控制元件范文

控制元件范文第1篇

关键词：自动控制元件；模块教学；启发式教学

作者简介：周鑫（1979-），男，湖南益阳人，第二炮兵工程大学控制工程系，讲师；郑玉航（1974-），男，山东莱芜人，第二炮兵工程大学控制工程系，副教授。（陕西?西安?710025）

基金项目：本文系第二炮兵工程大学“自动控制元件”课程建设的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）29-0054-02

一、课程简介

“自动控制元件”是控制工程专业一门重要的专业基础课程。课程通过对自动控制系统中常用的执行元件、测量元件、放大元件等的分析、设计和实验，使学员掌握控制工程中常用自动控制元件的基本结构、工作原理、静态特性和动态特性以及选择和使用方法，为后续专业课程的学习奠定基础。因此，“自动控制元件”是一门承上启下的课程，也是一门与工程实际联系非常紧密的课程。

二、存在的主要问题

由于自动控制元件种类繁多，结构、原理、特性迥异，更新换代速度快，加上部分控制元件结构复杂、原理抽象，难以理解，给教学工作中带来较大的困难。[1]在教学过程中主要存在的问题如下：

1.工作原理抽象

电磁式控制元件的工作均基于电磁学原理，各结构部件之间存在较为复杂的电磁耦合关系，这种关系看不见，摸不着，非常抽象，不利于学员掌握和理解。

2.授课内容陈旧

随着科学技术的不断进步，自动控制元件的发展日新月异，新型控制元件不断出现并广泛应用在工程实际中，而课程的授课内容却更新缓慢，停滞不前。

3.授课模式单一

传统的教学模式以课堂理论授课为主，由于大部分自动控制元件原理抽象、结构复杂，因此学员普遍产生畏难、厌学情绪。

4.实验环节薄弱

自动控制元件实验室实验设备陈旧，功能单一，实验组数少，且大部分实验项目为验证性和演示性实验，学员在实验过程中无法提高分析、设计能力以及创新思维能力。

三、改革的思路与实践

要想解决上述问题，达到人才培养目标的要求，仅仅依靠改进教学方法是不够的，应该依据人才培养目标的定位，按照学员知识、素质、能力整体发展的基本要求，整体设计、优化组合，在教学方案、教学内容、教学手段、实验平台、教员队伍等多方面通过“分块实施、并行展开、交叉进行”的方式进行全面建设。

1.确立模块化立体式教学方案

依据“理论与实践相结合、经典与现代相结合”的理念，对课程进行整体设计，确立了模块化立体式的教学方案。根据控制工程专业人才培养目标的要求，结合“自动控制元件”课程本身的特点，以“理论授课”、“实验验证”为支撑，将“数字仿真”和“应用实例”融入“自动控制元件”课程教学过程中，建立了“理论与实践相结合、经典与现代相结合”的模块化的教学方案，如图1所示。

通过理论授课与实验验证相结合、理论授课与基于MATLAB等数字仿真软件对控制元件的静动态特性或控制线路进行数字仿真分析相结合，同时利用教学模型、参观见习以及在理论授课中引入工程应用实例，实现教学内容和手段的“理论与实践相结合”。在传统的执行元件、测量元件、放大元件、补偿元件以及常用控制电器五大模块知识体系的基础上，与时俱进地引入新型控制元件，实现教学内容的“经典与现代相结合”。同时，MATLAB等数字仿真软件在教学实施过程中的应用，也实现了教学手段的“经典与现代相结合”。

实践表明，该教学方案能够有效减少“自动控制元件”课程内部五大模块教学内容的交叉，同时有效减少与先修课程比如“自动控制原理”等课程教学内容的交叉与重复，并为后续课程的教学打下良好的知识基础，易于从人才培养目标层次上整体优化课程内容、设计课程标准和模块/课程内容衔接，有利于教学内容和方法的改革，有利于教学效率和质量的提高。

2.建设与时俱进的教学内容

（1）优化整合教学内容。

1）在内容安排上，首先按照“执行元件”、“测量元件”、“放大元件”、“补偿元件”、“常用控制电器”的主线，将传统教学内容分为五大模块，以便实施模块化教学。在此基础上，增加“新型元件”模块，使教学内容与时俱进，跟上时展的步伐。

2）根据先修和后续课程的内容体系的调整以及“自动控制元件”课程本身的特点，调整五大模块的教学内容，在避免重复的同时突出工程应用特色。比如：由于先修课程“自动控制原理”已经介绍了控制系统的动态性能分析方法，因此对执行元件模块的教学内容进行调整，在分析直流伺服电动机、步进电动机等执行元件的动态性能时，不再把重点放在传递函数的推导过程或者动态性能指标的计算方法上，而注重于根据传递函数和动态性能指标指导工程实际的方法和思路，分析工程应用时采用近似方法得到的实用的直流伺服电动机的传递函数可简化为一个惯性环节的原因，注重工程意识的培养。

3）根据课程体系和五大模块的相互联系，对各模块教学内容进行合理调整。减少与工程实际联系较少的内容，比如对于控制系统中只用来提供动力的三相异步电动机，对其工作特性只进行简单介绍；加强与工程实际联系紧密的内容，如直流伺服电动机、步进电动机等在控制系统中经常使用的元件则作为重点介绍；同时对应用前景较广的控制元件则主要介绍其发展趋势、应用前景，比如两相伺服电动机，随着调速方法的改进，它有可能取代直流伺服电动机在控制系统中的位置，故重点介绍其调速方法。

4）在各模块教学内容的设计上，删减陈旧内容，增加新型或改进型控制元件或新型元件控制技术的介绍。

控制元件范文第2篇

关键词：自动控制元件；选修课；课程考核

作者简介：张大为（1979-），男，山东潍坊人，海军航空工程学院控制工程系，讲师；晋玉强（1977-），男，河北阜城人，海军航空工程学院训练部，副教授。（山东 烟台 264001）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0081-01

选修课是大学阶段课程设置的重要组成部分，对于拓宽学员的知识面，启迪学员的创新思维，培养一专多能的“复合型”人才具有重要作用。[1]“自动控制元件”选修课以物理的电学部分知识为起点，以电工电路课程为基础，以各种控制电机的结构、工作原理、特性及应用和选择为研究内容。主要任务是使学员掌握典型电机的基本理论、主要结构及工作性能，并在此基础上学会如何选择和使用控制元件。该课程对提高学员的科学素质，培养创新精神和实践能力以及学习后续相关课程具有重要奠基作用，是学员形成科学世界观和方法论的重要环节。本文从课程总体目标设置、教学过程优化设计、教学方法运用、课程考核改革等方面对“自动控制元件”选修课教学实践进行探析与梳理。

一、课程总体目标

自动控制系统已被广泛应用于工农业生产和军事领域，形形的控制系统都是由一些具有典型功能的元器件所组成，其中各式各样小巧灵敏的控制电机被广泛用作检测、放大、执行和解算元件，它们均为自动控制元件。通过“自动控制元件”选修课的学习，学员应掌握直流测速发电机、交直流伺服电动机、旋转变压器、自整角机和步进电动机的基本结构、工作原理、电磁关系和运行特性，为学习后续课程打下坚实的理论基础；能够了解测速发电机、交直流伺服电动机、旋转变压器、自整角机、步进电动机在自动控制系统中的应用与发展方向；独立完成基本的控制电机实验，并能够对实验结果和实验数据进行初步的分析处理，养成严谨、实事求是的科学态度。

二、因材施教，优化教学过程设计

授课教员在接受教学任务时，首先统一认识，明确教学要求，请有经验的老教员讲示范课，群策群立，集体备课，对教学内容、教学方法及如何培养学员的创新能力等问题进行研讨，合理制定教学实施方案。及时了解学员具体情况，努力做到因材施教、因人施教。通过问卷调查、召开学员座谈会等方式，掌握选课学员的基本情况。密切与学员队干部的联系，通过召开学情分析会、找个别学员谈心等方式，了解学员的思想动态，对学员思想上的误区以及学习方法上的不足及时给予指导和纠正。通过对受训学员基本情况的摸底和梳理，能够进一步明确教学目标，把握教学重点，优化教学过程设计，增强施训的目的性和针对性，保证了任课教员在开课前全部制定了科学可行的教学实施计划和课程进度安排，撰写了符合课程标准又各具特色的个性化教案。

