July 1, 2025
摘要: 重要産業自動化制御機器として,気圧制御弁は,化学工業,石油,電力,金属技術など多くの分野で広く使用されています.電源として圧縮空気を使用しますこの論文では,電動閥位置装置とアクチュエータを組み合わせて,パイプライン内の中流量と圧力などのプロセスパラメータの精密な制御を実現します.構造的構成を詳細に紹介しますパネム制御バルブの工業生産におけるその重要性.
I. パンネマ制御弁の構造と組成
パネウマ制御弁は主に以下の部分から構成される.
1パネウマティック・アクチュエータ: パネウマティック・調整バルブのコアコンポーネントで,制御システム (PLCなど) から信号を受信し,それを機械的な動作に変換する.パネウマティック・アクチュエータには通常,パネウマティック・ダイアフレームが含まれます.スプリング,アクチュエーター,バルブ幹の部品
2. 制御バルブ体:バルブスロール,バルブシートおよびバルブボディ自体を含む. スロールとシートは,絞め込み効果を実現するための主要な構成要素です.相対位置変化によって介質の流れと圧力を制御する.
3. バルブポジショナー: バルブ制御の精度を向上させるために使用されます. バルブ動作の正確性と安定性を確保するために,バルブ幹の移動フィードバック信号に従ってポジショナー.
4補給品: フィルタリング減圧弁,電磁弁,手動操作装置など,システムの正常な動作を支援するために使用されます.
パンネマティック制御バランブの動作原理
パネム制御弁の作業過程は,次の段階に分けられる.
シグナル受信と変換: 制御システム (PLCなど) を通す気圧制御バルブで,電流信号やアナログ信号を受信する.これらの信号は電動バルブ位置付け器または変換器によって空気信号に変換される.例えば,一般的な4-20mAの電流信号は,バルブポジショナーを通じて,0.02-0.1MPaの空気信号に変換できます.この変換は,インプット信号の変化に応じて対応するアクションを行うための空気力アクチュエータを許可.
2動作装置
圧縮空気が圧縮膜を膨張させ 圧縮空気が圧縮膜を膨張させ 圧縮空気が圧縮空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気を膨張空気をスロールを移動させ,バルブを開け方を変える具体的には
- 空気圧の信号が上昇すると,プッシュ棒は上に向かって動いて,バルブ幹を動かし,スローリングを向上させ,バルブを大きく開きます.
圧力信号が下がると 押棒が下に動いて バルブ・ストームとスロールを 押し下ろし バルブが小さく閉まります
3バルブ位置付け器の役割
The valve positioner adjusts the action of the pneumatic actuator in real time according to the displacement feedback signal of the valve stem to ensure that the opening of the valve is consistent with the input signal返信信号と入力信号をバランスすると,弁は動きを停止し,したがって規則の正確性と安定性を保証します.
ポジティブ・アクション・ポジショナー: 入力信号が増加すると,弁頭への空気圧の出力は増加し,バルブ開口が増加します.
逆作用位置装置: 入力信号が増加すると,弁頭への空気圧の出力は減少し,バルブ開口が減少します.
定位装置の選択は,システムの安定性と信頼性を確保するために,アクチュエータと調節バルブの特定の要件に従って調整されるべきである.
4介質の流量と圧力を制御する
バルブ前圧は,バルブスピールと座席のスロットリング効果によってバルブ後圧に変更される.具体的調整プロセスは以下のとおりである.
- 圧力の調節:P2はパイプラインを通って上層膜室に入力され,上部のディスクに作用し,結果となる力はスプリングの反応力に均衡させられます.スロールと座席の相対位置を決定するバルブの後ろの圧力を制御する. P2が増加すると,上部ディスクの力増加,スプリングの力を克服し,スロールを閉じて,流量エリアを減らす,流量抵抗を増加させる設定値に達するまでP2は減少します.
- 流量調節: スロールと座席の相対位置を変えることで,介質の流量領域が調節され,流量が制御されます.バルブが開いている流量削減が必要な場合は,バルブを閉じる.
