1、BDY9-B（G）型電液控制機構 技術說明書BDY9-B（G）塞 閥雙顯智能型電液控制執行機構技術說明書JYF101-00SS（G）編 制:校 對：審 核：批 準：九江中船儀表有限責任公司（四四一廠）二九年七月一、概 述塞閥電液自動控制執行機構是在我廠產品BDY9-B（G）型電液自動控制執行機構的基礎上為煉油廠塞閥配套增加自動吸收膨脹和補償收縮功能而設計的一種新型自動控制裝置。該控制機構按國家標準GB3836.22000爆炸性環境用防爆電氣設備隔爆型電氣設備“d” 有關規定生產制造成隔爆型裝置，防爆標志dBT4可用于石化企業具有B級T1-T4組爆炸性氣體混合物存在的場所，已經國家指定的檢驗機關

2、檢驗合格。控制系統接受主控室420mADC 主令輸入信號和高精度位移傳感器采集信號通過A/D模塊EM231經西門子SIMATIC-S7系列可編程控制器(PLC)及D/A模塊EM232輸出控制信號，與機構配套使用，控制射流管電液伺服閥，組成電液位置控制閉環系統，使伺服油缸活塞桿按輸入信號作直線位移，從而實現位置伺服控制。在裝置開停工過程中，打開主控室內的自動吸收和補償收縮開關，塞閥即處于關閉狀態，此時就能自動吸收立管的膨脹和補償立管的收縮。控制系統采用西門子可編程控制器及模塊進行信號采集及處理，系統的顯示部分采用AT公司目前較先進的AT89S52單片機為核心元件。產品具有通用性、數字化、高可靠性

3、、高精度、高穩定性、快速響應等特點。產品的主要技術特點1. 通用性設計產品除自身優異性能外，產品具有充分的適用性和兼容性，在產品接口（位移傳感器、壓力傳感器、閥等）、產品的操作功能、報警功能（含接口電路）及不同流量的（速度）的液壓系統等方面，適用目前煉油廠所采用的任何一款電液控制系統。2. 高可靠性設計a) 產品硬件，系統控制部分采用工業控制主流產品西門子SIMATIC S7系列PLC作為核心器件，顯示部分采用AT公司目前較先進的AT89S52單片機為核心器件，看門狗設計保證系統安全。b) 產品調試數據采用FLASH存儲，系統停電后數據保持十年。c) 系統各項操作：“儀表室操作”、“現場鎖定”

4、、“現場就地”、“投自保運行”、“點動解鎖”以及各項故障報警都經過縝密嚴格的邏輯關系設計，最大限度防止和避免了使用中誤操作。d) 系統加入能量吸收元件并可靠接地，保護關鍵器件。e) 儀器面板“操作部位選擇”按鈕，只選擇“儀表室”、“現場鎖定”兩個部位操作，將“現場就地”操作作為輔助功能內置在儀器內部的調試面板上。f) 儀表室420mA信號和送儀表室420mA閥位信號與儀器之間完全隔離設計（達到輸入輸出之間1500VAC，1分鐘無擊穿）；由于儀表室信號輸入和輸出與系統電源三者不共地，完全隔離，交流220V電源采用雙極濾波，線路的抗干擾設計，保證了儀器具有極好的電磁兼容特性。g) 進入“現場就地”

5、操作時自動捕捉當時閥位并從這點開始操作，保證其它操作切換到“現場就地”操作時，油缸完全不會誤動作。h) 系統具有油缸跑反判斷功能，當油缸反方向動作時，系統立即自鎖（電磁閥YV1失電），防止故障擴大。i) 伺服閥輸出短路保護功能，保證長時間短路不會造成伺服閥和線路元件損壞。j) 顯示板LED指示燈和數碼管短路保護功能，保證單個和多個LED短路不會影響其它功能顯示。k) 儀器操作面板兩只按鈕不銹鋼防護蓋設計，可防止誤操作和防止煙塵對按鈕污染。3. 系統高精度、高穩定性a) 西門子PLC數據高速采集及處理，保證了系統精度（最高±0.1%），滿足25mm 80mm /S速度要求。b) 系統整