三、丰富教学方法和手段

1.提倡学员多归纳，善总结

围绕课程总体目标，结合选修课自身特点，积极展开教学方法的改革与探索。教员在授课过程中善于深度发掘各部分内容的内在联系，鼓励学员多归纳，善总结。[2]在教学中着重把握“了解结构，熟悉原理，掌握特性，学会使用”这一主线，注意贯彻从实际出发，由浅入深，从感性到理性的原则。学习分析各种典型控制元件都是按照上述主线和原则展开来讲的。讲清思路和方法以后，引导学员积极自学和思考，教员主要发挥提纲挈领、画龙点睛的作用。[3]“授人以鱼，不如授之以渔”，学员一旦掌握了分析控制元件的主线和思路，学习内容完全可以继续拓展，电机类型也可继续丰富。总之，上述举措一方面发挥了学员的主观能动性，激发了学员的学习兴趣，由被动听课变为主动研究。另一方面，锻炼了学员举一反三、触类旁通的思维，提高了他们发现问题、分析问题、解决问题的能力。

2.结构认识教学、参观见学、实验实操有机融合，穿行

选修课的性质及使命决定了它的教学应有不同于必修课之处。选修课不着重强调所学内容的系统性、连续性和完整性，旨在培养学员的学习兴趣，传递最新的科研动态，促进学员养成良好的学习习惯及方法，锻炼学员的实践动手能力。[4]由此即给选修课教学定好位，指好路，提出了更高的要求。要求教员在教学手段和方法上要积极探索，不断改进。授课教员在教学具体实施过程中将课堂授课、结构认识教学、参观见学、实验实操有机融合，穿行。结构认识教学是学员对控制电机从感性认识到理性认识的第一步，为此要开好头，起好步。[5]几年来，授课教员不断探索和丰富电机结构认识教学的方法和手段，采取观看视频录像、参观教学模型等形式。具体而言，依托校园网教学资源可观看变压器、交直流电动机等典型电机的教学录像；购置了直流电动机、步进电动机、三相交流电动机等透明教学模型。一方面在课堂教学中介绍电机结构、绕组构成时方便看到实物；另一方面，在讲授工作原理、输出特性时也可进行动态工作演示。上述举措有效拉近了学员与实际电机之间的距离，激发了学员的学习兴趣和积极性。现场参观见学是增强学员对控制电机的感性认识，实现与实物零距离接触的有效途径之一。结合教研室在航空电源测试和电机控制研究方面的传统优势和丰富资源，组织安排学员参观实验室、科研场所。让学员亲眼目睹各式各样的航空电机和日常工作中的常见电机。并安排相关从业人员进行现场讲解答疑，力求做到让学员看到真人，摸到真物，听到真事。[6]实验实做方面，依托教研室已初具规模的“自动控制元件实验室”，开设了“直流测速发电机性能测试”和“交流伺服电动机性能测试”两个自主性实验，以期提高受训学员的动手能力和锻炼他们的实践操作技能。

四、课程考核改革

课程考核是提高教学质量的重要途径和手段，要始终遵循为教学服务、为人才培养服务的根本宗旨。基于选修课考核应着重考查学员应用和发展该学科知识综合能力的考虑，自动控制元件选修课采用了课堂小抽测、课终大论文的考核方式。课堂小抽测能督促学员积极学习，实时发现动态问题，有效进行教学质量监控。课终大论文则要求学员以提交读书报告或文献综述的形式完成，结合自动控制元件所授内容，归纳梳理学习本课程的所感所获。此举一方面提高了学员的文献查阅水平，另一方面也锻炼了学员的科学归纳能力。

五、结论

从实际教学效果来看，只有在深度把握选修课教学内在本质的基础之上，有的放矢地开展教学方法和手段的改革与探索，才能切实提高选修课教学质量，最终实现提高学员综合素质，拓宽学员知识层面的教学目标。

参考文献：

[1]杨洋，付任重，王百军.专业选修课“生化分离工程”教学改革的探索与实践[J].中国电力教育，2011，（23）：113-114.

[2]贾好来，武兴华.电机学教学中应注意的几个问题[J].电气电子教学学报，2000，22（1）：86-88.

[3]肖鸿杰，宋金煜，韦钢.《电机学》课程教学改革探讨与实践[J].电力系统及其自动化学报，2001，13（5）：75-77.

[4]张秀琴，李涛，王守忠.高等学校选修课设置和教学的现状[J].石家庄经济学院学报，2004，27（6）：747-750.

[5]王秀和，孙雨萍，李光友，等.加强电机结构认识实习环节，提高电机学教学质量[J].电气电子教学学报，2006，28（6）：67-69.

控制元件范文第3篇

关键词 : 超磁致伸缩 执行器 流体控制元件

0. 引言

液压伺服系统的性能主要取决于组成该系统的阀 、 泵和液压马达等流体控制元件的性能。因此提高流体控制元件的性能一直是人们努力的目标。传统的流体控制元件主要采用电动机 、 电磁铁作为驱动元件。近年来，随着一些新型功能材料的出现，使大幅度提高流体控制元件的性能成为可能。超磁致伸缩材料就是一种新型的电（磁） ─ 机械能转换材料，具有在室温下应变量 λ 大，能量密度高，响应速度快等特性，国外以将它应用于伺服阀 、 比例阀和微型泵等流体控制元件中，并取得了一些进展。本文就这方面情况做些介绍。

1. 超磁致伸缩执行器

1.1 超磁致伸缩材料 [1][2]

超磁致伸缩材料（ giant magnetostrictive material ）有别于传统的磁致伸缩材料（ fe 、 co 、 ni 等），是指美国水面武器中心的 clark 博士于 70 年代初首先发现的在室温和低磁场下有很大的磁致伸缩系数的三元稀土铁化合物，典型材料为 tb x dy 1-x fe 2-y 。式中 x 表示 tb/dy 之比， y 代表 r/fe 之比， x 一般为 0.27 ～ 0.35 ， y 为 0.1 ～ 0.05 。这种三元稀土合金材料已实现商品化生产，典型商品牌号为 terfenol-d( 美国的 edge technologies 公司 ) 或 magmek86( 瑞典的 feredyn ab 公司 ) ，代表成分为 tb 0.27 dy 0.73 fe 1.93 。

与压电材料（ pzt ）及传统的磁致伸缩材料 ni 、 co 等相比，超磁致伸缩材料具有独特的性能：在室温下的应变值很大（ 1500 ～ 2000ppm ），是镍的 40 ～ 50 倍，是压电陶瓷的 5 ～ 8 倍；能量密度高（ 14000 ～ 25000j/m ），是镍的 400 ～ 500 倍，是压电陶瓷的 10 ～ 14 倍；机电耦合系数大；响应速度快（达到μ s 级）；输出力大，可达 220 ～ 880n 。

由于超磁致伸缩材料的上述优良性能，因而在许多领域尤其是在执行器中的应用前景良好。

1.2 超磁致伸缩执行器

超磁致伸缩执行器的结构简单、位移大、输出力强、易实现微型化、并可采用无线控制。超磁致伸缩执行器按结构可分为以下三种类型：

1.2.1 直接驱动型 [3]

这种超磁致伸缩执行器主要采用棒状超磁致伸缩合金直接驱动执行器件，不采用放大机构，其一般结构如图 1 所示。由于超磁致伸缩材料的抗压强度远远大于其抗拉强度，因此采用预压弹簧使其在一定的压力下工作。图中上下两块永久磁铁用来提供一定的偏磁场，使超磁致伸缩棒在合适的线性范围内工作。这种超磁致伸缩执行器的结构相对简单、位移大、输出力强，主要被应用于水声换能器、新型马达、微位移控制器和流体阀中。

