氣動控製閥常見故障分析和解決辦法知識分享
WHY-Q係列氣動控製閥常見故障分析和解決辦法知識分享
企業運用自動化控製代替人工操作，能有效的提高係統運行的安全性、穩定性和精確性。
一個完整的PLC控製係統是比較複雜的，工程師需要掌握各種不同的技能，以保障係統的正常運行。
在自動控製係統中，當氣動控製閥出現故障時，乐鱼官网應該如何快速排查故障，並找到對應的解決辦法。
由於不同廠家內部結構有差異，特別是XCC-BA係列定位器，出現故障時建議聯係原廠家指導處理。本文是以乐鱼官网WHY-Q係列氣動波紋管控製閥為例，僅供參考學習。
一、自動控製基本概念和工作原理
需要深入透徹的分析故障，一定要對它的控製概念和工作原理有基本的了解，以後遇到問題時，才能快速定位故障，並針對性解決。
1、自動控製概念所指的範圍很廣：
被控介質可以是蒸汽、水、空氣、電流、油。
被控條件可以是溫度、壓力、濕度、液位或流量。
被控設備可以是閥、節流閥、泵或風機。
乐鱼官网執行器通常按照驅動能源劃分為：電動、氣動、電氣。
測量元件可以是：
控溫度時配置：溫度感應器+溫度控製器
控壓力時配置：壓力變送器+壓力控製器
控液位時配置：液位感應器+液位控製器
還有濕度感應器或流量感應器等。
測量的關鍵是被控變量的實際值，與期望值相比較，用這個偏差來糾正係統的響應，執行調節控製，簡稱PID控製。
2、控製係統基本組成和工作原理
本文舉例是以控製閥作為被控設備，溫度作為被控條件，溫度感應器作為測量元件，氣動執行器作為被控元件構成。
如下圖
工作原理：
1）、測量元件（感應器/PT100）將測量到的實際溫度值傳遞至控製器。
2）、控製器接受來自感應器的信號，並與設定點的期望溫度相比較，溫差的大小決定了調節變量。控製器根據調節變量，輸出4~20m信號到控製閥定位器。
3)、XCC-BA係列定位器再向氣動執行器發出命令，WHY-Q係列氣動頭內的多彈簧和橡膠膜片，通過收縮和擴張，帶動閥杆上下動作，決定閥瓣和閥座的流通麵積，從而達到比例調節流量的作用。
如下剖麵圖
應用舉例：
把常溫20℃的冷水，通過換熱器加熱升溫至120℃並恒溫。
在升溫階段，溫度感應器測量到實際溫度值100℃，把信號傳遞至溫度控製器。
由於控製器設定期望值是120℃，通過實際值與期望值相比較,發現溫差並未達到期望值，輸出較強的4~20m信號到控製閥定位器。
當實際溫度與目標溫度快接近時，輸出的信號則相應變弱。當升溫結束，在恒溫階段時，控製閥連續比例微調節。
如下圖：
4~20mA信號與閥門行程開度相對應，從而控製閥門蒸汽流量的大小。
4~20mA信號與閥門相對開度：
二、WHY-Q係列氣動控製閥安裝和注意事項
1、WHY-Q係列控製閥前建議安裝100目過濾器抵擋雜質。特別是新焊管道，需吹掃或清理幹淨雜質。
如下標準布置圖
2、XCC-BA係列定位器屬於精密儀器，壓縮空氣須做好除水除油除雜質後，方可接入定位器。
進汽前端配有空氣過濾和調壓閥，需把氣源壓力調到0.25~0.3MPa為佳。
壓力不足會導致閥門開啟緩慢或無法100%全開。壓力若超過O.3MPa以上，則容易損壞定位器和氣動頭。
3、WHY-Q係列控製閥不管是控溫或控壓，都是通過電流4~20mA作為控製信號，來驅動定位器工作。
因此，上遊輸出端無論是PLC控製係統、還是單獨的控製器、或者是手動信號發生器，都需要輸出與之相匹配的、正確的4~20mA信號。
才能接入定位器接線盤，並且根據接線盤各端子正確接線。
4、WHY-Q係列控製閥出廠時行程零點已調整好並鎖緊，不要隨意去調動行程螺母，否則將會影響控製閥不能正常使用。
若運輸中有激烈碰撞，零點才有可能會產生微小偏移。
一般隻需要調整一下零點螺母，如偏差過大才需要進行行程整定。
