催化电液执行机构BDY9-BGⅤ说明书

1、BDY9-B（G）型电液控制机构 技术说明书BDY9-B（G）塞 阀双显智能型电液控制执行机构技术说明书JYF101-00SS（G）编 制:校 对：审 核：批 准：九江中船仪表有限责任公司（四四一厂）二九年七月一、概 述塞阀电液自动控制执行机构是在我厂产品BDY9-B（G）型电液自动控制执行机构的基础上为炼油厂塞阀配套增加自动吸收膨胀和补偿收缩功能而设计的一种新型自动控制装置。该控制机构按国家标准GB3836.22000爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“d” 有关规定生产制造成隔爆型装置，防爆标志dBT4可用于石化企业具有B级T1-T4组爆炸性气体混合物存在的场所，已经国家指定的检验机关

2、检验合格。控制系统接受主控室420mADC 主令输入信号和高精度位移传感器采集信号通过A/D模块EM231经西门子SIMATIC-S7系列可编程控制器(PLC)及D/A模块EM232输出控制信号，与机构配套使用，控制射流管电液伺服阀，组成电液位置控制闭环系统，使伺服油缸活塞杆按输入信号作直线位移，从而实现位置伺服控制。在装置开停工过程中，打开主控室内的自动吸收和补偿收缩开关，塞阀即处于关闭状态，此时就能自动吸收立管的膨胀和补偿立管的收缩。控制系统采用西门子可编程控制器及模块进行信号采集及处理，系统的显示部分采用AT公司目前较先进的AT89S52单片机为核心元件。产品具有通用性、数字化、高可靠性

3、、高精度、高稳定性、快速响应等特点。产品的主要技术特点1. 通用性设计产品除自身优异性能外，产品具有充分的适用性和兼容性，在产品接口（位移传感器、压力传感器、阀等）、产品的操作功能、报警功能（含接口电路）及不同流量的（速度）的液压系统等方面，适用目前炼油厂所采用的任何一款电液控制系统。2. 高可靠性设计a) 产品硬件，系统控制部分采用工业控制主流产品西门子SIMATIC S7系列PLC作为核心器件，显示部分采用AT公司目前较先进的AT89S52单片机为核心器件，看门狗设计保证系统安全。b) 产品调试数据采用FLASH存储，系统停电后数据保持十年。c) 系统各项操作：“仪表室操作”、“现场锁定”

4、、“现场就地”、“投自保运行”、“点动解锁”以及各项故障报警都经过缜密严格的逻辑关系设计，最大限度防止和避免了使用中误操作。d) 系统加入能量吸收元件并可靠接地，保护关键器件。e) 仪器面板“操作部位选择”按钮，只选择“仪表室”、“现场锁定”两个部位操作，将“现场就地”操作作为辅助功能内置在仪器内部的调试面板上。f) 仪表室420mA信号和送仪表室420mA阀位信号与仪器之间完全隔离设计（达到输入输出之间1500VAC，1分钟无击穿）；由于仪表室信号输入和输出与系统电源三者不共地，完全隔离，交流220V电源采用双极滤波，线路的抗干扰设计，保证了仪器具有极好的电磁兼容特性。g) 进入“现场就地”

5、操作时自动捕捉当时阀位并从这点开始操作，保证其它操作切换到“现场就地”操作时，油缸完全不会误动作。h) 系统具有油缸跑反判断功能，当油缸反方向动作时，系统立即自锁（电磁阀YV1失电），防止故障扩大。i) 伺服阀输出短路保护功能，保证长时间短路不会造成伺服阀和线路元件损坏。j) 显示板LED指示灯和数码管短路保护功能，保证单个和多个LED短路不会影响其它功能显示。k) 仪器操作面板两只按钮不锈钢防护盖设计，可防止误操作和防止烟尘对按钮污染。3. 系统高精度、高稳定性a) 西门子PLC数据高速采集及处理，保证了系统精度（最高±0.1%），满足25mm 80mm /S速度要求。b) 系统整

