
本方案主要由气动控制阀、两线制西门子阀门定为器(6DR50xx-,6DR51xx-)、电子开关(失信号比较器)、单电控电磁换向阀、气动保位阀组成,见图1。
其工作原理如下:
1、断气源:单作用定为器可选用单通道气动保位阀,双作用定为器可选用双通道气动保位阀。当气源系统发生故障(失气)时,气动保位阀自动切断定为器与气动控制阀之间的通道,将定为器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内,输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡或两气室的压力平衡,气动控制阀的阀位保持在故障前的最后一个控制信号位置上。该保位阀应设定在略低于气源的最小值时启动,因西门子定为器正常工作的压力范围是0.14~0.7MPa,切换点可设为0.14MPa。
2、断电源:电磁阀可选用二位二通24VDC单电控常闭型。当控制系统电源故障(失电)时,电磁换向阀失电,电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动,电磁阀换向,将气动保位阀的膜室压力排空,气动保位阀执行相当于“断气“时的动作,使气动控制阀的阀位保持在故障前的最后一个控制信号位置上。
3、断信号:电子开关可选用西门子定为器专用模块,可安装在西门子定为器内。当控制系统信号故障(失信号)时,电子开关检测到后,断掉电磁换向阀的电压信号,电磁阀执行相当于“断电“时的动作,使气动控制阀的阀位保持在故障前的最后一个控制信号位置上。
本方案的优点:“三断”保护启动时,系统反应较快,动作迅速。本方案的缺点:电磁阀长期带电,要求较高。配用附件较多,安装、调试复杂一些。
方案二(四线制方案):
使用四线制西门子阀门定为器(6DR52xx-,6DR53xx-),采用图2的接线方式,不需其他任何装置,即可实现断信号保位功能。
端子2和4分别接至直流电源18~30V,设定数字输入通道功能参数42或43至Stop(数字输入通道处于“低“电平时,压电阀闭锁)。在4~20mA输入电流回路中串接一个180Ω的电阻,即电阻的一端接至端子6,另一端接至4~20mA正,数字输入通道1(端子9和10)或数字输入通道2(端子21和22)分别接至电阻两端(如图2 )。这样,当4~20mA信号丢失时,数字输入通道就从“高“电平到“低“电平,根据事先的设定,压电阀闭锁,执行机构保持在原位。
对于双作用无弹簧复位的气动执行机构,定为器本身可实现断气保位功能。
本方案的优点:简单易于实现,无需任何附件,即可实现断信号及断气(对双作用执行机构)保位,是一种低成本的优选方案。本方案的缺点:供电电源不允许中断,否则定为器会驱动气动控制阀至全开或全关位置;对小型执行机构,应调节定为器上的节流阀,使全行程时间大于3秒,否则受压电阀动作滞后的影响,不能达到理想的保位功能。