6、定功能，根據系統要求可以整定系統精度和靈敏度，從而滿足系統動態特性（一次超調）要求。4. 顯示和通訊功能a) 操作面板同時顯示誤差值和其它項目雙組數據，方便使用和操作。b) 開機數碼管自檢功能。c) 所有調試數據在調試面板上直接用鍵鍵入，電壓、電流、壓力值、時間實際（實測）值數字顯示。d) 所有報警指示燈報警發生時紅色提示。e) 顯示面板與PLC通訊檢查功能，當顯示面板與PLC之間發生通訊故障時，面板“未建立通訊”故障指示燈紅色閃爍提示。5. 產品具有較好的可維性產品線路板均采用接線端子和插頭座方式（采用德國菲尼克斯產品），現場更換備件，可以不使用電烙鐵進行檢修。6. 其它功能a) BDY9-

7、B（G） 電控箱內部帶有電輔加熱功能，當儀器電加熱手動開啟，儀器內部溫度20（±3）時，電加熱自動關閉。保證儀器在極寒冷地區使用的可靠性（南方地區不配此功能）。b) 調試面板“閥零位調節”功能，能修正系統（主要伺服閥）零位偏差，保證了系統控制精度。c) “就地操作”在調試面板用鍵精確給定位置信號，步進操作。二、產品使用環境1、環境溫度：-4055 2、適用于二類二區B級防爆場所，防爆標志dBT4。三、產品主要技術參數1 動力電源：三相380V 50Hz 功率 2.2KVA。 儀表電源:單相220×(1±10%)VAC 50Hz UPS功率0.2KVA。2. 報警觸

8、點:自鎖、綜合報警各一對無源常開觸點、觸點容量DC24V 1A。3. 控制精度：1/3004. 位置分辨率：1/6005. 輸入信號：（420）mA6. 閥位輸出信號：（420）mA7. 系統壓力報警值：5.5×(1±10%)MPa (可設定)8. 蓄壓器壓力報警值：7.0×(1±10%)MPa (可設定)9. 過濾器壓差大報警值：0.45×(1±10%)MPa10. 油溫高報警值：65×(1±10%)11. 液位低報警值：低于設定值(-1020)mm12. 現場調試輸入信號：0100%13. 工作狀態觸點信號：

9、1)就地操作指示 （無源） 2)儀表室操作指示 （無源）3) 自保運行指示 （無源）4） 現場鎖定操作指示 （無源）14. 伺服油缸工作行程：250、400、 550、700、850、1000（根據用戶要求） 15. 系統額定壓力：9MPa×(1±10%)MPa（根據用戶要求） 16. 最大推力： 70000N （行程550mm） 110000N （行程550mm） 17. 自保運行速度： 20mm/s （行程550mm） 20mm/s （行程550mm）18. 全行程運行速度： 20mm/s （行程550mm） 20mm/s （行程550mm）19. 工作液：32低凝液壓

10、油,熱帶地區可用N46抗磨液壓油 20. 液壓油清潔度：NAS7級 21. 液壓系統過濾精度：5m四、主要操作方式及功能 1、操作方式 （1) 儀表室420 mA操作 （4）自保運行（2) 現場鎖定 （5）點動操作(解鎖操作)（3）現場調試 （6）調試狀態（輸入參數）2、顯示功能1)偏差顯示：-100%+100%(當輸入信號與反饋信號未消失時)0 %±0.2%(靜止時)2)選擇顯示： (1)輸入信號 0100.0(輸入信號沒有消失時) (2)閥位信號 0100.0(閥位信號沒有消失時) (3)射流管閥信號 0 V±0.5V(靜止時) (4)系統壓力 9.0×(1&

11、#177;10%)MPa (5)備用蓄壓器壓力 9.0×(1±10%)MPa3、調節功能(在調試面板上輸入)1) 壓力類型 2) 點動方式3) 投自保類型 4) 輸入信號0%存儲5) 輸入信號100%存儲 6) 閥零位調節7) 閥行程調節 8) 送儀表室4mA調節9) 送儀表室20mA調節 10) 正反比調節 11) 系統精度給定0.1%1.0% 12) 跟蹤失調帶寬調節0.3513) 跟蹤失調延時調節130s 14) 投自保運行方式15) 手動閥零位調節 16) 系統壓力報警點設定17) 蓄壓器壓力報警點設定 18) 靈敏度調節4、自鎖功能 1）手動自鎖功能； 2）自動自