較對方法如下：
輸入4mA信號，刻度尺指示在“全關”位置。
輸入20mA信號，刻度尺指示在“全開”位置。
輸出壓力表顯示壓力，會根據不同的輸入信號值，在0~0.3MPa內動態變化。閥門隻要能全關或全開即可正常使用。
在控製閥正式調試使用前，請確保上述4步基本工作已做好。
三、WHY-Q係列氣動控製閥常見故障和解決辦法
1、如何檢測4~20mA信號是否正確
定位器阻抗為250歐姆，因此要求4-20mA控製信號，須滿足可接負載大於250歐姆負載。
如果控製信號可接負載低於250歐姆，則會引起供給控製閥無法正常工作，即閥門無法全部開啟，也會造成控製器過載燒毀控製器。
信號檢測方法：
當確認控製信號及氣源壓力均無誤後，請按照圖示的接線方式接好。
如下接線圖
萬用表請用DCA20OmA電流檔與控製信號，串聯接入定位器控製信號接入端，並將控製信號值設定為20mA。
如果此時電流表顯示的電流值，也是20mA則可正常控製。
如果萬用表顯示電流值遠低於20mA，則表明控製信號不滿足定位器要求，驅動不了定位器正常工作。
2、控製閥XCC-BA係列定位器零點漂移的調整方法
由於運輸、使用過程中產生震動或受其它因素影響，氣動控製閥可能會出現零點漂移的現象。
如何判斷零點是否漂移？
故障表現：
當輸入4mA信號時，閥門未能關閉。又或者輸入20mA信號時，閥門不能100%全部開啟。此時，需要重新調整零點。
如何正確調節零點呢？
確認氣源壓力在0.3MPa後，如果出現定位器輸入信號為4mA時，閥門未能完全關閉，則表明零點過高。
以此為例具體調節方法如下：
打開定位器蓋子，請緩慢逆時針轉動零點調整螺栓小齒輪A，緩慢微調，讓指針B 往刻度C 的“-”向移動一點點。
如果出現定位器輸入信號為20mA時，閥門未能完全開啟，則表明零點偏低，調節方法則相反。
如下圖：
使其同時滿足如下條件：
1）給4mA信號時，壓力表D顯示為0，閥門關閉。
2）給4.5~4.7mA 信號時，壓力表D 指針開始擺動。
3）給12mA信號時，閥門開度為50%。
4）給20mA信號時，壓力表D顯示為0.3MPa，閥門100%全開。
觀察閥門開度，請看閥杆上指針處於刻度尺上的位置。
如下圖：
3、控製閥XCC-BA係列定位器故障排除說明
當定位器出現異常時，請依照此說明由易到難進行排除。定位器是屬於精密儀器，建議在原廠家指導下操作。
第一步操作
故障表現：
當定位器出現接通壓縮空氣後，閥門直接全開或全關。
閥門全開故障時，定位器上的壓力表G的壓力值，直接與定位器前調壓表壓力值0.3MPa一樣，改變4~20mA輸入信號值，控製閥依然為全開狀態。
處理方法：
請先用手輕輕左右撥動下圖示”1”處的撥塊。
正常情況下在沒有控製信號時，撥動”1”處的撥塊，閥門會執行開關動作，看看是否能複位。
如果閥門能全開或全關，也能判斷閥杆上下活動正常。
如下圖紅框位置
如果撥動撥塊數次後，閥門可以正常開啟及關閉，則表明故障排除可正常使用。如果故障依然沒有解決，請執行下述的第二步操作。
第二步操作
當執行完第一步操作，依然無法排除故障時。
請先將壓縮空氣斷開後，用十字螺絲刀拆下”D”處的小十字螺絲，然後擰出”C”處的一字螺絲。
如下圖紅框部位
然後用XCC-BA係列定位器蓋子裏邊，用透明膠粘著的一根細鋼絲，通一下軸向的阻尼孔。
如下圖
確認通好此小孔後，將此一字螺絲裝回”C”處，並將十字螺絲”D”鎖回。
重新接回壓縮空氣，用手輕輕左右撥動”1”處的撥塊，看定位器能否正常工作。
如果此時閥門，已經可以通過撥塊“1”的左右撥動，可正常開啟及關閉則故障排除。
請特別注意下圖中紅色標誌的”M”處一字螺絲，千萬不要去動，否則會造成極大的麻煩。
如下圖紅圈處不要動
