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摘 要:仪表是暖通、动力系统中不可缺少的一部分,全面掌握着建筑内空气温、湿度,水流量,空气流速等信息。温度、湿度、压力、液位及流量指示等调节仪表、感受元件及变送器、流量计等就地检测指示仪表、记录仪表均由仪控专业负责,暖通、动力专业根据自身系统要求与仪控专业配合完成仪表的设计和选型。仪表的自身特性对暖通系统的功能实现有重要影响。在诸多的仪表特性中,“死区”是其中之一。
关键词:“死区” 压力开关 压差式液位开关
中图分类号:TH115 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)008-067-02
1 什么是“死区”
“死区”又称仪表的不灵敏区,是输入量的变化不致引起输出量有任何可察觉变化的有限区间;是当输入量上升和下降时,同一输入的两相应输出值间(若无其他规定,则指全范围行程)的最大差值。
“死区”主要分为“报警死区”和“控制死区”。
报警死区:避免在报警区附近时频繁的触发报警信息。控制死区:避免调节阀频繁动作,对小于死区的偏差不产生控制作用,或者当控制输出与前一次的差小于死区时,控制输出不发生变化。
当被控量到达“死区”区域时,系统不做控制,这样做的目的在于避免频繁启停控制机构。而当“死区”范围超过工艺系统的要求时,造成报警功能无法实现或相应的设备阀门等无法操作。
仪表“死区”分为可调和不可调两类。不可调“死区”,即无论将压力开关的动作点设定到多大的压力,它所回复的值,都会比所设定的压力值小(或者高)的一个值。所谓可调“死区”,即在出厂时可以设定好的开关回复值。
以下压力开关和浮子式液位计为例进行说明。
2 压力开关的“死区”
2.1 压力开关“死区”工作原理
当系统内压力高于或低于额定的安全压力时,感应器内碟片瞬时发生移动,通过连接导杆推动开关接头接通或断开,当压力降至或升至额定的恢复值时,碟片瞬复位,开关自动复位,或者简单的说是当被测压力超过额定值时,弹性元件的自由端产生位移,直接或经过比较后推动开关元件,改变开关元件的通断状态,达到控制被测压力的目的。当被测压力达到额定值时,压力开关可发出警报或控制信号。
2.2 “死区”形成的原因
压力开关的“死区”:是指开关设定动作值和复位值的差值。当有较小的压力加在开关上时,压力开关产生的用于输出的机械幅度比较小,检测装置检测不到,这就形成了死区。
2.3 设计实例
为了保证排风回路是正常运行,在高效过滤器和碘吸附器的前后设置流量监测仪表001SD,当流量过低,说明管路堵塞,当流量正常,达到复位值,报警信号取消。报警值为200Pa,现场安装压力开关的回差为480Pa,即当压差达到680Pa (480Pa+200Pa)时,报警才能取消。
即当碘吸附器和高效过滤器均处于最不利情况时,阻力也不可能达到680Pa,造成报警信号一直存在,无法消除。
压力开关“死区”在设备出厂时就设定的,本例中仪表的“死区”较大,影响了工艺系统的使用功能。
那么压力开关的“死区”可以修改吗?“死区”范围可以修改,但是修改要谨慎,否则调节阀有可能不动作,也有可能乱动。当死区过小时,调节器会不断调节,导致系统振荡。所以压力开关不允许在现场进行修改,如果需要调整“死区”范围,只能重新订货和购买。
3 液位开关的“死区”
3.1 液位开关的工作原理
液位开关,也称水位开关,液位传感器,顾名思义,就是用来控制液位的开关。
压差式液位开关,一般在测量容器上安装平衡容器,利用液体静力学原理使水位转换成差压,经过测量管路将差压传至差压计,反映出容器的水位,再通过差压变送器将水位转换为随水位连续变化的电信号,作为自动给水控制系统中的重要参数。
现常用的是单室平衡容器测量水位的压差计,压差计的正压头由平衡容器的恒定水柱维持不变(受压容器内的蒸汽注入平衡容器中凝结成水,利用溢流原理将多余的水流回受压容器),负压头则随容器水位变化而变化。差压计的差压值,随着容器水位的变化而变化。
压差式液位计受压差计的膜片、平衡容器的影响容易产生“死区”。
3.2 设计实例
现场调试时,发现003SN 回差过大,造成长期停泵。
003SN为压差式液位开关,可提供001BA的液位低低信号,其整定值为0.987m,此低低信号触发泵停运。001MN为001BA的液位仪表,有液位低低信号,此值与003SN的低低液位相同,同时它还有低液位信号,整定值为1.62m,要求003SN回差小于5kPa。
当003SN的回差偏大,即超过001MN的低液位信号后,造成泵长期无法正常使用。
4 结束语
“死区”对工艺系统的运行有着举足轻重的作用,合理的“死区”可以准确控制系统的正常运行,不合理的“死区”严重时会造成系统的瘫痪。
为了有效控制仪表的“死区”,需要仪控专业和暖通、动力专业共同配合。暖通、动力专业提出对仪表的“死区”的要求,仪控专业及时核查仪表能否实现功能要求,对于不可调死区的仪表,设计人员应在设计阶段就将“死区”范围考虑进去,对于可调“死区”的仪表,设计人员可以对其进行限制,在仪表出厂时就确定“死区”。那么就能避免运行时再出现此类问题。
参考文献:
[1] 卿晓霞.建筑设备自动化[M].重庆:重庆大学出版社,2003.