12、鎖功能： (1) 輸入消失：當輸入信號開路時自鎖 (2) 反饋消失：當傳感器信號開路時自鎖 (3) 跟蹤失調：在給定的自鎖延時時間內，系統誤差仍大于給定的自鎖帶寬，系統自鎖。當閥位向給定信號位置反方向運動時，立即自鎖 (4) 系統壓力低：當系統壓力低于報警值時自鎖(5) 動力失電：當油源機組失電，動力失電報警觸點閉合時，系統自鎖報警以上任一種故障出現時執行機構立即自動就地自鎖，保持閥位不變，保護現場，同時通往儀表室一對不帶電常開觸點閉合，現場對應紅燈亮報警。 5、綜合報警功能：1） 油箱液面低于報警值；2） 精濾器壓差超過報警值；3） 備用蓄壓器壓力低于報警值；4） 油箱油溫超過報警值。以上任

13、一種故障出現時執行機構仍然正常工作，同時通往儀表室一對不帶電常開觸點閉合，現場對應紅燈亮報警。6、自保功能：當裝置緊急投用自保時，執行機構即刻按設定的自保方式實現全開或全關。7、點動功能：當系統發生跟蹤失調自鎖，在輸入消失、反饋消失、動力失電、系統壓力低等故障均未發生時，按“點動”按鈕自動解鎖。五、工作原理該電液控制機構是由電氣控制系統，電液射流管伺服閥、伺服油缸、油泵以及作為反饋元件的位移傳感器組成的典型電液伺服位置自動控制系統。當電氣控制系統輸入端接受420mA 輸入信號，經I/V變換器隔離的主控信號，同時位移傳感器測得現場實際閥位信號，二者在伺服放大器中比較得其差值經PLC、功率放大后為

14、±5V的控制信號驅動射流管電液伺服閥，控制油缸的運動方向，通過機械連桿傳動帶動控制機構運動，直到主控信號和反饋信號之差值為零，這時伺服閥的控制電流也接近于零，伺服閥的閥芯處于中位，無液壓油輸出，油缸中的活塞停留在與輸入信號相對應的位置上，從而達到電液位置自動控制的目的。（如圖） 圖電液位置控制系統方框圖PLC及軟件處理4-20mA顯示板伺服閥EM231A/D報警、開關控制傳感器EM232D/A顯示隔離各種開關量信號調理板隔離給用戶4-20mA圖1 b）電氣控制系統原理方框圖、液壓控制系統參照塞閥液壓系統原理圖（圖2）和控制柜圖可知液壓系統由油箱、油泵、蓄壓器、射流管電液伺服閥及伺服油

15、缸等組成，主要液壓元件功能如下：圖2：液壓系統原理圖1)M防爆電機:把電能轉換成機械能，驅動液壓泵。2)P壓力補償變量泵:提供液壓系統動力壓力油。3)A1蓄壓器和A2蓄壓器(A蓄壓器)消除液壓系統壓力脈動和液壓系統備用液壓能源以及作為現場液壓手動操作YM8 的液壓能源 。4)YV1二位三通電磁換向閥 控制YC3、YC5和YC6液控單向閥， 正常工作時長期通電，用于伺服閥主油路的鎖定功能，當出現鎖定信號時YV1鎖定。5)YS射流管式電液伺服閥CSDY1-60電液伺服閥用于儀表室遙控操作的液壓控制元件。6)C伺服油缸:將液壓能轉換成機械能，與執行機構相連，推動塞閥作直線位移。7)YM1截止球閥:

16、隔離油箱與油泵吸油通路，正常工作時打開，更換油泵時，關閉球閥。8)YC4單向閥: 隔離油箱與油泵泄油通路，更換油泵時，防止油箱油倒流。9)YM2截止閥： 更換過濾器濾芯用，在關閥更換F2過濾器濾芯時，單向閥YC1防止蓄壓器A油液倒流。10)YM3、YM9截止閥（壓力表開關）: 接通或截止液壓主油路與壓力表G的壓力油，更換壓力表G。11)YM4截止閥用于蓄壓器A1和A2的卸荷 ，正常工作時為截止。12) YM8手動換向閥用于就地手動換向操作，可將節流開關YM7微開，調整油缸C運行速度，正常工作時置于“停”。13)YM7節流開關 用于節流調整手動換向閥YM8的油路，防止油缸C快速工作引起誤動作，正