1.2. 2 位移（力）放大型 [2]

位移（力）放大型超磁致伸缩执行器根据原理可分为杠杆放大式和液压放大式两种。杠杆放大式超磁致伸缩执行器主要采用杠杆机构来得到较大的位移或力的输出，还可以采用两种类型的超磁致伸缩棒，即一根具有正的另一根具有负的磁致伸缩系数来获得更好的效果。具体原理如图 2 所示。液压放大式超磁致伸缩执行器主要应用了流体力学中的帕斯卡定律，它的具体原理将在后面介绍。

图 1 超磁致伸缩执行器

图 2 具有正负磁致伸缩棒及预应力杆的运动放大器 1.2.3 薄膜型 [4]

目前 , 在超磁致伸缩材料的应用领域出现了一个新的研究热点 — 薄膜型超磁致伸缩微执行器的开发与应用。下面是在微型流体控制元件中应用较多的薄膜式超磁致伸缩微执行器的原理。

如图 3 所示，这类执行器主要采用一些传统的半导体工艺 , 在非磁性基片的上、下表面分别镀上具有正、负磁致伸缩特性的薄膜材料，当外加磁场变化时，薄膜会产生变形，从而带动基片偏转和弯曲以达到驱动目的。 与通常的体磁致伸缩执行器相比，薄膜型超磁致伸缩微执行器成本较低，并且由于薄膜中的二微磁弹性相互作用又使其具有一些新的功能，这对于超磁致伸缩材料的实际应用具有重要意义。

2. 超磁致伸缩执行器在流体控制系统中的几则 应用 实例

2.1 燃料注入阀 [5]

瑞典一家公司将 terfenol-d 用于燃料注入阀，并申请了专利。如图 4 ，它的原理是通过控制驱动线圈的电流，来驱动具有负磁致伸缩的棒，使得针阀提起或放下。这种设计，省

图 4 燃料喷射阀

线圈

磁致伸缩棒

外罩

预压弹簧

喷嘴

燃料管

发兰盘

燃料喷射管

图 4 燃料喷射阀

去了机械部件的连接，可使燃料在注入过程中实现快速、高准确度的流动无级控制，优化了燃烧过程，而且也为更快、更精确的 计算 机控制燃料系统甚至排气系统提供了可能。

2.2 直动式伺服阀 [6]

伺服阀是一种变电器信号为液压信号以实现流量或压力控制的转换装置。常用的伺服阀的驱动部件主要是电磁铁，图 5 则是 urai 采用超磁致伸缩驱动器而设计的一种新型伺服阀，它的原理是通过控制线圈中电流的大小使超磁致伸缩棒伸长或缩短，从而使阀心得开度变化，来对流量或压力进行调节。伺服阀阀心的位移可通过位移传感器反馈到控制系统，使整个系统形成闭环。

图 5 直动式伺服阀

超磁致伸缩直动式伺服阀的结构紧凑，精度高，响应速度比电液伺服阀快，其最大输出流量达2 l/min, 频宽可达650 hz(-3db) 。

2.3 流体驱动活塞 [3]

图 6 是超磁致伸缩流体驱动活塞的原理图。当线圈通电后，超磁致伸缩棒伸长，从而推动大活塞运动，由流体力学中的帕斯卡定律，超磁致伸缩棒的伸长量被放大，放大倍数等于大活塞面积与小活塞面积的比值。反之 , 如果超磁致伸缩棒推动小活塞 , 那么输出的力将被放大。

图 6 流体驱动活塞

2.4 薄膜型微型泵 [7] 目前 ，对微管道、微阀、微流量计、微泵等元件的微流量控制系统的 研究 已成为微型机电系统研究的热点之一。而薄膜型超磁致伸缩微执行器的的出现，又为微流体元件的驱动提供了一个新的 方法 。

图 7 是薄膜型微型泵的原理图，微型泵的驱动部分采用了圆盘装的薄膜型超磁致伸缩微执行器。当垂直于圆盘表面施加一个变化的磁场时，圆盘状超磁致伸缩薄膜将上、下振动，当向上振动时，泵的入口打开，液体流入泵内；当向下振动时，泵的出口打开，液体将以一定的压力流出泵。 泵的流量可通过调整外磁场的频率改变，当外磁场变化频率为 2khz 时，泵的输出达 10 μ l/min, 当然，外部磁场的频率不能太高，否则由于泄漏 问题 将会导致输出压力的下降。

这种微型泵的另一优点是，可以采用非接触式驱动，这使泵的结构和能源供给变得简单。此外，超磁致伸缩执行器还被应用于比例滑阀，微小卫星推进器中的微阀门和墨水快速喷射打印头的液滴注入器等流体控制器件中。

3 结束语

超磁致伸缩执行器应用于流体控制元件，可极大的提高它们的性能，这是因为超磁致伸缩执行器具有相应速度快，输出力大，耐污染并可在低磁场强度下动作等特性。

目前，超磁致伸缩材料应用于流体器件的开发研究工作尚处于起步阶段，但它们的应用已给流体控制技术注入了新的活力。作为一个稀土资源大国，我们应抓住这个机遇，迎接高新技术的挑战。

参考 文献

1 祝向荣 , 郭懋端 . 大磁致伸缩执行器 . 金属功能材料 ,1998;5(2):53~55

2 金妥更 , 刘湘林 , 蒋志红 . 稀土超磁致伸缩器件的设计与 应用 . 稀土 ,1992;13(1):39~44

3 杜挺 , 张洪平 , 邝马华 . 稀土 — 铁系超磁致伸缩材料的应用 研究 . 金属功能材料 ,1997;(4):173~176

4 e.quandt,k.seemann.fabrication and simulation of magnetostictive thin-film actuators.sensors and actuators,1995;a50:105~109

5 余军 . 一种能把电能迅速转变成机械能的新材料 . 天津航海 ,1997;(1):28~30

6 夏春林 , 丁凡 , 陈大军 , 戴旭涵 . 超磁致伸缩材料在流体控制元件中的应用研究展望 . 液压气动与密封 ,1997;(2):2~4

7 e.quandt.giant magnetostrictive thin film materials and applications.journal of alloys and compounds,!997;258:126~132

abstract: giang magnetostictive material is a new type of functional materials.based on so many references,introduce the principle and classification of giant magnetostictive actuators,current study on fluid control components.put forward the future of giant magnetostictive actuators in fluid mechanism.

控制元件范文第4篇

关键词：控制理论；自动控制元件；反馈控制教学

作者简介：周鑫（1979-），男，湖南益阳人，第二炮兵工程大学控制工程系，讲师；刘志国（1977-），男，湖南益阳人，第二炮兵工程大学控制工程系，讲师。（陕西　西安　710025）

基金项目：本文系第二炮兵工程大学“自动控制元件”课程建设的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）31-0052-03

所谓控制，就是根据系统内外部变化，进行有目的的调整，一次又一次地克服不确定性，纠正偏差，使系统始终处于某种特定状态的一种活动。[1]控制理论认为，任何系统、过程与运动都可以看作一个复杂的控制系统，控制理论思想的应用并不仅仅局限于工业生产或军事设备控制方面，也可以扩展到其他领域。

教学是一种有计划、有目的的活动。教学的目的在于使学生形成一定的心理过程及特性。学生的心理过程是有规律的，因而是可以控制的，问题在于掌握借以控制这种过程的规律。由此认为，控制理论对于教学来说，在原则上也是适用的。因此可以将控制理论的基本原理和方法推广至教学领域，建立教学控制系统，结合教学过程的特点及规律，改革传统教学过程，研究和解决教学过程中的一系列问题，以实现对教学过程的有效控制和全面优化，从而更好地控制教学质量，提升学员的学习积极性，提高教员的教学水平，达到教学相长的目的。

一、反馈控制教学的基本原理

控制系统由被控对象和控制装置组成，控制方式分为开环控制、闭环控制和复合控制，传统的知识注入型教学过程通常为开环控制方式。以学员作为控制对象，以课程教学目标为期望值，以教学效果为控制量，可建立课程教学开环控制系统，如图1所示。

