解析ASCO電磁閥正作用和反作用及如何選擇

    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、氣關選擇：ASCO電磁閥作用方式的選擇應根據工藝要求來決定，考慮當信號壓力中斷（如調節閥故障，儀表供電中斷或氣源中斷）時，視調節閥所處開啟或關閉的位置。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，則應選用氣關式；反之，則選用氣開式，通常考慮以下因素：
    （１）考慮人身和設備的安全當出現氣源供氣中斷，儀表供電中斷，調節系統內各環節有故障以及執行機構的膜片破裂等情況，使調節閥無法正常工作，以致使閥芯處于無能源狀態時，調節閥所處的開啟或關閉位置，應能保證人身、設備的安全，不致于發生事故。
    （2 ）其次考慮介質的特性調節進入工藝設備的介質流量時，若介質為易燃，易爆或有毒氣體，應選為氣開式，當信號壓力中斷時，閥處于全關狀態，避免有害氣體外泄；若介質為易結晶、易凝固物料，為防止堵塞，應選為氣關式。
    （3 ）后考慮保證和減少經濟損失當調節閥信號壓力中斷而不能正常工作時，閥所處的開啟或關閉狀態，不應造成產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，應特別注意、調節閥作用方式選擇應考慮的要因素是人身和設備的安全。
    2、案例分析
    解析ASCO電磁閥產生蒸汽經蓄熱器緩沖供給蒸汽用戶。每個汽包的給水環節設有自動調節，且分兩個回路進行調節。路為根據汽泡出口蒸汽流量之差進行補水調節。兩調節系統的調節閥均安裝在給水管道上、互為旁路。蓄熱器前、后分別設有蒸汽壓力自動調節，因此，整個汽化冷卻系統共有6個自動調節的氣動薄膜調節閥。
    對于給水調節，若調節閥選為氣開式，則信號壓力中斷時，調節閥處于全關狀態，這意味著調節系統故障或供電、供氣中斷時，汽泡將無法得以給水，會導致燒干汽泡，后果是嚴重的。
    對于蓄熱器前（即汽泡后）蒸汽壓力調節閥，若選為氣開式，則在故障狀態下，調節閥處于全關狀態，此時汽泡繼續受熱蒸發，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節閥選為氣開式，也存在同樣的不安全因素。
    根據上述分析解析ASCO電磁閥
    根據解析ASCO電磁閥的執行機構與閥的通常組合方式，對于雙導向閥，執行機構般采用正作用方式，通過改變調節閥的正、反安裝形式來實現氣開、氣關方式。但配用反作用的執行機構，只有種組合方式，但配用反作用的執行機構，只有種組合方式，且只能構成氣開式閥，我們現場的上述6 個調節閥就屬于這種情況。因此，無法通過改變閥的安裝方式來實現由氣開式變為氣關式，而必須更換新的氣關閥。
    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閉，因此不太可能造成給水中斷。因兩個調節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。特別應注意的是，當儀表停電時，通常是整個儀表系統都停電，這就存在兩個調節閥同時無信號壓力的情況，還有其他些情況也可能使調節閥無信號壓力，因此，兩給水調節閥因故障同時處于全關的可能是存在的。
    問題二：給水閥之更換為氣關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，還應考慮兩閥其中之檢修的情況，此時將由另閥承擔給水，若此閥為氣開式，則發生故障時仍會使給水中斷，因此，只將其中個閥換為氣關式仍存在事故隱患。
    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生事故的情況下采取的斷然措施。因此，選用蒸汽壓力調節閥不能信賴于這種極限保護措施。另外，當無信號壓力使閥全關時，用戶無蒸汽可用，所產蒸汽又被迫放散，這有違于汽化冷卻系統的余熱利用，節約能源之宗旨。
    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。
    、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、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，當彈簧安裝不正確或彈簧失去彈性時，在定的區間內，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。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，閥門超調，負偏差變為正偏差，反復超調，系統很難穩定下來。針對摩擦力的問題，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側為彈簧驅動，另側為氣壓驅動，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。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電磁閥本質上是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、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。