6、定功能，根据系统要求可以整定系统精度和灵敏度，从而满足系统动态特性（一次超调）要求。4. 显示和通讯功能a) 操作面板同时显示误差值和其它项目双组数据，方便使用和操作。b) 开机数码管自检功能。c) 所有调试数据在调试面板上直接用键键入，电压、电流、压力值、时间实际（实测）值数字显示。d) 所有报警指示灯报警发生时红色提示。e) 显示面板与PLC通讯检查功能，当显示面板与PLC之间发生通讯故障时，面板“未建立通讯”故障指示灯红色闪烁提示。5. 产品具有较好的可维性产品线路板均采用接线端子和插头座方式（采用德国菲尼克斯产品），现场更换备件，可以不使用电烙铁进行检修。6. 其它功能a) BDY9-

7、B（G） 电控箱内部带有电辅加热功能，当仪器电加热手动开启，仪器内部温度20（±3）时，电加热自动关闭。保证仪器在极寒冷地区使用的可靠性（南方地区不配此功能）。b) 调试面板“阀零位调节”功能，能修正系统（主要伺服阀）零位偏差，保证了系统控制精度。c) “就地操作”在调试面板用键精确给定位置信号，步进操作。二、产品使用环境1、环境温度：-4055 2、适用于二类二区B级防爆场所，防爆标志dBT4。三、产品主要技术参数1 动力电源：三相380V 50Hz 功率 2.2KVA。 仪表电源:单相220×(1±10%)VAC 50Hz UPS功率0.2KVA。2. 报警触

8、点:自锁、综合报警各一对无源常开触点、触点容量DC24V 1A。3. 控制精度：1/3004. 位置分辨率：1/6005. 输入信号：（420）mA6. 阀位输出信号：（420）mA7. 系统压力报警值：5.5×(1±10%)MPa (可设定)8. 蓄压器压力报警值：7.0×(1±10%)MPa (可设定)9. 过滤器压差大报警值：0.45×(1±10%)MPa10. 油温高报警值：65×(1±10%)11. 液位低报警值：低于设定值(-1020)mm12. 现场调试输入信号：0100%13. 工作状态触点信号：

9、1)就地操作指示 （无源） 2)仪表室操作指示 （无源）3) 自保运行指示 （无源）4） 现场锁定操作指示 （无源）14. 伺服油缸工作行程：250、400、 550、700、850、1000（根据用户要求） 15. 系统额定压力：9MPa×(1±10%)MPa（根据用户要求） 16. 最大推力： 70000N （行程550mm） 110000N （行程550mm） 17. 自保运行速度： 20mm/s （行程550mm） 20mm/s （行程550mm）18. 全行程运行速度： 20mm/s （行程550mm） 20mm/s （行程550mm）19. 工作液：32低凝液压

10、油,热带地区可用N46抗磨液压油 20. 液压油清洁度：NAS7级 21. 液压系统过滤精度：5m四、主要操作方式及功能 1、操作方式 （1) 仪表室420 mA操作 （4）自保运行（2) 现场锁定 （5）点动操作(解锁操作)（3）现场调试 （6）调试状态（输入参数）2、显示功能1)偏差显示：-100%+100%(当输入信号与反馈信号未消失时)0 %±0.2%(静止时)2)选择显示： (1)输入信号 0100.0(输入信号没有消失时) (2)阀位信号 0100.0(阀位信号没有消失时) (3)射流管阀信号 0 V±0.5V(静止时) (4)系统压力 9.0×(1&

11、#177;10%)MPa (5)备用蓄压器压力 9.0×(1±10%)MPa3、调节功能(在调试面板上输入)1) 压力类型 2) 点动方式3) 投自保类型 4) 输入信号0%存储5) 输入信号100%存储 6) 阀零位调节7) 阀行程调节 8) 送仪表室4mA调节9) 送仪表室20mA调节 10) 正反比调节 11) 系统精度给定0.1%1.0% 12) 跟踪失调带宽调节0.3513) 跟踪失调延时调节130s 14) 投自保运行方式15) 手动阀零位调节 16) 系统压力报警点设定17) 蓄压器压力报警点设定 18) 灵敏度调节4、自锁功能 1）手动自锁功能； 2）自动自