5フィードバックと規制
調整プロセス全体で バルブ開口が変化し フィードバックレバーは ポジショナーにリアルタイムフィードバック信号を与えるこのフィードバック信号に従って位置付け器は,精度とバルブ動作の安定性を確保するために調整返信信号と入力信号がバランスになると,弁は動きを停止し,現在の開口度を維持します.
6パネウマティックアクチュエータの動作形態
ポジティブ・アクション: パンネマティック・アクチュエータの入気気圧が上昇すると,アクチュエータは下向きに動きます.
逆作用: パネムアクチュエータの入気気圧が上昇すると,プッシュ棒は上向きに動きます.これを逆作用と呼びます.
7制御メカニズムの前向きと逆向きの負荷
ポジティブロードバルブ: スロールが下に向かって動くと,スロールとバルブ座席の間の流れの横断面は減少します.
逆負荷バルブ: スロールが下を動くと,循環の横断面が増加します.
8パンネマティックアクチュエータの動作形式
空気から開く (Air to Open, A.O.):信号圧力が上昇すると,バルブが徐々に開く.信号がないとき,バルブが閉まる.
信号圧が上昇すると,バルブが徐々に閉まる.信号がないとき,バルブが完全に開く.
パンネマティック制御バランブの適用特性
パネウマティック制御弁は,次のような重要な利点があり,工業自動化制御システムで広く使用されています.
1シンプルな制御: 複合的な電子回路を必要とせず,空気制御閥の操作と保守は比較的簡単で,故障率と保守コストを削減します.
2圧縮気力の速い反応速度により,指示を受け取るから動作のプロセス全体を実行するまでの短い期間で完成することができます.システムの応答速度を向上させる.
3固有の安全性:気圧制御弁は,特に炎症性や爆発性のある場所では,電気の火花の危険を避けるために,電動動動力駆動に頼らない.
4強い適応性: 氣動制御バルブは,ガス,蒸気,液体および他のメディアを調節することができ,異なる作業条件に適しています.
5耐久性と信頼性が高く,材料の選択が優れている.安定して長時間動作できます.
6エネルギー節約と高効率: メディアの流量と圧力の正確な制御により,気圧制御弁は効果的にエネルギーを節約し,生産効率を改善することができます.
IV. 典型的なアプリケーションシーン
圧縮調節バルブは,以下の産業および機会に広く使用されています.
1化学反応炉における材料の流量と圧力を調節し,反応条件の安定性と安全性を確保するために使用される.
2石油産業:石油井戸,石油精製工場,その他の場所で使用され,石油およびガス輸送パイプラインの流量と圧力を調節します.生産プロセスの安全性と安定性を確保するために.
3熱力発電所のボイラー給水システムと蒸気調節システムで使用され,ボイラーの安定性と効率性を確保する.
4金属産業:高炉,変換器,冷却水システム,ガス調節システムなどで使用され,生産プロセスの安全性と安定性を保証します.
5製薬産業: 製薬生産プロセスにおけるあらゆる種類の材料の輸送と規制に使用されます.生産プロセスの精度と衛生基準を保証する.
V. 調節弁の故障状態
作用形態に応じて,気圧弁は通常,ガス開きとガス閉きに分かれます. プロセス生産の安全性に基づいて,空気開きと空気閉きを選択します.空気源が切断されている閉じた状態で安全か,開いた状態で安全か
空気から開くタイプ (空気から開く) の弁は,弁頭空気圧が上昇し,入力空気圧が上限に達すると,増加した動作の方向に開く弁,バルブが完全に開いている状態です換算すると,空気圧が低下すると,弁は閉じる方向に作用し,入気空気がないとき,弁は完全に閉まります.したがって,空気開いたタイプのバルブは,時々,閉じる失敗 (閉じる失敗) と呼ばれる.FC) についてです.
空気から閉じる (空気から閉じる) バルブは,空気から開くの反対方向で動作します. 空気圧が上昇すると,バルブが動作の方向を閉じます. 空気圧が低下するか入力がない場合,方向または完全に開いた状態を開くバルブそのため,開けるタイプに誤り (Fail to Open, FO) と呼ばれます.