在图1所示的系统中，教员进行课堂授课时，学员扮演的是被动接收知识的角色。从控制理论观点来看，传统的知识注入型教学存在着控制作用的断续性与反馈联系的偶然性问题，因而不是最佳的教学方式。由于缺少有效且连续的反馈信息，教员无法及时掌控教学情况，学员学习主动性差，教员教学水平提高缓慢，往往难以达到预期教学效果。

若在系统中增加前馈补偿和反馈通道，则可建立闭环（反馈）教学控制系统，如图2所示。

由图2可知，由于建立了良好的反馈联系，教员在教学过程中能够及时发现实际教学效果与教学目标的偏差，从而根据反馈控制原理适时改变控制方式（调节教学内容、教学进度、教学方法和教学手段等），以保证：教学过程始终沿着教学目标的固有轨道前进；教学内容、方法和手段适合教学对象，且不断趋于完美；教学研究与教学本身得以同步发展。

在课程教学实践中，应该依据课程、学员和教员等各方面的实际情况，深入分析课程教学控制系统的各个组成部分，细化前馈和反馈环节，建立课程教学控制系统模型，图3为针对“自动控制元件”课程建立的教学反馈控制系统结构图。

由图3可知，在“自动控制元件”教学反馈控制系统中，以自主预习的前馈补偿方式以及自主复习的局部反馈方式促使学员在自控（学员自学）和他控（学员之间的相互学习、交流、激励）方式作用下，初步消化和掌握教员在课堂授课过程中讲授的理论知识。教员在课堂授课过程中，采用有效的课堂提问等方法，及时掌握学员学习动态，实时调整教学过程，以保证教学效果；课后，通过每周答疑、课后作业、课程实验、课中考核、课外实践以及学员针对课程提供意见建议等多种反馈方式，获取学员对课程知识的掌握和应用情况以及学习态度、精神状态等，并根据反馈信息适时调整教学过程，从而缩小教学效果与教学目标的偏差。在传授知识和能力的同时，教员的授课能力也可通过自身的总结交流、教学督导组的评价以及学员的意见建议等三个反馈渠道得到及时反映，以促进教学水平的提高。

二、反馈控制教学中需要注意的问题

在教学控制系统中，教学是一种有目的、有计划的实施控制活动的过程。要实现有效控制，首先必须建立较为准确的系统模型，然后根据课程、学员和教员的实际情况制定行之有效的控制方式。既要因“材”施教，也要因“才”施教，“材”指的是课程的教学目标和教学内容，“才”指的是学员和教员。实现因“材”施教和因“才”施教的关键在于构建有效的信息反馈通道。

1.教学控制系统模型的建立

系统模型越准确，控制效果越好。因此在系统建模时，必须深入分析教学反馈控制系统的各部分结构，了解“材”和“才”的实际情况，确定系统期望和反馈信息及其之间的关系。教学控制系统中需要明确的主要信息和组成部分包括：

（1）系统期望，即教学目标。严格依照专业人才培养方案和课程标准制定课程的总体教学目标和各章节、每次授课的教学目标。

（2）被控对象，即学员。通过课前召开座谈会、课中答疑以及与学员代表交流沟通等方式全方位了解授课对象。

（3）控制方式，即教学实施方案。制定具体且具有针对性的课程教学改革方案、课程教学设计方案和课堂教学方案。而在课堂教学实施计划开展之前，教员应该进行精心的教学准备，具体工作包括深入理解教学内容、设计具有一定特色的多媒体课件和教案、熟练掌握几种教学方法、开发交互式课程学习网站和建设试题库等。

（4）评价方式，即根据学员的学习情况，把实际值与期望值进行比较，对教学工作做出客观评价。按照教学目标衡量实际成效，最理想的情况是在偏差较小时就有所察觉，并采取措施加以改善。但是，仅凭经验是远远不够的，必须制定客观公正、切实可行的评价方案对学员进行综合评定，才能客观地评价教学效果。

2.反馈控制方式的选择

控制元件范文第5篇

关键词：高压安全阀 压力继电器 安装

1.问题的提出

在机车重联牵引过程中，为了实现重联阀的断钩保护作用，在机车Ⅰ、Ⅱ总风缸的连通管上装有止回阀，以防止第Ⅱ总风缸的压力空气经断裂的重联总风管排出，保证了机车实施制动时所需的风源和风压，如图1所示。

在Ⅰ、Ⅱ总风缸连接有止回阀，高压安全阀的安装位置及打风压力继电器控制风管的连接位置就有了两种不同的方案：一种是止回阀前，即在第Ⅰ总风缸处；另一种是止回阀后，即在第Ⅱ总风缸处.从公司大修的DF4型机车来统计，两种安装或连接的方法都有。而两种不同的方案在机车试验及应用中产生的结果是绝然不同的，因此有必要提出来讨论，并应引起重视。

2.高压安全阀两种不同安装位置的分析

机车大修规程规定：机车交验时必须进行高压安全阀试验，开启压力应为0.95±0.02MPa，其关闭压力不许低于0.8MPa.在操作中，不管采用哪种安装位置，都必须要保证能进行安全阀开启压力和关闭压力的试验，并同时保证总风缸压力达到0.95±0.02MPa时，空压机应停止泵风，总风缸压力降至0.75±0.02 MPa时，空压机开始泵风。

2.1 高压安全阀安装在止回阀前

首先，当空压机泵风达0.95MPa时，安全阀开启排风至止回阀灵敏度（一般为0.02MPa）时，止回阀动作，阻止第Ⅱ总风缸风压向第Ⅰ总风缸逆流，也就是说从止回阀动作至高压安全阀关闭，高压安全阀排的是第Ⅰ总风缸的风压。因此，安全阀关闭后，第Ⅰ总风缸与第Ⅱ总风缸是有压差的。而机车风压表是与第Ⅱ总风缸相连的，反映的是第Ⅱ总风缸的风压，所以总风缸高压安全阀的关闭压力是无法从机车风压表中看出来的；同时若止回阀在0.9MPa以上动作，也无法保证总风缸压力在规定范围内。

2.2 高压安全阀安装在止回阀后

当空压机泵风达0.95MPa时，安全阀开启排风是肯定的，因此不影响开启压力的试验。

当高压安全阀开启排风至关闭时，同时排的是第Ⅰ总风缸和第Ⅱ总风缸的风压。因此，安全阀关闭后，第Ⅰ总风缸与第Ⅱ总风缸是没有压差的。所以总风缸高压安全阀的关闭压力是可以从机车风压表中看出来的，同时也保证了总风缸压力在规定范围内。

3.打风压力继电器（704）控制风管两种不同的连接位置的分析

为了实现JZ-7型重联阀的断钩保护作用，重联机车中JZ-7型制动系统的重联风管是与第Ⅰ总风缸相连的，如图2所示，制动机用风则由第Ⅱ总风缸供风。

机车重联时，本务机车与补机用风量是肯定不一致的。由于止回阀的存在，当本务机车用风量大或者说本务机车风压低于补机风压时，本务机车第Ⅰ总风缸、第Ⅱ总风缸和补机的第Ⅰ总风缸风压一致，低于补机第Ⅱ总风缸风压（表压）；当补机用风量大或者说补机风压低于本务机车风压时，补机第Ⅰ总风缸、第Ⅱ总风缸和本务机车的第Ⅰ总风缸风压一致，低于本务机车第Ⅱ总风缸风压（表压）。

机车重联运行时，从安全角度上出发，空压机泵风的最佳方案是两台机车的空压机泵风的最佳方案是两台机车的空压机能同时自动泵风。

3.1 打风压力继电器（704）控制风管在止回阀前当本务机车风压低于0.75±0.02Mpa时，本务机车第Ⅰ总风缸、第Ⅱ总风缸和补机第Ⅰ总风缸风压相同，都低于0.75±0.02MPa。由于打风压力继电器控制风管连接在止回阀前，因此两台重联机车的打风压力继电器同时动作，驱动两台重联机车的空压机同时打风。同样原理，当补机风压低于0.75±0.02MPa时， 补机第Ⅰ总风缸、第Ⅱ总风缸和本务机车第Ⅰ总风缸风压相同，都低于0.75±0.02MPa。两台重联机车的打风压力继电器同时动作，驱动两台重联机车的空压机同时打风。

