FISHER气动执行机构的调试分析

王坤 何晓琼

摘 要：随着管道建设的发展，气动执行机构的应用也越来越普遍。其中FISHER气动执行机构由于其结构简单，可靠性高等优点被广泛应用。因此有必要对其工作原理进行研究，使得管道运行人员能够更好的调试维护此类设备。

关键词：气动放大器；排气放大器；动作特性；稳态；超调量；响应时间

中图分类号：TH134 文献标识码：A

1 FISHER阀门气动执行机构典型结构

FISHER阀门气动执行机构主要由阀位控制器、过滤调压阀、气动放大器、排气放大器和旁通针型阀等部件组成。其中阀位控制器用于接收控制系统传来的信号，并将电信号转变为压力信号；过滤调压阀用于设定气动执行机构仪表风气源的基准压力；气动放大器将来自于阀位控制器的微小压力信号转变为较大的压力输出；排气放大器和旁通针型阀则共同控制气动执行机构的排气量，以实现阀门的快速开关。

2执行机构各部件的调试

虽然从大体结构上我们能够理解执行机构的工作原理，但是在实际工作中如果遇到执行机构故障或新设备调试等情况，仅掌握其基本原理是不够的，还需深入探究执行机构各部件的工作方式，以下就对该型气动执行机构的调试进行相应的分析。

某干线压气站压缩机防喘阀气动执行机构发生仪表风泄漏事件，运行人员检查后更换了执行机构上气动放大器、过滤调压阀等部件，准备对执行机构进行重新设定。首先是设置执行机构的仪表风气源基准压力，压力大小主要取决于阀门直径和阀门动作速度，通常大口径阀门或者速动阀门需要较高的基准气源压力，反之亦然。基准压力设定可通过过滤调压阀上的调节螺母，设定至满足现场工艺要求。在完成基准压力设定后，接通仪表风气源，通过机组控制系统，验证阀门动作特性，发现阀门位置反馈呈现震荡状，不能收敛至稳态，现场阀门频繁动作无法到达命令值开度，如图1所示。

结合趋势记录和现场阀门状态，可以判断出执行机构的压力输出信号过大，导致阀门位置偏差滞后，排气放大器泄放多余压力，使得阀门位置在稳态附近呈现振荡趋势。而在整个气动执行机构的PI控制中，气动放大器可以控制输出压力信号的大小，减小稳态误差，对于整个系统起到明显的积分效应。因此可通过对气动放大器的限定螺母调整，适当减小压力输出，使阀门动作位置进入稳态。

当阀位能够稳定在命令值开度后，下一步就应考虑阀门动作特性中的响应时间和超调量。调试过程中发现，该防喘阀（失气开阀）在关闭时动作特性较好，说明过滤调压阀的基准压力值设定合理。但在防喘阀打开过程中超调量明显较大，动作特性较差。原因在于防喘阀打开时排气放大器排气量过大，造成阀门失位。根据FISHER气动执行机构工作原理，应适增大旁通针型阀的开度，减少排气量。而旁通针型阀开度过大又会造成开阀响应时间过长，不利于机组的防喘振保护。因此在面对此类情况时，不能过度追求单一性能指标，而应同时考虑使响应时间和超调量都处在可接受的范围内。现场通过适当打开旁通针型阀，最终得到了一个较好的动作特性曲线，如图2所示。

结语

随着管道系统自动化程度的日渐提高，各类先进的气动执行机构将被大规模应用，掌握气动执行机构的维修和调试，将成为现代输气工必不可少的能力。本文通过原理分析和实例讲解，直观的描述了FISHER气动执行机构各部件的工作原理，及其对阀门动作特性的影响，并展示了该型气动执行机构的基本调试方法，可帮助管道运行人员掌握此类设备。

参考文献

[1]GEPS Oil & Gas.指导、操作机维护手册（PCL804N）[M].佛罗伦萨：Nuovo Pignone，2010.

[2]GEPS Oil & Gas.技术说明，运行及维修手册（（LM2500+HSPT）[M].佛罗伦萨：Nuovo Pignone，2010.