12、锁功能： (1) 输入消失：当输入信号开路时自锁 (2) 反馈消失：当传感器信号开路时自锁 (3) 跟踪失调：在给定的自锁延时时间内，系统误差仍大于给定的自锁带宽，系统自锁。当阀位向给定信号位置反方向运动时，立即自锁 (4) 系统压力低：当系统压力低于报警值时自锁(5) 动力失电：当油源机组失电，动力失电报警触点闭合时，系统自锁报警以上任一种故障出现时执行机构立即自动就地自锁，保持阀位不变，保护现场，同时通往仪表室一对不带电常开触点闭合，现场对应红灯亮报警。 5、综合报警功能：1） 油箱液面低于报警值；2） 精滤器压差超过报警值；3） 备用蓄压器压力低于报警值；4） 油箱油温超过报警值。以上任

13、一种故障出现时执行机构仍然正常工作，同时通往仪表室一对不带电常开触点闭合，现场对应红灯亮报警。6、自保功能：当装置紧急投用自保时，执行机构即刻按设定的自保方式实现全开或全关。7、点动功能：当系统发生跟踪失调自锁，在输入消失、反馈消失、动力失电、系统压力低等故障均未发生时，按“点动”按钮自动解锁。五、工作原理该电液控制机构是由电气控制系统，电液射流管伺服阀、伺服油缸、油泵以及作为反馈元件的位移传感器组成的典型电液伺服位置自动控制系统。当电气控制系统输入端接受420mA 输入信号，经I/V变换器隔离的主控信号，同时位移传感器测得现场实际阀位信号，二者在伺服放大器中比较得其差值经PLC、功率放大后为

14、±5V的控制信号驱动射流管电液伺服阀，控制油缸的运动方向，通过机械连杆传动带动控制机构运动，直到主控信号和反馈信号之差值为零，这时伺服阀的控制电流也接近于零，伺服阀的阀芯处于中位，无液压油输出，油缸中的活塞停留在与输入信号相对应的位置上，从而达到电液位置自动控制的目的。（如图） 图电液位置控制系统方框图PLC及软件处理4-20mA显示板伺服阀EM231A/D报警、开关控制传感器EM232D/A显示隔离各种开关量信号调理板隔离给用户4-20mA图1 b）电气控制系统原理方框图、液压控制系统参照塞阀液压系统原理图（图2）和控制柜图可知液压系统由油箱、油泵、蓄压器、射流管电液伺服阀及伺服油

15、缸等组成，主要液压元件功能如下：图2：液压系统原理图1)M防爆电机:把电能转换成机械能，驱动液压泵。2)P压力补偿变量泵:提供液压系统动力压力油。3)A1蓄压器和A2蓄压器(A蓄压器)消除液压系统压力脉动和液压系统备用液压能源以及作为现场液压手动操作YM8 的液压能源 。4)YV1二位三通电磁换向阀 控制YC3、YC5和YC6液控单向阀， 正常工作时长期通电，用于伺服阀主油路的锁定功能，当出现锁定信号时YV1锁定。5)YS射流管式电液伺服阀CSDY1-60电液伺服阀用于仪表室遥控操作的液压控制元件。6)C伺服油缸:将液压能转换成机械能，与执行机构相连，推动塞阀作直线位移。7)YM1截止球阀:

16、隔离油箱与油泵吸油通路，正常工作时打开，更换油泵时，关闭球阀。8)YC4单向阀: 隔离油箱与油泵泄油通路，更换油泵时，防止油箱油倒流。9)YM2截止阀： 更换过滤器滤芯用，在关阀更换F2过滤器滤芯时，单向阀YC1防止蓄压器A油液倒流。10)YM3、YM9截止阀（压力表开关）: 接通或截止液压主油路与压力表G的压力油，更换压力表G。11)YM4截止阀用于蓄压器A1和A2的卸荷 ，正常工作时为截止。12) YM8手动换向阀用于就地手动换向操作，可将节流开关YM7微开，调整油缸C运行速度，正常工作时置于“停”。13)YM7节流开关 用于节流调整手动换向阀YM8的油路，防止油缸C快速工作引起误动作，正

17、常工作时将YM7打开。 14)YC1单向阀:用于防止蓄压器A1和A2液压油回流。15)YC3 液控单向阀用于主油路YS的控制阀，受电液换向阀YV1控制， 正常工作时导通。YV1失电，YC3、YC5、YC6截止。16) YC5、YC6双液控单向阀（简称液压锁）受电磁换向阀YV1控制，正常工作时导通。当系统发生自锁时,用于锁紧油缸C及隔开YS与伺服油缸C的油路。17)YR1 溢流阀也称安全阀，当液压系统压力值超过9MPa时，旁路YR 开始溢流保护液压控制系统液压件。18)G1和G2压力表用于系统和油缸B腔压力显示。19)KP1压力变送器把系统压力(09MPa)转换成相应的电压信号(05V)， 用于

18、显示和设定报警值。20)KP2压力变送器把备用蓄压器的压力（09MPa）转换成相应的电压信号(05V)，用于显示和设定报警值。21)KP3压差继电器当精滤器F2的压差高于0.45MPa时报警，应及时更换F2滤芯。22)F1粗过滤器用于系统油路的粗过滤，保护油泵，在油箱隔板上。 23)F2精过滤器用于系统油路的精过滤，滤芯精度为3m5m。24)KY液位继电器当油箱液位低于设定值时，综合报警器报警。25)TG温度继电器当油箱中工作油液温度达到设定值，综合报警器报警，显示流动液压油的温度。26)加热或冷却器作为调节油箱的油温，保证系统油温在3050之间运行，当油温低于20时，应及时加入适量的热水进行

19、加热，当油温高于50时，应及时加入适量的冷却水进行冷却。27)L液位计作为油箱液位的显示。28)F3空气过滤器用于空气过滤和油箱加油，单向阀分别作为调节油箱中气压的进出，防止异物进入油箱。29) YM6手动换向阀用于液动操作转向机械操作时，旁路伺服油缸两路工作腔用。 30) DR 单向减压阀 调节液压系统提供给油缸A腔压力油的压力。出厂时调定为5MPa。 31）YR2 溢流阀 用于吸收系统膨胀，保持系统推力恒定。出厂时调定为6MPa。由塞阀液压系统原理图可知，由电机M驱动压力补偿变量泵P，提供液压能源,其中一路为安全阀油路， 油泵压力误动作超过9.5MPa时，溢流阀YR1溢流卸压， 另一路进入

20、液压系统主通道，压力油经过精滤器F2，使油液清洁度达NAS7级，经单向阀YC1 到蓄压器A1保存起来，另一部分液压油到备用蓄压器A2保存起来，作为手动换向阀YM8的液压能源用，此时部分液压油受电磁换向阀YV1控制，使液控单向阀YC3、YC5、YC6处于导通，当仪表室遥控操作时，阀YS受控制电流的极性与幅值变化，从而改变油液的流向和流量，达到控制伺报油缸C活塞杆和调节塞阀位置的目的。当出现输入信号，反馈信号和跟踪失调信号锁定时，电磁换向阀YV1失电，液控单向阀YC3、YC5、YC6使主油路截止，此时锁定油缸C。若将节流开关YM7微打开，手操YM8换向阀， 也可达到油缸的控制要求。 溢流阀YR2、