3.2 打风压力继电器控制风管连接在止回阀后

当本务机车风压低于0.75±0.02MPa时，本务机车第Ⅰ总风缸、第Ⅱ总风缸和补机第Ⅰ总风缸风压相同，都低于0.75±0.02MPa，但补机第Ⅱ总风缸风压不同（高于0.75±0.02MPa）。由于打风压力继电器控制风管连接在止回阀后，因此， 本务机车的打风压力继电器动作，驱动本务机车的空压机打风；而由于补机第Ⅱ总风缸风压高于0.75±0.02MPa，因此补机打风压力继电器不动作，空压机不打风。

同样原理，当补机风压低于0.75±0.02MPa时，补机空压机打风，而本务机车的空压机不打风。

4.结论和建议

（1） DF4型机车中，空气系统的高压安全阀只有安装在止回阀后，其关闭压力才能在机车上通过观察风表试验出来，因此，高压安全阀应安装在止回阀后。为了防止机车在运行中因高压安全阀故障排风不止而影响制动用风，还应在高压安全阀前加装塞门（目前我公司已实施此方案），以便其出现故障时能关闭使用，维持运行；另外，为防止两总风缸间止回阀发生故障固死或装反时，仍能达到保证第Ⅰ总风缸不超压及保护空压机的作用。第Ⅰ总风缸处仍应安装有高压安全阀（同样需加装塞门），但此高压安全阀的关闭压力是无法在机车上通过观察风表直接试验出来的，如要在车上试验，需拆下安装到第Ⅱ总风缸处试验。

（2）重联机车中，空气系统的打风压力继电器控制风管应连接在止回阀前。只有这样才能保证两台机车的空压机能同时自动地打风。

5.存在的问题

控制元件范文第6篇

关键词 汽车ABS系统；故障；车轮传感器

中图分类号U41 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）106-0058-02

0 引言

随着我国交通基础设施的大力发展，汽车拥有率的提高，ABS系统装置在汽车上的广泛应用，使得人们对汽车安全性能的需求日益高涨，与之伴随的是对汽车ABS系统装置的故障诊断和排除成为每位驾驶员所必需了解的知识，以便防止紧急制动时出现意外事故。

1 汽车ABS系统的相关理论知识

1.1 汽车ABS系统的组成和功用

汽车ABS系统又称“防抱死刹车系统”，一般是由轮速传感器、ABS执行器（制动压力调节器）、ABS电控元件（ECU）和ABS警示灯等组成，其中，制动压力调节装置主要由调压电磁阀、电动泵和储液器等组成。

ABS系统出现以前，汽车刹车依赖四轮同时有闸将轮胎抱死，这在正常天气和条件情况下效果还算可以，但一旦遇上恶劣天气（如雨雪天）的急转弯，就很难保证不会出现侧滑和偏跑的现象，因此，ABS系统就应运而生。ABS系统本质上是一种判断系统，具备制动功能和防止车轮锁死功能，并保持制动方向的稳定和刹车的稳定，避免恶劣天气的汽车打滑现象发生。

1.2 汽车ABS的工作原理

由于不同品牌车型所配备的ABS系统不尽相同，所以电子控制装置和制动压力调节装置的工作原理和控制逻辑也就不尽相同。但是在常见的ABS系统中，转速传感器一般是对应安装每个车轮上面，电子控制装置则可输进各车轮转速的信号并根据其信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定车轮是否会出现抱死的现象，并做出相应的控制指令，使制动压力调节装置对各制动轮缸的制动压力进行调节。

2 汽车ABS系统的常见故障

2.1 轮速传感器故障

轮速传感器主要功用是检测轮速并为电子控制元件提供轮速信号，如果电子控制元件得到错误信号甚至得不到信号而不能正确分析和断定，那么就表明轮速传感器出现故障。常见故障有轮速传感器间隙大和轮速传感器断线，轮速传感器间隙大的故障现象表现为ABS警告灯及电磁阀自检正常，但行车时灯常亮；轮速传感器断线的故障现象表现为ABS警告灯常亮，但系统不工作。

2.2 电子控制元件（ECU）故障

电子控制元件主要功用是接收轮速信号和其他传感器输入的信号，并对信号进行精确计算而得出车轮滑移率和加（减）速度，进而断定车轮能否出现抱死现象。而如果电子控制元件出现故障，ABS系统就会自动转换成常规制动，并以故障灯点亮的形式警告驾驶员。常见故障有电子控制元件过压损坏、电子控制元件进水和电子控制元件警告灯回路损害，电子控制元件过压损坏的故障现象表现为烧保险、无电磁阀自检声和无闪码；电子控制元件进水的故障现象表现为ABS电磁阀自检声和制动正常，警告灯也常亮；电子控制元件警告灯回路损害的故障现象表现为电磁阀自检声和制动拖印正常，而警告灯不亮或常亮却无闪码。

2.3 制动压力调节器故障

制动压力调节器主要功用是根据ECU的控制指令进行减压、保压和增压的过程以达到车轮处于理想滑移率的状态。常见故障有执行器电磁阀线圈不良和执行器中的阀有泄漏。

2.4 非系统故障

ABS警告灯不亮，断开ABS后制动正常和带ABS后制动却异常；不带ABS时制动不跑偏，带ABS后在低速时制动正常而高速时制动却跑偏，电磁阀回位也正常；调整臂在无制动状态下不能彻底回位，并在推动状态下从电磁阀排气口有气排出，制动时有断续拖印。

3 汽车ABS系统的对策分析

3.1 轮速传感器的对策分析

轮速传感器间隙大一般是由于车轮拆装不当造成、传感器夹紧力偏小或支架孔偏大造成、摩擦片碎屑挤压于传感器中造成。因此，相对应采取措施为：车轮拆装要小心，调整传感器夹紧力必要时更换夹持体，清理传感器中的摩擦片碎屑。 传感器断线一般是由于传感器固定于凸轮轴上而过制动底板时未加保护等，那么可以改善传感器的固定方式并加以保护。

3.2 电子控制元件的对策分析

ECU过压损坏一般是由于未切断ECU电源而外接电瓶充电等，可以更换 ECU但是必须是在排除电压过高的前提下才可更换。ECU进水则是由于ECU安装不当造成，可以对ECU格式化处理或更换ECU。ECU警告灯回路损坏是由于反向过压过高或与地线固定偏松有关，可以更换ECU或与地线连接牢靠。

3.3 制动压力调节器的对策分析

执行器电磁阀线圈不良可以用欧姆表检测电磁阀线圈电阻，当电阻无穷大或过小时应当即更换。执行器中的阀有泄漏可以进行加电压试验，如果不能正常动作，需要更换执行器。

3.4 非系统故障的对策分析

对于ABS警告灯不亮可以进行电路系统和气路系统检查；对于高速制动严重跑偏可以将前桥左右电磁阀进行交换，若出现故障转移则需更换电磁阀；对于调整臂不能彻底回位可以改善制动器本身回位。

4结论

汽车ABS系统只有保持正常工作性能，才能保证其拥有良好的制动功能，避免交通事故的产生，维护每位司机的人身安全。

参考文献

[1]詹姜衡.浅谈汽车ABS系统故障诊断与排除[J].汽车维修，2012（6）：26-27.