[2] 叶江祺.热工仪表和控制设备的安装[M].北京:水利电力出版社,1983.
关键词:“死区” 压力开关 压差式液位开关
中图分类号:TH115 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)008-067-02
1 什么是“死区”
“死区”又称仪表的不灵敏区,是输入量的变化不致引起输出量有任何可察觉变化的有限区间;是当输入量上升和下降时,同一输入的两相应输出值间(若无其他规定,则指全范围行程)的最大差值。
“死区”主要分为“报警死区”和“控制死区”。
报警死区:避免在报警区附近时频繁的触发报警信息。控制死区:避免调节阀频繁动作,对小于死区的偏差不产生控制作用,或者当控制输出与前一次的差小于死区时,控制输出不发生变化。
当被控量到达“死区”区域时,系统不做控制,这样做的目的在于避免频繁启停控制机构。而当“死区”范围超过工艺系统的要求时,造成报警功能无法实现或相应的设备阀门等无法操作。
仪表“死区”分为可调和不可调两类。不可调“死区”,即无论将压力开关的动作点设定到多大的压力,它所回复的值,都会比所设定的压力值小(或者高)的一个值。所谓可调“死区”,即在出厂时可以设定好的开关回复值。
以下压力开关和浮子式液位计为例进行说明。
2 压力开关的“死区”
2.1 压力开关“死区”工作原理
当系统内压力高于或低于额定的安全压力时,感应器内碟片瞬时发生移动,通过连接导杆推动开关接头接通或断开,当压力降至或升至额定的恢复值时,碟片瞬复位,开关自动复位,或者简单的说是当被测压力超过额定值时,弹性元件的自由端产生位移,直接或经过比较后推动开关元件,改变开关元件的通断状态,达到控制被测压力的目的。当被测压力达到额定值时,压力开关可发出警报或控制信号。
2.2 “死区”形成的原因
压力开关的“死区”:是指开关设定动作值和复位值的差值。当有较小的压力加在开关上时,压力开关产生的用于输出的机械幅度比较小,检测装置检测不到,这就形成了死区。
2.3 设计实例
为了保证排风回路是正常运行,在高效过滤器和碘吸附器的前后设置流量监测仪表001SD,当流量过低,说明管路堵塞,当流量正常,达到复位值,报警信号取消。报警值为200Pa,现场安装压力开关的回差为480Pa,即当压差达到680Pa (480Pa+200Pa)时,报警才能取消。
即当碘吸附器和高效过滤器均处于最不利情况时,阻力也不可能达到680Pa,造成报警信号一直存在,无法消除。
压力开关“死区”在设备出厂时就设定的,本例中仪表的“死区”较大,影响了工艺系统的使用功能。
那么压力开关的“死区”可以修改吗?“死区”范围可以修改,但是修改要谨慎,否则调节阀有可能不动作,也有可能乱动。当死区过小时,调节器会不断调节,导致系统振荡。所以压力开关不允许在现场进行修改,如果需要调整“死区”范围,只能重新订货和购买。
3 液位开关的“死区”
3.1 液位开关的工作原理
液位开关,也称水位开关,液位传感器,顾名思义,就是用来控制液位的开关。
压差式液位开关,一般在测量容器上安装平衡容器,利用液体静力学原理使水位转换成差压,经过测量管路将差压传至差压计,反映出容器的水位,再通过差压变送器将水位转换为随水位连续变化的电信号,作为自动给水控制系统中的重要参数。
现常用的是单室平衡容器测量水位的压差计,压差计的正压头由平衡容器的恒定水柱维持不变(受压容器内的蒸汽注入平衡容器中凝结成水,利用溢流原理将多余的水流回受压容器),负压头则随容器水位变化而变化。差压计的差压值,随着容器水位的变化而变化。
压差式液位计受压差计的膜片、平衡容器的影响容易产生“死区”。
3.2 设计实例
现场调试时,发现003SN 回差过大,造成长期停泵。
003SN为压差式液位开关,可提供001BA的液位低低信号,其整定值为0.987m,此低低信号触发泵停运。001MN为001BA的液位仪表,有液位低低信号,此值与003SN的低低液位相同,同时它还有低液位信号,整定值为1.62m,要求003SN回差小于5kPa。
当003SN的回差偏大,即超过001MN的低液位信号后,造成泵长期无法正常使用。
4 结束语
“死区”对工艺系统的运行有着举足轻重的作用,合理的“死区”可以准确控制系统的正常运行,不合理的“死区”严重时会造成系统的瘫痪。
为了有效控制仪表的“死区”,需要仪控专业和暖通、动力专业共同配合。暖通、动力专业提出对仪表的“死区”的要求,仪控专业及时核查仪表能否实现功能要求,对于不可调死区的仪表,设计人员应在设计阶段就将“死区”范围考虑进去,对于可调“死区”的仪表,设计人员可以对其进行限制,在仪表出厂时就确定“死区”。那么就能避免运行时再出现此类问题。
参考文献:
[1] 卿晓霞.建筑设备自动化[M].重庆:重庆大学出版社,2003.
[2] 叶江祺.热工仪表和控制设备的安装[M].北京:水利电力出版社,1983.