21、单向减压阀DR组成液压系统自动吸收膨胀和补偿收缩控制回路。 在装置开工过程中，打开主控室内的自动吸收膨胀和补偿收缩开关，塞阀即处于关闭状态，当立管受热膨胀后，膨胀力使油缸下腔压力升高，当压力升高到溢流阀YR2的调定压力时，YR2开始溢流，油缸就自动后退，从而实现自动吸收立管的膨胀。在装置开工过程中，打开主控室内的自动吸收膨胀和补偿收缩开关，塞阀也处于关闭状态，此时油缸下腔始终有一个由单向减压阀调定的压力推着油缸，这样油缸就能随着立管的收缩向前移动，补偿立管的收缩。2、电气控制系统1） 仪器操作面板说明如图所示，面板显示部分分为四个区域，两个不锈钢按钮，左按钮为操作部位选择，按下按钮可进行“仪表

22、室”和“现场锁定”两个部位的操作，右按钮为五项显示功能选择，如果压力传感器设定压力继电器类型，显示只选择前三项，两只按钮各有不锈钢防护盖，在使用完毕后，应将防护盖归位，防止误操作和烟尘对按钮的污染，尤其是操作部位选择按钮。2） 仪器调试面板说明就地操作：如图所示，在调试面板上可以进行“现场就地”操作，按下“就地”按钮，数据显示当前阀位信号，用键给定信号大小，即可以单步操作，步长0.5%，也可以按下按钮不松手，系统按1.0%步长修改给定信号。“就地”操作通过单步和连续操作，精确给定信号大小，操作完毕后，按下“就地”按钮，系统退到“现场锁定”操作状态。调试操作方法：在调试面板上共有9个LED项目指

23、示灯，可以进行18个项目的调试，对于一个系统不是所有参数都要进行调整，系统已存储一套标准值，用户可根据实际情况进行调试。设备在投入使用前根据系统要求对所有调试数据进行检查和调试，开始调试时，长按“调试”按钮3秒钟左右，即进入调试状态，如果调试完毕，长按调试按钮3秒钟左右，系统自动退到“现场锁定”状态。在调试中用键选择所要调试项目，显示箭头和项目指示灯指示所选择的项目，数显内容为原存储数据，再按“调试”键，表示可以进行数据的存储和修改。用键进行数据修改，当数据修改完毕，再按“存储”键，新的数据被保存后退出，如果需要调试其它项目，可以通过键继续进行选择。在调试项目中第4、5、6、7项输入信号0%、

24、输入信号100%、阀位信号0%、阀位信号100%等四项调试项目的存储方式不同，当选中该四项中其中一项时，此时数显内容为原存储数据，再按“调试”键，数显内容为实测的电流值，如果该数据不准备存储，再按“调试”键退出，保持原存储数据，如果需要存储新的显示数据，按“存储”键新的数据被存储。调试操作步骤：根据系统要求，对照“调试项目注释”表可以对调试项目检查和修改，如果第1项“压力类型”设定为“1” 压力继电器，系统自动取消第16、17项。附：主要项目调试方法 1、压力类型设定1.1 操作按键置锁定。按后面调试键进入调试状态。1.2 按键进入压力类型调试项目，按调试键要求调试，按键调节使调试项目参数显示

25、为需要类型0或1。按存储键存储。2、调节阀位零位和量程2.1 操作按键置锁定。按后面调试键进入调试状态。2.2 用液压或机械手轮操作使传感器在需要的零位位置上，按键进入阀位信号0%调试项目，按调试键要求调试，按存储键存储。2.3 用液压或机械手轮操作使传感器在需要的量程位置上，按键进入阀位信号100%调试项目，按调试键要求调试，按存储键存储。3、调节输入信号零位和量程3.1 操作按键置锁定。按后面调试键进入调试状态。3.2 输入信号给定4±0.003 mA，按键进入输入信号0%调试项目，按调试键要求调试，按存储键存储。3.3 输入信号给定20±0.003 mA，按键进入输入信号100%调试项目，按调试键要求调试，按存储键存储。4、调节阀位信号零位和