jié)閥無信號壓力，因此，兩給水調(diào)節(jié)閥因故障同時處于全關(guān)的可能是存在的。
問題二：給水閥之更換為氣關(guān)閥就可防止給水中斷了，這個問題除存在問題同樣的解釋外，還應(yīng)考慮兩閥其中之檢修的情況，此時將由另閥承擔(dān)給水，若此閥為氣開式，則發(fā)生故障時仍會使給水中斷，因此，只將其中個閥換為氣關(guān)式仍存在事故隱患。
問題三解析ASCO電磁閥上安裝安全閥是作為種極限保護措施，這種極限保護措施是在處于不正常情況且即將發(fā)生事故的情況下采取的斷然措施。因此，選用蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥不能信賴于這種極限保護措施。另外，當(dāng)無信號壓力使閥全關(guān)時，用戶無蒸汽可用，所產(chǎn)蒸汽又被迫放散，這有違于汽化冷卻系統(tǒng)的余熱利用，節(jié)約能源之宗旨。
在ASCO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(diào)節(jié)閥，其輸入是非線性的；而角行程的調(diào)節(jié)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(tǒng)的波動。
、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(tǒng)影響不大，當(dāng)過程的純滯后時間與對象的時間常數(shù)之比大于013時，稱為大時滯過程。對大時滯過程，常規(guī)的控制算法很難達到滿意的控制效果，常見的現(xiàn)象為系統(tǒng)的震蕩，對于調(diào)節(jié)閥對象，造成反饋時滯大的常見原因如下：
1、ASCO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(dāng)彈簧安裝不正確或彈簧失去彈性時，在定的區(qū)間內(nèi)，閥門和反饋桿動作，但反饋臂不動作。對控制器來說，表現(xiàn)為存在較大的時滯，造成定位器的輸出不斷波動，相應(yīng)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。調(diào)節(jié)閥的摩擦力主要來自兩個部件：填料和套筒閥的密封環(huán)。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(huán)與套筒的過盈配合使調(diào)節(jié)閥達到設(shè)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(xiàn)為閥門跳動，也稱爬行。波動的機理如下：當(dāng)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(dāng)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，閥門超調(diào)，負偏差變?yōu)檎?，反?fù)超調(diào)，系統(tǒng)很難穩(wěn)定下來。針對摩擦力的問題，些定位器廠商設(shè)計出了高摩擦力算法，這種算法大大減小調(diào)節(jié)閥波動現(xiàn)象的發(fā)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(diào)節(jié)閥對象中非常普遍的現(xiàn)象，廣泛應(yīng)用的氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的側(cè)為彈簧驅(qū)動，另側(cè)為氣壓驅(qū)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(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)膜片泄漏等異常時，這種不對稱加劇，造成閥位的波動。些定位器廠商針對這種特性，設(shè)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(diào)節(jié)。比較嚴重的不對稱主要是由于些氣動元件的進氣和排氣速度不樣造成的，常見的元件有升壓繼動器和快速排放閥。
1、ASCO電磁閥本質(zhì)上是種氣動的流量放大器，用來提高執(zhí)行機構(gòu)的動作速度，典型應(yīng)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、ASCO電磁閥般用于對閥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(nèi)全開或全關(guān)，這樣造成開和關(guān)的動作嚴重不對稱，很容易造成調(diào)節(jié)閥的波動。例如某裝置蒸汽減壓閥（如圖3），離線校驗時出現(xiàn)波動問題，通過減小高增益可以消除波動；某次檢修后調(diào)校時發(fā)現(xiàn)，波動非常嚴重，用各種常規(guī)的方法均無法消除，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，快速排放閥不動作，造成上行速度慢，下行速度快。