制御バルブは,特に空気源または電気信号の中断の場合,動作中に様々な故障が発生することがあります.システムの安全性を確保するために,制御バルブは,通常,異なる故障処理方法で設計されています:
1FC (Fail to Close): ガス源や電気信号が消えたとき,自律的に閉じる.故障の場合安全なシャットダウンが必要なアプリケーションに適しています.燃料ガスパイプラインの制御バルブなど.
2. FO (Fail to Open): ガス源または電気信号が失われる場合,弁は自動的に開きます. 障害が発生した場合に安全な開口が必要なアプリケーションに適しています.緊急換気バルブ.
3. FL (最後の位置に失敗):空気源または電気信号が失われる場合,バルブは現在の位置にとどまります.欠陥に即座に対応する必要がないアプリケーションに適しています..
4FLC (Fall to Last Position with Closing Trend): 空気源または電気信号が失われると,弁は位置を維持しますが,閉じる傾向があり,最終的に閉まります.障害が発生した場合にゆっくりと閉じる必要があるアプリケーションに適しています..
5FLO (Opening Trendで最後の位置に失敗し,元の位置を維持し,開く傾向):ガス源または電気信号が失われる場合,バルブは位置を維持しますが,開く傾向があります.そして最終的に開く障害が発生した場合にゆっくりと開く必要があるアプリケーションのシナリオに適しています.
6AFL/EFC (先進的な閉じる失敗)
-AFL/EFC-1: 空気供給の損失 電磁気弁は消えない,弁は位置を維持.
-AFL/EFC-2: ガス源が失われても無関係に電磁弁は電源を消し,弁は閉じた状態です.
7AFL/EFO (先進式開封失敗)
-AFL/EFO-1: 空気供給の損失 電磁気弁は消えない,弁は位置を維持.
-AFL/EFO-2: バルブが空気の源が失われても無関係に開いた状態で,電磁気電源が切断されます.
VI についてパネムバルブ故障と故障解決
1パンネマティックバルブが動かない
障害現象:気圧弁が開かないか閉めないか
原因分析
A,ガス圧が不十分またはガス管が塞がっている場合:気圧弁の動作は安定したガス圧に依存します.ガス源圧が不十分またはガス管が塞がっている場合,バルブが正常な動作することはできません.
B,電磁弁の故障:電磁弁は,気圧閥制御システムの重要な部分です.電磁弁のコイルが燃え尽きたり,コイルが固定されたりすると,電磁弁は,電磁弁の制御システムに組み込まれます.これは気圧弁の動作に直接影響します.
C,アクチュエータの故障:アクチュエータ内のピストンまたはシリンダーが詰まったり,内部漏れ現象が起きると,空気弁も適切に動作できない.
D バルブ体内の不浄物または塞合物: バルブ体内に不浄物または塞合物があり,流通路に影響を与え,バルブが正常に開閉できない可能性があります.
除去方法
A. ガス源の圧力とガス線が正常かどうかを確認し,問題がある場合は,間に合うように修理します. ガス源の圧力が設計要件を満たしていることを確認します.空気回路の詰まった部品を清掃または交換する.
B.電磁弁を交換し,スロールを清掃する.電磁弁の動作状態を定期的に確認し,故障を及時検出し,処理する.
C,ピストン,シリンダーなどのアクチュエータを損傷や内部漏れを確認し,部品が損傷した場合,間に合うように交換します.磨損 を 減らす ため に,動動体 の 動く 部位 を 定期的に 滑らか し て ください.
D バルブボディの内側を清掃し,流通路が平らであるようにします.バルブボディへの不純物を避けるために介質の清潔さを維持するために注意を払う.
2緩衝作用の気圧弁
障害現象:気圧弁の開閉速度が遅い
原因分析
A. ガス源の不十分な圧力またはガス管の阻害: ガス源の不十分な圧力またはガス管の阻害は,気圧弁の動作が遅くなる.
B.アクチュエータ内部の過度の摩擦:アクチュエータ内部のピストンとシリンダーの壁の間の過度の摩擦,またはシールの老化により,気圧弁の動作が遅くなる可能性があります.
