气动阀门的原理介绍

    常见的阀门有许多种，而气动阀门便是其中的一个。气动阀门的性能是极好的，被广泛运用于工业行业当中，使用价值极高。就目前而言，市面上的气动阀门种类也有很多，不同规格的阀门，它的外形与性能也会存在差异，可以满足不同行业对它的需求。
　　气动阀门是一种直角回转结构，它与阀门定位器配套使用，可实现比例调节；V型阀芯最适用于各种调节场合，具有额定流量系数大，可调比大，密封效果好，调节性能零敏，体积小，可竖卧安装。适用于控制气体、蒸汽、液体等介质。
　　特点：是一种直角回转结构，由V型阀体、气动执行机构、定位器及其他附件组成；有一个近似等百比的固有流量特性；采用双轴承结构，启动扭矩小，具有极好的灵敏度和感应速度；超强的剪切能力。气动活塞执行机构采用压缩空气作动力源，通过活塞的运动带动曲臂进行90度回转，达到使阀门自动启闭。它的组成部分为：调节螺栓、执行机构箱体、曲臂、气缸体、气缸轴、活塞、连杆、万向轴。气动调节阀的工作原理：气动调节阀由执行机构和调节机构组成。执行机构是调节阀的推力部件，它按控制信号压力的大小产生相应的推力，推动调节机构动作。阀体是气动调节阀的调节部件，它直接与调节介质接触，调节该流体的流量。
　　由于现在的控制方式和手段越来越多，在实际工业生常和工业控制中，用来控制气动执行机构的方法也很多，常用的有以下几种。
　　(一)基于单片机开发的智能显示仪控制
　　智能显示仪是用来监测阀门工作状态，并控制阀门执行期工作的仪器，它通过两路位置传感器监视阀门的工作状态，判断阀门是处于开阀还是关阀状态，通过编程记录阀门开关的数字，并且有两路与阀门开度对应的4～20mA输出及两足常开常闭输出触点。通过这些输出信号，控制阀门的开关动作。根据系统的要求，可将智能阀门显示仪从硬件上分为3部分来设计：模拟部分、数字部分、按键/显示部分。
　　1、模拟电路部分主要包括电源、模拟量输入电路、模拟量输出电路三部分。
　　2、数字电路部分主要包括：单片机、掉电保护、两路监测脉冲输入信号、两路常开常闭转换触点输出。
　　3、显示部分主要包括：单片机、4位LED显示、3只状态指示灯(自动、正转、反转)、3只按键(MODE/SET键、上键、下键)。
　　(二)利用PLC来控制的系统
　　PLC在控制系统中的应用越来越广泛，由于本方案是在OMRON的PLC上面作的开发，所以以OMRON的PLC来作介绍。
　　硬件组成：1台计算机，1套PLC(包括CPU，I/O模块，ID212，OC224，AD003模块)，2个继电器，2个电磁阀，1个气动阀门执行器。
　　其组成原理为：由PC机通过RS-232串口通讯连接OMRON的PLC，对PLC进行编程和监控。PLC的I/O模块分别接入输入、输出信号，其中输入模块连接到阀门上的两个位置传感器，通过PLC的输入模块ID211的指示灯亮的先后顺序来显示阀门的开关状态。输入模块接收两路阀门检测脉冲输入，即脉冲A与脉冲B。在运行状态下，脉冲A输入时指示灯A亮，脉冲B输入时指示灯B亮。输入顺序为AB，表示开阀。输入顺序为BA表示关阀。阀门检测脉冲A和B信号必须部分叠加，否则不能正常检测阀门开度。
　　通过PLC的输出模块OC225控制两个继电器，继电器具有两组常开常闭输出触点，1组为开阀输出触点，1组为关阀输出触点。开阀时，当阀门开度大于或等于所设阀门限位值时开阀输出触点动作，阀门开度小于所设阀门限位值时开阀输出触点动作，发明开度小于所设阀门限位值时开阀输出触点复位。关阀时，当阀门关到零位且21s内无脉冲输入时关阀输出触点动作；若21s内有脉冲输入，则21s关阀输出触点动作。通过继电器的吸合来控制两个电磁阀的开关，电磁阀打开后，便可以控制气动阀门执行器使得阀门做相应的开阀或关阀动作。同时接近传感器把阀门的开关情况再传送到PLC中，并同要求的阀门开度作比较，直到符合要求为止。
　　自动归零与自动调满：控制系统具有自动归零与自动调满功能，当阀门开度小于归零范围值或阀门开度距满量程小于满度调节范围值，且时间大于或等于所设值稳定时间值时，PLC自动控
　　制阀门进行归零或自动调满。
　　在实验中，由阀门上的位置传感器计算阀门的开度。
　　当阀门先离开A传感器，后离开B传感器时，表示阀门在关阀。当阀门先离开B传感器，后离开A传感器时，表示阀门在开阀。传感器接收到的是一个脉冲信号，通过位置传感器的采集信号来记下阀门的开关状态。在上位机中用编程软件CX-programmer编写梯形图，然后把梯形图下载到PLC中运行，在上位机的组态软件中进行控制和监控，阀门开关量的多少可由组态软件界面输入的圈数值确定。组态界面做好后，开阀、关阀、停止、总开关等控件的控制和动作可以直接在组态界面中很直观形象地进行操作。
　　气动调节阀与调节阀两种执行器在不同的环境下优缺点是不同的。关键是看您要选用在什么工况下。
　　气动调节阀动作力距比电动调节阀门大，气动阀门开关动作速度可以调整，结构简单，易维护，动作过程中因气体本身的缓冲特性，不易因卡住而损坏，但必须有气源，且其控制系统也比电动阀门复杂。气动阀门响应灵敏，安全可靠，很多对控制要求高的厂专为气动仪表控制元件设置压缩空气站。电动的就是要电。电动调节阀和气动调节阀的本质区别在于使用不同的驱动装置，也就是执行机构，而调节阀本身没有什么区别。配合不同的执行机构主要是工况要求，如化工等要求防爆的场合，使用最多的是气动阀门，因为安全性要求高，而且价格便宜，配合智能定位器可以上总线，控制方式也简单。阀门执行机构动力源为电源，如果线路板或电机出现故障容易出现火花，所以一般应用在环境要求不高和没有危险的场合。气动阀门执行机构动力源为气源，气源来源于空压机，采用定位器将电控信号转换成气动控制信号，驱动气动执行机构进行阀位调节。
　　气动阀门用途与特点、工作原理
　　A、用途:是一种直角回转结构，它与阀门定位器配套使用，可实现比例调节；V型阀芯最适用于各种调节场合，具有额定流量系数大，可调比大，密封效果好，调节性能零敏，体积小，可竖卧安装。适用于控制气体、蒸汽、液体等介质。
　　B、特点：是一种直角回转结构，由V型阀体、气动执行机构、定位器及其他附件组成；有一个近似等百比的固有流量特性；采用双轴承结构，启动扭矩小，具有极好的灵敏度和感应速度；超强的剪切能力。
　　C、气动活塞执行机构采用压缩空气作动力源，通过活塞的运动带动曲臂进行90度回转，达到使阀门自动启闭。它的组成部分为：调节螺栓、执行机构箱体、曲臂、气缸体、气缸轴、活塞、连杆、万向轴。
　　D、气动调节阀的工作原理：气动调节阀由执行机构和调节机构组成。执行机构是调节阀的推力部件，它按控制信号压力的大小产生相应的推力，推动调节机构动作。阀体是气动调节阀的调节部件，它直接与调节介质接触，调节该流体的流量。