17、常工作時將YM7打開。 14)YC1單向閥:用于防止蓄壓器A1和A2液壓油回流。15)YC3 液控單向閥用于主油路YS的控制閥，受電液換向閥YV1控制， 正常工作時導通。YV1失電，YC3、YC5、YC6截止。16) YC5、YC6雙液控單向閥（簡稱液壓鎖）受電磁換向閥YV1控制，正常工作時導通。當系統發生自鎖時,用于鎖緊油缸C及隔開YS與伺服油缸C的油路。17)YR1 溢流閥也稱安全閥，當液壓系統壓力值超過9MPa時，旁路YR 開始溢流保護液壓控制系統液壓件。18)G1和G2壓力表用于系統和油缸B腔壓力顯示。19)KP1壓力變送器把系統壓力(09MPa)轉換成相應的電壓信號(05V)， 用于

18、顯示和設定報警值。20)KP2壓力變送器把備用蓄壓器的壓力（09MPa）轉換成相應的電壓信號(05V)，用于顯示和設定報警值。21)KP3壓差繼電器當精濾器F2的壓差高于0.45MPa時報警，應及時更換F2濾芯。22)F1粗過濾器用于系統油路的粗過濾，保護油泵，在油箱隔板上。 23)F2精過濾器用于系統油路的精過濾，濾芯精度為3m5m。24)KY液位繼電器當油箱液位低于設定值時，綜合報警器報警。25)TG溫度繼電器當油箱中工作油液溫度達到設定值，綜合報警器報警，顯示流動液壓油的溫度。26)加熱或冷卻器作為調節油箱的油溫，保證系統油溫在3050之間運行，當油溫低于20時，應及時加入適量的熱水進行

19、加熱，當油溫高于50時，應及時加入適量的冷卻水進行冷卻。27)L液位計作為油箱液位的顯示。28)F3空氣過濾器用于空氣過濾和油箱加油，單向閥分別作為調節油箱中氣壓的進出，防止異物進入油箱。29) YM6手動換向閥用于液動操作轉向機械操作時，旁路伺服油缸兩路工作腔用。 30) DR 單向減壓閥 調節液壓系統提供給油缸A腔壓力油的壓力。出廠時調定為5MPa。 31）YR2 溢流閥 用于吸收系統膨脹，保持系統推力恒定。出廠時調定為6MPa。由塞閥液壓系統原理圖可知，由電機M驅動壓力補償變量泵P，提供液壓能源,其中一路為安全閥油路， 油泵壓力誤動作超過9.5MPa時，溢流閥YR1溢流卸壓， 另一路進入

20、液壓系統主通道，壓力油經過精濾器F2，使油液清潔度達NAS7級，經單向閥YC1 到蓄壓器A1保存起來，另一部分液壓油到備用蓄壓器A2保存起來，作為手動換向閥YM8的液壓能源用，此時部分液壓油受電磁換向閥YV1控制，使液控單向閥YC3、YC5、YC6處于導通，當儀表室遙控操作時，閥YS受控制電流的極性與幅值變化，從而改變油液的流向和流量，達到控制伺報油缸C活塞桿和調節塞閥位置的目的。當出現輸入信號，反饋信號和跟蹤失調信號鎖定時，電磁換向閥YV1失電，液控單向閥YC3、YC5、YC6使主油路截止，此時鎖定油缸C。若將節流開關YM7微打開，手操YM8換向閥， 也可達到油缸的控制要求。 溢流閥YR2、