控制元件范文第7篇

关键词：牙轮钻机；液压系统；系统故障；辅助元件；执行元件；控制元件 文献标识码：A

中图分类号：TD41 文章编号：1009-2374（2016）13-0080-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.13.038

本文以KY-310A型牙轮钻机为例，KY-310A型牙轮钻机的液压系统是一种开放式的传动系统，其操作控制灵活、结构紧凑，可以用于压力的无级调节。在实际应用中，液压系统的运行状态对于整个牙轮钻机的运行效率有着直接影响，并且还会影响牙轮钻机运行的安全性和可靠性，所以应仔细分析KY-310A型牙轮钻机液压系统的故障原因，科学判断故障类型，采取有效措施排除液压系统故障，确保牙轮钻机液压系统的安全、稳定

运行。

1 牙轮钻机液压系统结构分析

根据执行元件的不同动作，KY-310A型牙轮钻机液压系统可以分为扑尘罩油缸、吊钳油缸、钻杆架油缸、均衡控制回路、撑架油缸控制回路、千斤顶油缸控制回路、液压马达控制回路等，每个回路都包括一个液压控制元件和回路执行元件。同时，KY-310A型牙轮钻机液压系统根据不同元件的实际应用作用，还可以分为辅助元件、执行元件、控制元件和动力元件，其中辅助元件包括滤油器、接头、管路、油箱等；执行元件包括液压油缸和液压马达；控制元件包括流量控制阀、压力控制阀和方向控制阀等；动力元件主要是指液压泵。从此可以看出，KY-310A型牙轮钻机液压系统一旦发生故障，其原因是多样化的，有可能是多个部位或者元件都出现运行故障，也有可能是某个独立元件发生故障，而KY-310A型牙轮钻机液压系统不同类型的故障多具有独特的特征和基本规律，因此应仔细分析牙轮钻机液压系统的故障现象或者征兆，有针对性地排除或者控制故障，提高牙轮钻机液压系统的安全性和稳定性。

2 牙轮钻机液压系统故障类型

2.1 液压系统无压力或者压力较小

KY-310A型牙轮钻机液压系统运行过程中，其运行压力作为关键性的指标参数，液压系统的压力参数值在很大程度上反映了牙轮钻机液压系统的运行状况。若KY-310A型牙轮钻机液压系统无压力或者压力较低，会导致牙轮钻机无法正常运行或者运行效率较低，而造成这种故障的主要原因有五方面：其一，液压泵中联轴器打滑、转速过低、轴键损坏，无法正常运转，电气接线不正确，旋转方法不合理，液压泵排油过程中发生泄漏，进油过程中吸入大量空气，使其内部产生很多气泡或者液压泵内部有砂眼，泵体质量较差，甚至内部零部件损坏，造成液压泵中串油，实际运行过程中液压泵零件之间的磨损比较严重，导致零件间隙不断增大，出现严重的泄漏问题；其二，控制元件出现异常，电磁溢流阀的阀芯卡阻处于卸荷状态，电磁溢流阀的电磁铁线圈无电或线圈烧坏，溢流阀的阀体和锥形阀芯封闭不够紧密，阻尼孔堵塞压力相对较小，开口位置的溢流阀阀芯卡住，不能及时构建压力或者溢流阀压力过小，换向阀阀体和阀芯之间线路短接，控制阀板有裂纹或沙眼；其三，使用的液压油过于黏稠，使得液压系统无法快速启动；其四，压力表损坏，无法正确地指示实际压力，液压管道泄漏；其五，牙轮钻机液压系统的执行元件，密封件损坏、间隙过大、运动面之间发生严重磨损等，导致低压腔和高压腔之间互通，直接影响液压系统的

压力。

2.2 液压系统振动或者有噪声

KY-310A型牙轮钻机液压系统振动或者有噪声主要是由于如下四方面原因：其一，液压泵壳体损坏导致漏气，液压泵齿轮老化磨损严重，轴承损坏，联轴器在长期运行过程中逐渐松动，电动机和油泵轴线不同心，油泵进油口滤芯过脏或被棉线及破布堵塞，进油管有裂纹或沙眼，液压泵密封不够紧密，造成空气逐渐渗入液压泵，并且液压泵内部零器件之间相互磨损，使得径向和轴向间隙不断增大，导致液压泵压力出现大幅度的波动；其二，KY-310A型牙轮钻机的执行元件异常，油缸或者马达损坏或者间隙过大，马达或者液压油缸零器件损坏或者磨损，油缸或马达系统中有空气；其三，控制元件中的溢流阀阀体和阀芯之间的间隙较大，内泄过程中发生尖叫，并且溢流阀设定值和牙轮钻机液压系统工作压力比较接近，产生一定的共振；其四，液压系统中吸入大量空气，油箱油面下方的回油管口密封不严，油位较低，设置回油过程中产生大量泡沫。

2.3 液压系统油温较高

液压系统油温变化在很大程度上反映出牙轮钻机的运行状态，如果液压系统油温过高，会破坏液压系统执行元件运动面上的油膜，影响油液黏度，加剧液压系统元器件的磨损和泄漏，使得液压系统运行效率不断下降，甚至造成油质逐渐劣化。在实际应用中KY-310A型牙轮钻机液压系统油温过高主要是由于如下三种原因：其一，液压泵内部零器件出现严重磨损，造成大范围渗漏；其二，油缸密封件和活塞杆、液压马达转子和定子间隙过小，零器件运动过程中摩擦发热；其三，控制元件压力值设定较高，导致液压系统长时间处于高压运行状态。

2.4 液压元件严重磨损

KY-310A型牙轮钻机液压系统运行过程中，内部零件之间会发生相对运动，必然会产生一定的磨损和摩擦，而严重磨损会直接影响液压系统的正常运行，并且频繁地进行零件更换会给液压系统埋下故障隐患，导致液压系统运行效率下降、动作失灵，压力出现大幅度波动。而液压系统元件之间严重磨损主要是由于液压元件加工装配过程中精度较低，长期处于高压运行状态，再加上液压油黏度较低，无法正常形成油膜，使得液压元件磨损加剧。

3 牙轮钻机液压系统故障处理方法

3.1 液压系统压力不足处理方法

其一，对于KY-310A型牙轮钻机的液压泵，严格按照相关设计要求，调整液压系统接线，将损坏的零件或者密封件进行更换，牢固拧紧结合区域，保障良好的密封，磨损件更换完成以后应注意调整零件间隙，避免发生摩擦；其二，对于牙轮钻机液压系统的控制元件，更换换向阀，对换向阀阀芯进行研磨和调整，重新研配或者更换锥形阀芯，将溢流阀的阻尼孔进行疏通，保持其内部无杂质时刻保持畅通，对阀芯进行研修，溢流阀中的阀芯必须可以灵活移动，合理控制溢流阀压力，满足KY-310A型牙轮钻机液压系统运行要求；其三，KY-310A型牙轮钻机液压系统的辅助元件和执行元件，对于损坏的压力表进行更换，仔细检查液压系统的泄漏点，有针对性地进行处理和紧固，对执行元件的运动面间隙进行重新调整或者将有缺陷的泵体进行及时更换；其四，严格按照KY-310A型牙轮钻机液压系统的说明书，添加合适黏度的液压油，确保其安全、可靠运行。

3.2 液压系统振动或者噪声处理方法

对于KY-310A型牙轮钻机液压系统的液压泵，对漏气的油泵壳体进行更换或者紧固，将老化的油泵及时进行更换，仔细紧固或者调整电动机和油泵轴线，对油泵进油口进行分解清洁，加强油泵密封处理，及时将油泵中的空气排出，对于磨损的液压泵零器件进行更新和修复。对于KY-310A型牙轮钻机液压系统执行元件，及时更新或者调整马达和油缸轴承间隙，对其内部零器件进行分解检查，有针对性地进行更换和检修。对于液压系统控制元件，重新研磨溢流阀，对溢流阀进行更换或者重新配置溢流阀阀体和阀芯之间的间隙，合理设定溢流阀压力值。对于液压系统渗入空气的问题，回油管必须处于油面以下，添加适量的液压油，对吸油管密封件进行更换或者紧固。

3.3 液压系统油温过高处理方法

对于KY-310A型牙轮钻机液压系统中损坏的零部件进行更换或者修理，根据实际的液压系统运行要求，适当调整液压系统压力值。相关生产厂家在加工制作过程中，应适当提高不同运动零件的装配精度，确保各个零件之间的间隙合理。同时控制液压系统的合理使用，不用时及时关闭液压系统。

