調(diào)節(jié)閥的波動(dòng)指的是什么呢?為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?由于調(diào)節(jié)閥是zui薄弱的環(huán)節(jié),為了實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的控制,大部分都裝有閥門定位器。從本質(zhì)上講閥門定位器是一臺(tái)控制器,和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成一個(gè)簡單控制回路,以克服介質(zhì)的不平衡力和摩擦力等擾動(dòng)。在氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)閥,其輸入是非線性的;而角行程的調(diào)節(jié)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(tǒng)的波動(dòng)。那么下面通過精藝閥門來了解
首先是反饋桿(臂)上的彈簧松動(dòng)或失去彈性,由于摩擦力太大,然而克服摩擦力是閥門定位器的主要功能之一。調(diào)節(jié)閥的摩擦力主要來自兩個(gè)部件:填料和套筒閥的密封環(huán)。如果閥桿不光滑或填料壓得太緊,就會(huì)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(huán)與套筒的過盈配合使調(diào)節(jié)閥達(dá)到設(shè)計(jì)的密封要求,如果過盈量太大或套筒的橢圓度太大,就會(huì)使閥芯和套筒的摩擦力太大。由于靜摩擦力遠(yuǎn)大于動(dòng)摩擦力,遠(yuǎn)程給定大幅度動(dòng)作時(shí)表現(xiàn)為閥門跳動(dòng),也稱爬行。波動(dòng)的機(jī)理如下:當(dāng)遠(yuǎn)程信號(hào)在突然變化時(shí)(即階躍信號(hào)),由于摩擦力大使負(fù)偏差太大,定位器的積分作用使輸出不斷增大,當(dāng)增大到足夠克服靜摩擦力時(shí)閥門動(dòng)作,由于靜摩擦力大于動(dòng)摩擦力,閥門超調(diào),負(fù)偏差變?yōu)檎?,反?fù)超調(diào),系統(tǒng)很難穩(wěn)定下來。針對摩擦力的問題,一些定位器廠商設(shè)計(jì)出了高摩擦力算法,這種算法大大減小調(diào)節(jié)閥波動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生。
其次就是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(diào)節(jié)閥對象中非常普遍的現(xiàn)象,廣泛應(yīng)用的氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一側(cè)為彈簧驅(qū)動(dòng),另一側(cè)為氣壓驅(qū)動(dòng),這會(huì)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(huì)造成波動(dòng)現(xiàn)象,當(dāng)出氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥現(xiàn)氣膜片泄漏等異常時(shí),這種不對稱加劇,造成閥位的波動(dòng)。一些定位器廠商針對這種特性,設(shè)計(jì)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(shí)間、微分可以分別調(diào)節(jié)。比較嚴(yán)重的不對稱主要是由于一些氣動(dòng)元件的進(jìn)氣和排氣速度不一樣造成的,常見的元件有升壓繼動(dòng)器和快速排放閥。
升壓繼動(dòng)器本質(zhì)上是一種氣動(dòng)的流量放大器,用來提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作速度的,而快速排放閥一般用于對閥一個(gè)方向的動(dòng)作速度有特殊要求的場合,要求電磁閥動(dòng)作時(shí)閥在1s之內(nèi)全開或全關(guān),這樣造成開和關(guān)的動(dòng)作嚴(yán)重不對稱,因此很容易造成調(diào)節(jié)閥的波動(dòng)??棄艉茫每棄?