如果進行了上述兩步操作，依然沒有解除故障，請依下述執行第三步操作。
第三步操作
進行了第一及第二步操作後，依然無法解除故障。
此時請先將給定位器前端的壓縮空氣斷開，用十字螺絲刀拆下圖中”A”處放大器的4顆螺絲。
在取出放大器時，請注意保護好”B”處的彈簧。
如下圖紅圈處
也要注意保護好，放大器背麵的下圖中”2”處的5個黑色密封墊。
如下圖
然後稍微鬆開下圖中”4”處的4個十字螺絲，鬆開即可，不用完全鬆完。
然後用手左右推動”3”處的推杆，使推杆可以左右移動後，將”4”處的4顆十字螺絲重新鎖緊。
如下圖
如果鬆開”4”處的4顆螺絲後，依然無法推動”3”處推杆時，請將螺絲全部鬆開，將放大器拆開成下圖所示的3大組件。
請注意拆這三部分時，注意不可大力撕扯”6”處的膜片。
如下圖
然後用幹淨的氣源，清理幹淨三大件的內腔和”5”處兩個孔內的水份等雜質。
清理幹淨後將放大器組件，重新裝回並鎖緊4個十字螺絲。鎖緊螺絲時請注意調整一下位置，保證推杆可以左右推動即可。
重新將放大器組件裝回定位器內的原位置，並將”B”處的彈簧裝回。鎖緊固定放大器的4顆十字螺絲後，將壓縮空氣接回。
如果此時閥門已經可以通過撥塊”1”的左右撥動，可正常開啟及關閉則故障排除。
如果經過上述三步依然無法處理，可以考慮把定位器返廠檢測或直接更換新的。
值得提醒的是，進行了上述操作使控製閥能正常控製後，有可能會出現零點漂移的現象，需要重新調整零點即可。
XCC-BA係列定位器出現故障，導致定位無法正常控製閥門啟閉，大部分原因是給定位器供氣的壓縮空氣中，有水分或雜質進入所致。
建議在壓縮空氣管路前端，加裝專門的壓縮空氣濾清器，將壓縮空氣中的水份、油份、雜質過濾幹淨後，再供給控製閥。
4、WZM係列氣動執行機構故障
氣動頭內部主要部件是多彈簧和橡膠膜片。橡膠膜片是易損件，正常壽命3~5年。
如果膜片破損，可以明顯看到氣體，從氣動頭頂部的排汽孔泄漏，此時隻需要更換新膜片即可。
若短時間內膜片經常破損，一方麵需更換更耐用的膜片，另一方麵需要注意氣源不要超壓使用。
如下圖
5、閥體部位故障
1)、閥杆上下活動反應遲緩，或被卡住。
故障表現：
閥門開啟緩慢，或者不能全開或全關。在確認過氣源壓力、行程零點、XCC-BA係列定位器、WZM係列氣動執行機構均無故障。
一般這種情況多數發生在閥杆外密封是采用填料式，由於填料與閥杆有摩擦阻力，如果閥杆不夠光潔或有磨損，都會導致閥杆上下活動不順暢。
由於這是結構不完善帶來的故障，建議選擇用波紋管外密封的控製閥，例如維遠的控製閥，都是采用波紋管作為外密封。
波紋管對比填料式的優勢是：
零泄漏零維護。閥杆無填料的摩擦阻力，動作反應更靈敏，控製穩定精度高、無滯後現象。
如下圖
2）、閥瓣和閥座磨損嚴重
故障表現：
閥瓣和閥座若磨損嚴重，當控製超溫後，閥門需要執行關小或完全切斷時，由於主閥關緊貼合不到位。一旦有泄漏，控製精度不準，偏差大。
由於這是結構不完善帶來的故障，建議選擇用內密封麵更優勢的產品，例如維遠的控製閥有三大優勢，可以更好確保內密封麵壽命長久。
優勢1、
乐鱼官网閥瓣和閥座均堆焊耐衝蝕、耐磨損、高硬度的司太立硬質合金，並拋光研磨成鏡麵，確保內密封壽命長。
優勢2、
乐鱼官网采用冷壓嵌入的獨立閥座，接觸麵可以高精度加工，像鏡子的表麵一樣光潔平整，確保接觸麵高度配合。
如下圖
而普通閥門，是從閥體加工一個台階稱作閥座，不方便做精加工，粗糙的密封麵，壽命很短就內漏。
優勢3、
乐鱼官网控製閥采用曲麵分流閥瓣，完全切斷時采用平麵密封。當高速蒸汽流經節流口時，蒸汽會沿著曲麵的切線方向流動，而不是直接衝蝕密封麵，更好的保護了密封麵壽命長。
如下圖
普通閥門一般采用錐麵密封，無法避免這種節流時嚴重的衝蝕和汽蝕的破壞。