21、單向減壓閥DR組成液壓系統自動吸收膨脹和補償收縮控制回路。 在裝置開工過程中，打開主控室內的自動吸收膨脹和補償收縮開關，塞閥即處于關閉狀態，當立管受熱膨脹后，膨脹力使油缸下腔壓力升高，當壓力升高到溢流閥YR2的調定壓力時，YR2開始溢流，油缸就自動后退，從而實現自動吸收立管的膨脹。在裝置開工過程中，打開主控室內的自動吸收膨脹和補償收縮開關，塞閥也處于關閉狀態，此時油缸下腔始終有一個由單向減壓閥調定的壓力推著油缸，這樣油缸就能隨著立管的收縮向前移動，補償立管的收縮。2、電氣控制系統1） 儀器操作面板說明如圖所示，面板顯示部分分為四個區域，兩個不銹鋼按鈕，左按鈕為操作部位選擇，按下按鈕可進行“儀表

22、室”和“現場鎖定”兩個部位的操作，右按鈕為五項顯示功能選擇，如果壓力傳感器設定壓力繼電器類型，顯示只選擇前三項，兩只按鈕各有不銹鋼防護蓋，在使用完畢后，應將防護蓋歸位，防止誤操作和煙塵對按鈕的污染，尤其是操作部位選擇按鈕。2） 儀器調試面板說明就地操作：如圖所示，在調試面板上可以進行“現場就地”操作，按下“就地”按鈕，數據顯示當前閥位信號，用鍵給定信號大小，即可以單步操作，步長0.5%，也可以按下按鈕不松手，系統按1.0%步長修改給定信號。“就地”操作通過單步和連續操作，精確給定信號大小，操作完畢后，按下“就地”按鈕，系統退到“現場鎖定”操作狀態。調試操作方法：在調試面板上共有9個LED項目指

23、示燈，可以進行18個項目的調試，對于一個系統不是所有參數都要進行調整，系統已存儲一套標準值，用戶可根據實際情況進行調試。設備在投入使用前根據系統要求對所有調試數據進行檢查和調試，開始調試時，長按“調試”按鈕3秒鐘左右，即進入調試狀態，如果調試完畢，長按調試按鈕3秒鐘左右，系統自動退到“現場鎖定”狀態。在調試中用鍵選擇所要調試項目，顯示箭頭和項目指示燈指示所選擇的項目，數顯內容為原存儲數據，再按“調試”鍵，表示可以進行數據的存儲和修改。用鍵進行數據修改，當數據修改完畢，再按“存儲”鍵，新的數據被保存后退出，如果需要調試其它項目，可以通過鍵繼續進行選擇。在調試項目中第4、5、6、7項輸入信號0%、

24、輸入信號100%、閥位信號0%、閥位信號100%等四項調試項目的存儲方式不同，當選中該四項中其中一項時，此時數顯內容為原存儲數據，再按“調試”鍵，數顯內容為實測的電流值，如果該數據不準備存儲，再按“調試”鍵退出，保持原存儲數據，如果需要存儲新的顯示數據，按“存儲”鍵新的數據被存儲。調試操作步驟：根據系統要求，對照“調試項目注釋”表可以對調試項目檢查和修改，如果第1項“壓力類型”設定為“1” 壓力繼電器，系統自動取消第16、17項。附：主要項目調試方法 1、壓力類型設定1.1 操作按鍵置鎖定。按后面調試鍵進入調試狀態。1.2 按鍵進入壓力類型調試項目，按調試鍵要求調試，按鍵調節使調試項目參數顯示

25、為需要類型0或1。按存儲鍵存儲。2、調節閥位零位和量程2.1 操作按鍵置鎖定。按后面調試鍵進入調試狀態。2.2 用液壓或機械手輪操作使傳感器在需要的零位位置上，按鍵進入閥位信號0%調試項目，按調試鍵要求調試，按存儲鍵存儲。2.3 用液壓或機械手輪操作使傳感器在需要的量程位置上，按鍵進入閥位信號100%調試項目，按調試鍵要求調試，按存儲鍵存儲。3、調節輸入信號零位和量程3.1 操作按鍵置鎖定。按后面調試鍵進入調試狀態。3.2 輸入信號給定4±0.003 mA，按鍵進入輸入信號0%調試項目，按調試鍵要求調試，按存儲鍵存儲。3.3 輸入信號給定20±0.003 mA，按鍵進入輸入信號100%調試項目，按調試鍵要求調試，按存儲鍵存儲。4、調節閥位信號零位和