3.4 液压元件磨损处理方法

针对KY-310A型牙轮钻机液压元件磨损的问题，严格按照使用说明书添加合适的液压油，对液压系统零件进行重新装配，合理更换零件或者调整元件间隙，优化溢流阀压力设定，确保液压系统处于正常压力范围内，及时清理污染源，对劣化油进行更换。拆卸液压元件过程中，使用木塞对液压元件接口或管接头进行封堵，避免外界污染物进入液压系统，仔细检查油牌号，KY-310A型牙轮钻机液压系统运行过程中应定期进行检查，按照规定清洗滤芯。

4 结语

牙轮钻机是一种重要的工业设备，液压系统作为其重要的组成部分，在实际应用中一旦牙轮钻机液压系统发生运行故障，会影响整个牙轮钻机的运行效率，因此应仔细分析KY-310A型牙轮钻机液压系统的不同故障情况，深入探讨不同类型故障原因，准确判断液压系统故障，有针对性地进行排除和处理，提高牙轮钻机液压系统运行的安全性和可靠性。

参考文献

[1] 吴武飞.KY-310A型牙轮钻机液压系统的故障分析与

排除[A].推进节能环保，给力绿色崛起――海南省机

械工程学会、海南省机械工业质量管理协会2012年海

南机械科技学术报告会交流论文集[C].2012.

[2] 刘林江，赵建国，吕二永.牙轮钻机液压系统泄漏原

因分析[A].中国采选技术十年回顾与展望[C].2012.

[3] 徐兆国，徐功利.KY-310A型牙轮钻机液压系统的故

障分析与排除[J].矿山机械，2015，（S1）.

[4] 张辉峰.KY200B牙轮钻机液压系统故障分析[J].露天

采矿技术，2012，（5）.

[5] 刘林江，景泽.牙轮钻机液压系统泄漏原因分析及防

治措施[J].中国产业，2012，（9）.

控制元件范文第8篇

关键词：实验平台；多用途；测试

一、现状

目前制丝生产过程大都需要使用蒸汽作为热源或动力来满足烟丝工艺的要求，因此整条生产线都离不开大量的蒸汽控制元件，车间使用的蒸汽控制器件大致有以下几类：减压阀、截止阀、疏水阀、过滤器等。这些控制元件的工作状态不仅关系着能源蒸汽的耗量情况，而且还和烟丝的内在品质紧密相连，为此每年车间都要购买大量的备件并定期地对一些工况差的器件进行更换，由于对换下来的旧器件进行维修后的质量得不到有效保证所以大部分就直接报废处理，为此每年单单蒸汽控制元件的费用都十分高昂。

另一方面目前车间对加料、加香系统所采用的喷嘴都定期进行内部清洁保养，每次清洗组装后都需要重新对喷嘴的雾化效果进行测试，确保喷嘴生产过程中达到良好的雾化效果。但是由于缺少测试平台，喷嘴只能装回加香滚筒内部，测试人员打开现场控制柜，手动依次打开管道上的各个阀导，将水和压缩空气引入喷嘴中，再观察其实际雾化情况，如果雾化不理想，维修人员必须反复进入滚筒内部调整喷嘴顶针，直至达到满意的雾化状态。测试后维修人员还要对现场管道器件的控制条件进行恢复，复原到正常的生产操作模式。这种模式对喷嘴的日常维护造成很大的不便。

此外车间每年因设备改造将拆卸下来很多管道器件，例如浮球式疏水阀、气动角阀、法兰式截止阀等，这些器件很多具有通用性，通过测试判定后就可以作为备件重新投入使用，这样不仅提高了器件的使用寿命，还能节约不少维修成本。但是由于目前缺乏针对性的测试平台和有效的测试手段，这些改造下来的器件可靠性无法得到科学地判定，因此这些器件的重复使用率很低。

二、多用途蒸汽平台设计

通过一系列的调研发现，对于制丝产品质量，蒸汽系统的维护和检测是十分重要的，但是目前却普遍缺乏一套独立、有效的维护检测手段，只能通过加大维修成本来保障生产的稳定运行。为了改变这种现状，提升维修有效作业率，现提出了设计一套能够实现大多数蒸汽控制器件的检测平台，方便维修人员返修和测试各类蒸汽控制器件。根据模拟制丝生产现场的实际需求，设计出的多功能蒸汽实验平台需要使用蒸汽、水和压缩空气作为不同的测试介质，并通过铺设管道和配置控制阀门等器件组成一套小型蒸汽系统，在系统中预留出测试器件的安装位置，一旦需要检测就打开对应的管路阀门，通过输出的仪器仪表状态来检测该器件的好坏，直观且有保障。以下图1为模拟生产现场设计的蒸汽、压缩空气及水的管路系统。

三、实验平台的实施与应用

根据设计思路该实验平台既要满足多用途又要操作快捷方便，因此试验台采用蒸汽、水、压缩空气之间独立系统，而每个独立系统采用并联输出的布局结构。

安装平台前首先对所需产品进行确认：蒸汽控制元件选用英国SPIRAX（斯派莎克）蒸汽器件；气动控制元件选用德国FESTO（费斯托）产品；仪表采用抗震耐压压力表。

其次由于安装测试的器件型号有多种，为了满足测试要求，方便实现各型号的安装测试，定制多种变径化头。例如对于蒸汽控制类器件，配置DN20化DN15、DN20化DN25、DN20化DN32、DN20化DN40等法兰式变径管；对于气动控制类元件，配置常用压缩空气管及各种规格的快速直插式变径接头，实现该系统的互换性和方便安装性。

最后通过管道连接各器件，组装成一套完整的测试平台，如图2。最终实现集喷嘴雾化效果测试、减压阀减压测试、疏水阀泄漏测试、阀导开关测试及气缸密封检测为一体的多用途测试平台。该平台的建立和应用有效提升车间动力器件的使用寿命和返修利用率。

四、效果验证

为了验证该平台的可操作性和实用性，我们分别选用不同类型的器件进行以下测试：

1、气动阀导测试：由于设备改造，车间拆下各种规格的气动阀导共48个，对其进行开关实验测试，发现其中有5件损坏，其余都能继续使用。

2、喷嘴雾化测试：对每月拆卸下的喷嘴清洗后进行雾化效果测试，模拟加料、加香管道中的压力和工作介质，调节喷嘴顶针位置，使喷嘴雾化效果能够直观展现于调试人员面前。

3、减压阀测试：于系统中安装一只DN40的减压阀，根据系统蒸汽压力，调节减压阀压力螺杆，使减压阀出口压力值能够满足生产需求。

4、疏水阀测试：于系统中安装一只DN15的浮球式疏水阀，打开蒸汽阀门，疏水阀能够及时地排出冷凝水，同时对于蒸汽气体能够起到有效阻隔。

五、结束语

多用途实验蒸汽平台在制丝车间的应用，方便实现了维修人员对各种不同类型的蒸汽、压缩空气控制元件的维护和检测，提升了维修效率并且降低维修成本，具有较高的现实意义，同时在行业内具备较好的推广性。

参考文献

1、斯派莎克工程有限公司，《蒸汽和冷凝水系统手册》，上海科学技术文献出版社

控制元件范文第9篇

关键词：防喘振原理 气路元件组成 故障分析 改进设计

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（b）-0084-01

喘振是风机的固有特性，喘振会对轴流压缩机造成比离心压缩机更严重的危害。为了防止压缩机进入喘振工况，在机组自控系统中，专门设置了轴流压缩机防喘振控制系统。防喘振阀为事故阀门，正常情况下为关闭状态，当风机发生喘振工况时，逐渐开启克服喘振。该文主要以八钢AV90风机防喘振阀为例，从防喘振阀门应用原理、气路组成和元件功能进行讨论，分析前期发生的故障案例，找出原设计存在的问题并实施改进方案及效果评价。