C. バルブ体内の不浄物または詰まり: バルブ体内には不浄物または詰まりがあり,流通路が平らになり,空気弁の動作が遅くなる可能性があります.
除去方法
A. 空気源圧と空気回路が正常かどうかを確認し,問題がある場合は,間に合うように修理します. 空気源圧が設計要件を満たしていることを確認します.空気回路に詰まった部品を清掃または交換する.
B. 動作装置 を 滑らか し,磨損 し た 部品 を 置き換える.摩擦 を 減らす ため に 動作装置 の 動く 部品 を 定期的に 滑らか する.
C. バルブボディの内側を清掃し,流通路が平らであるようにします. 設置と使用の過程で,バルブボディへの不純物を避けるために介質の清潔さを保つことに注意してください.
3"気圧弁の漏れ"
障害現象: 閉ざされた状態の気圧弁は,まだ媒体の漏れがある.
原因分析
A,シールダメージまたは老化:シール (Oリング,ガスケットなど) の損傷または老化により,閉ざされた状態の空気弁は依然としてメディア漏れを起こす可能性があります.
B,バルブボディの接続が緩やかまたは密封が不十分である:バルブボディの接続が緩やかまたは密封が不十分である場合,閉ざされた状態の空気性バルブには依然としてメディア漏れがある可能性があります.
C.アクチュエータ内の漏れ:アクチュエータ内のシリンダーまたはピストンの漏れは,気圧弁の密封性能に影響を与える.
除去方法
A. 破損 し た 密着物 を 置き換える.密着物 の 状態 を 定期 的 に 確認 し,問題 を 及ばない に 発見 し,治療 する.
B. バルブボディの接続をしっかりと締め,密封を確実にします. 設置中に,接続の密封性能を確保するために,操作手順を厳格に遵守してください.
C,漏れがある場合は,アクチュエータの内部をチェックし,修理または部品を間に合うように交換してください.漏れ問題を間に合うようにアクチュエータの密封性能を定期的にチェックしてください..
4"気圧弁の位置位置不正確"
障害現象:空気弁が事前に設定されたスイッチ位置に到達できない.
原因分析
A,位置付け器の故障または不適切な調整:位置付け器は気圧閥制御システムの重要な部分です.位置付け器が故障または不適切な調整の場合,パネマチクバルブが,事前に設定されたスイッチ位置に達しない.
B. パネマティックアクチュエータの走行が不十分または正しく調整されていない場合:パネムアクチュエータの動力が不十分または正しく調整されていない場合,パネムバルブが事前に設定された切換位置に到達できないこともあります..
トラブルシューティング方法
A. ポジショナーが欠陥または正しく調整されていないか確認し,必要に応じて交換または再調整します. ポジショナーが良好な状態であることを確認するために定期的に校正します.
B. パネムアクチュエータの走行が不十分か,正しく調整されていないか確認し,必要に応じて部品を調整または交換する.設計要件を満たしているかどうかを確認するために,空気動力の走行を定期的にチェックする..
5"他の欠陥"
5.1 バルブ動作がジャンプ開始
障害現象: バルブ・アクション・ジャンプ現象の開始.
原因分析: 負荷が大きすぎる可能性があるため,アクチュエータの仕様を増やす必要がある.
排除方法:実際の負荷に応じて,動作装置の適切な仕様を選択し,負荷要求を満たすことができるようにします.
5.2 バルブ動作の終わりにジャンプ
障害現象: バルブ動作の終わりにジャンプ現象
原因分析: 動作が速すぎたり,慣性エネルギーが大きすぎたり,速度制御バルブや外部のバッファを増加させる必要性がある.
排除方法:気圧システムでは,速度制御バルブまたは外部のバッファ装置を増加させ,動作速度を低下させ,慣性エネルギーの影響を軽減します.
5.3 信号に戻る信号がない
障害現象:信号を出力がない
原因分析:信号電源線が短路,断線,電源線の修理やマイクロスイッチの交換が必要かもしれない.
解決法:信号 の 電源 線 を 調べ,短回路 や 壊れた 回路 を 修復 し,必要 なら 微小 スイッチ を 入れ替える.
