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两线制控制阀三断保护概述

两线制控制阀三断保护概述

2021/3/28 9:23:23

气动控制阀主要由气动执行机构、控制阀及控制器构成,智能控制器(如DVC6200,SIPART PS2等),与气动执行机构、阀位传感器构成了行程控制闭环,它与过程控制系统形成的双闭环控制系统,能提高过程控制系统性能。目前气动控制阀由智能控制器控制,智能控制器尽管改善了过程控制系统性能,但其可靠工作离不开稳定的系统气源、电源及电信号。在过程控制系统故障时,气源、电源及电信号会出现异常,智能气动控制阀如不具备失效保护功能,过程参量将会失控,影响过程生产,严重时会发生事故。

按系统失效方式不同,智能气动控制阀失效安全保护可分为:

1)失气保护

当失去气源或气源压力低于安全值时,气动执行机构能驱动控制阀,实现阀的位置保持、全开或全关。

2)失电信号保护

当失去电信号或电信号低于安全值时,气动执行机构能驱动控制阀,实现阀的位置保持、全开或全关。

3)失电源保护

当失去电源时,气动执行机构能驱动控制阀,实现阀的位置保持、全开或全关。(该失效保护模式主要用于需要单独供电的气动控制阀,智能气动控制阀由信号直接供电,故应用此失效保护功能较少)

过程控制系统中的模拟信号(主要是4~20mA)是目前控制阀与过程控制系统通讯的主要信号,尽管标准模拟信号(主要是4~20mA)具有一定的带载能力,但如果过程控制设备负载较大,为其供电依然必不可少,因此过程控制设备接线形式有不同类型,主要有两线制,三线制及四线制。

三线制及四线制均可为过程控制设备供电,其中四线制中电源及信号相互独立,可供电220VAC或24VDC,而三线制中信号与电源共一路线,通常为24VDC。两线制无需外部供电,依靠标准模拟信号的带载能力直接驱动过程控制设备。

由于常规的三断保护采用电磁阀执行安全动作,4~20mA模拟信号带载能力无法正常驱动电磁阀,故一般采用四线制。而两线制失效解决方案,采用的微功耗技术,配备安全阀(FISHER377,167D或SMD IL201,IL211),可以直接串联在两线制系统中工作,实现了两线制的控制阀三断保护。

与四线制相比,两线制系统失效控制阀安全保护方案特点有以下:

1)直接由信号供电,无需额外电源,系统构成简单,成本低,安装方便,易于维护

2)抗干扰能力强,有利于改善过程控制系统可靠性及稳定性;

3)微功耗先导气控阀,更适合应用于有防爆要求的恶劣环境;

4)两线制带载能力有限,对智能控制器阻抗要求较高;

5)微功耗先导气控阀对控制气路工作介质要求较高;

针对不同气动执行机构,两线制系统失效控制阀安全保护方案有不同的应用,如单作用气动执行器(包括薄膜式及单作用活塞式)的气动控制阀失效保位及失效充气,双作用气动执行器的气动控制阀失效保位及失效充气应用等。

因此,基于微功耗的两线制失效控制阀三断保护方案,与四线制相比,不但简化系统、降低了成本,且安装维护方便,同时无外接电源,抗干扰能力强,可有效提高过程控制系统的安全性及可靠性,具有一定的实际工程意义。

审核编辑(
王静
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