1 防喘振阀门的应用原理

在防喘振控制系统中，防喘阀是最重要的一环。八钢风机配套的是美国FISHER公司的气动调节蝶阀（气关式），此阀门除了具备调节功能以外，还具有快速打开应用特性。机组正常运行时防喘振阀门电磁阀得电，防喘阀接收4-20mA的模拟信号，控制阀门部分开启或关闭，当机组安全运行信号或联锁停机信号时，电磁阀接收逻辑顺控发出的数字量控制信号，防喘振阀在极短的时间内快速打开，防止压缩机组进入喘振区域，避免了大型设备的损坏。

2 防喘振阀门的气路元件组成

如图1所示。

3 气路控制原理

整个气路的功能在正常情况下实现精确的阀位控制，快开慢关；在紧急情况（失气、失电）下快速打开阀门以保护风机。

正常情况下，两个电磁阀带电，对三通电磁阀，1和2通；两通电磁阀，1和2断开。这时经过过滤减压后的空气分成三路，一路经单向阀到四通，然后到2625、储气罐、377的F口；一路经三通电磁阀后，到377的SUP口，SUP口的气压压缩377内部弹簧，这样在377内部气路中，A口和B口通，D口和E口通；另一路到DVC6020的SUP口，作为DVC的气源。当控制信号（控制系统PLC输出到DVC6020的4-20MA信号）增大时，定位器A口输出增大，B口输出减小；增大的A口气压经377AB口、快排阀后作用在汽缸（1061执行机构）上腔；B口的气压经377DE口作为气路放大器2625的输入信号，控制2625输出到气缸（1061执行机构）下腔的压力，活塞往下运动，阀门开口度减小。反之，控制信号减小，定位器A口输出减小，B口增大，这时由于有快排阀和气路放大器2625的作用，活塞快速往上运动，阀门实现快开。当机组安全运行信号或联锁停机信号时，电磁阀接收逻辑顺控发出的数字量控制信号，防喘振阀在极短的时间内快速打开。

当电磁阀失电，对三通电磁阀，1和3通，两通电磁阀1和2通；这时，377SUP口的压力经三通电磁阀3口卸掉，377在内部弹簧的作用下，气路发生转换，B口和C口通，E口和F口通；储气罐的气加上气源的气经377FE口后作为气路放大器2625的控制信号，由于这时储气罐的气压很高（等于减压阀出口压力），使2625全开，储气罐里的气和气源的气以最大流量经2625进入汽缸下腔，上腔的气经快排阀、两通电磁阀快速排向大气，阀门快速打开。

当失气时，由于有单向阀的存在，使得储气罐的压缩空气不致倒流。整个原理同失电一样，只是使阀门快开的只有储气罐里的压缩空气。

4 防喘阀故障开启的分析

分析阀门故障开启的原因：（1）由于气源管路及控制元件的安装方式较为集中，且控制元件依靠铜管作为连接支持；当防喘阀小角度开启放风时，必然会造成放风管道的振动，振动由阀体传至气源管路及控制元件，从而造成气源铜管与控制元件接头处扭力和摩擦，长期的振动会导致此接头处的铜管断裂，导致防喘阀故障开启；（2）防喘阀的定位器安装在阀门气缸的下部，长期的管路共振对阀门定位器内部元件及反馈杆都有一定程度的损坏，且此类故障不易被维修人员发现，对阀门的控制及调节精度产生的较大影响。

5 针对防喘阀故障的设计改进

对防喘阀气路控制部分改进设计实施后，经过在线调试和运行效果评价，从根本上解决了防喘阀在放风时管路振动对阀体气路及控制元件的损坏，保证了防喘阀的安全可靠运行和快速调节风机工况的需求。

参考文献

控制元件范文第10篇

摘要：本文通过对李家峡水电站火灾报警系统联动回路设计方案分析，通过对该套装置投运后的多次烧模板现象进行分析，指出了李家峡水电站火灾报警系统联动回路存在的问题，提出了改进对策。

关键词：火灾报警系统 联动回路 模板 对策

1、前言

李家峡水电站位于青海省境内尖扎县与化隆县交界处，是黄河上游梯级开发规划中的第三级。电站距西宁市公路里程112Km。电站总装机容量2000MW，单击容量400MW，一期工程安装了四台机组，目前均已投产发电，在系统中担任调峰、调频任务。

在火灾报警系统设置方面，李家峡水电站依据大型水电站特殊的运行模式及环境条件采用了新普利斯生产的消防报警控制系统。这套设备的通讯线、电源线以及广播线、电话线外部设备都能较好的工作，并能正确显示故障点和报警点，其中主机控制联动回路，通过相应的接点动作来控制设备。因此，联动回路设计的合理性直接影响着主机使用的寿命及设备控制的准确性。

2、火灾报警系统联动回路原理

李家峡水电站火灾报警控制系统的联动回路接线图如图1所示，此图为火灾报警端子箱中地址式模块原有接线。模块C-ZAM中，1端子为24VDC电源正进线点，3端子为24VDC电源负进线点；5为33VDC通讯电源线正接点，7端子为33VDC通讯电源线负接点；9，10端子为模块C-ZAM动作接点，控制回路或现地控制元件。

图1

3、火灾报警系统联动回路存在的问题

火灾报警系统端子箱中控制模块电源为DC24V、通讯电压为DC33V。控制回路（电压为AC220V）直接接入端子箱中地址式控制模块的开出接点，外部设备能正常工作，并能正确显示故障点和报警点。但主机电源板、回路板等经常被严重烧损，致使主机电源盒（DANGER HIGH VOLTAGE）已无法正常工作，不能及时预告全厂安全事故。

4、原因分析

对每个消防控制箱设备进行全面检查，发现现场所有风机、卷帘门、雨淋阀、空调的控制箱均为AC220V控制箱。风机的控制模块输出端5和7之间有AC220V，设备控制箱有强电，输出模块与控制箱控制模块之间无隔离装置。很明显，主机电源板、回路板、模块等被烧坏是由于强电反送导致，即模块C-ZAM接点动作时通过9，10端子将强电送入模块C-ZAM中，再通过模块C-ZAM 1，3及5，7端子从24VDC电源线及33VDC通讯电源线反送至火灾报警远方控制主机中将控制箱中模板烧毁。

5、对策

为防止出现强电反送至火灾报警系统远方控制主机中将控制箱中模块烧毁现象，就要将火灾报警系统现地控制回路中的强电与弱点有效隔离。现对火灾报警系统现地控制箱的地址式控制模块中加装欧姆龙24VDC继电器，依靠继电器的动作接点代替控制模块中的动作接点来实现控制设备，可有效防止强电反送现象。加装继电器后的接线图如图2所示。

加装继电器后联动回路接线方式如下所示：（1）将所加装的24VDC继电器线圈端子12接至控制模块24VDC电源正进线端子1上；（2）将控制模块C-ZAM动作接点端子10上原有至控制元件接线甩掉，从24VDC继电器线圈端子11接线至控制模块C-ZAM动作接点端子10上；（3）将控制模块C-ZAM动作接点端子9上原有至控制元件接线甩掉，从控制模块C-ZAM动作接点端子9接线至控制模块C-ZAM端子24VDC电源负进线端子3上；（4）将加装的24VDC继电器常开接点端子13接至原控制模块C-ZAM动作接点端子9至控制元件端子处；（5）将加装的24VDC继电器常开接点端子14接至原控制模块C-ZAM动作接点端子10至控制元件端子处。（6）33VDC通讯电源线按原接线方式接线：端子5为正接点，端子7为负接点。

图2

注：11，12端子为继电器线圈端子；13，14端子为继电器接点端子。

改进后原理：控制模块C-ZAM动作接点9，10动作时，24VDC继电器线圈端子11和12导通，即线圈得电，吸磁后使常开接点端子13和14闭合动作，从而控制现地控制元件。待机过程中，控制模块C-ZAM动作接点9，10不动作，24VDC继电器处于失电、失磁状态，强电无法通过24VDC继电器的常开接点端子13和14反送至控制模块C-ZAM中，继电器一直处于不动作、不导通状态，就有效地隔离了弱电和强电，从而解决了主机电源板、回路板、模块等被烧坏的缺陷。

6、结论