技能大赛中气动薄膜控制阀的组装与校验

职业院校技能大赛对加强学生技能培养、深化实践教学改革、转变教师的教学理念、构建实践教学体系以及科学制定实践教学质量标准和评价体系具有很强的促进作用。2008年10月“，中控杯”全国化工仪表维修工职业技能大赛在河北化工医药职业技术学院举行，大赛除理论考核外，共设4个技能操作项目，分别涉及检测仪表、控制仪表的安装、参数设置与校验；DCS控制系统的仿真与组态；过程控制系统的投运与参数整定；大面积涵盖了生产过程自动化技术专业的专业操作技能。其中，项目“气动薄膜调节阀的组装与电气阀门定位器的联校”为单人项目，要求选手在90min内完成。
    1 气动薄膜控制阀的考核内容
    1.1 设备构成及其原理

  该系统主要由气动薄膜执行机构、控制机构、电气阀门定位器和操作器四部分构成。其中执行机构为川仪十一厂生产的HA2R，其工作的压力范围是80～240kPa，压力信号从下膜盖进入，为反作用执行机构；控制机构的型号为HTS，直通单座正装阀，直线流量特性，额定行程为25mm；电器阀门定位器也采用川仪十一厂的HEP-15；操作器为百特工控的DFQ566F，其模拟实际过程控制系统中控制器的角色，可以产生4～20mA，0～10mA以及1～5V等标准的电流或电压信号，信号范围大小可通过面板上的加减按钮进行选择和调节，以控制控制阀的开度。

1.2 项目考核内容
       气动薄膜控制阀的考核内容分为气动薄膜控制阀的组装、控制阀与电－气阀门定位器的连接、电路气路连接、控制阀与阀门定位器调校、设备复位整理以及文明比赛等五部分内容。要求选手工具选择正确、操作规范，各器件的安装先后顺序正确；器件组装方法及位置正确、连接牢靠、无漏气现象；调校方法正确，校验结果满足精度要求，数据处理方法得当；在要求的时间内能完成设备复位，即拆卸恢复为比赛开始时的状态。另外，要求选手在比赛过程中严格遵守考场纪律、文明操作。
       2 气动薄膜控制阀校验系统的组装
       2.1 控制阀的组装
       气动薄膜控制阀的组装从阀芯开始，然后安装阀盖，阀盖的6颗螺母要均匀上紧，以保证阀的密封性；比赛过程中，为方便操作，先装执行机构支架再装膜头内件和上膜盖，执行机构支架安装的关键是牢固。否则，在使用过程中会发生危险；而膜盖的安装是组装过程中最费时的环节，但一定要有次序地均匀拧紧膜盖螺丝，以防漏气。
       2.2 推杆行程的校验
       执行机构与控制机构都组装完成以后，因对膜头内件重新进行了组装，所以要进行推杆行程的校验。校验的目的有两个：一是保证执行机构能够正常工作，走够全行程；二是保证气压信号在压力范围下限值时，阀门全关。校验时首先给膜头施加信号下限的压力值（80kPa），使推杆稍稍向上移动，然后将压力增大再减小至下限值，此时，通过开缝螺丝连接推杆和阀杆，安装百分表并调零，固定指针，使其指向行程标尺的零位。
       2.3 定位器的安装
       定位器的安装直接影响到了控制阀与定位器的联校，如果安装不到位，会使检验变得很困难。定位器首先要预固定在执行机构支架上，并且保持垂直；插销件安装在指针块的螺孔中，而不要装在开封螺丝的螺孔中；给膜头施加信号范围一半大小的压力值（160kPa），使指针指向行程的正中间（12.5mm），此时将定位器的反馈杆安装水平，即与定位器呈90°夹角。若无法装水平，则重新调整定位器的上下位置，直至装平为止。
       3 气动薄膜控制阀的校验
       气动薄膜控制阀与定位器的联校是技能大赛的一个难点，它不仅要求选手具有过硬的技能，还要有丰富的理论知识、实践经验以及良好的心理素质。常规的校验方法是在反馈杆已安装水平的前提下，通过操作器向系统施加4mA的电流信号，调整定位器的调零旋钮，使控制阀刚刚开启；然后向系统施加20mA的电流信号，调整定位器的行程旋钮，使控制阀全开，指针指向25mm。由于零点与行程相互影响，故需要反复进行调整。该方法要达到检验精度，使0%、25%、50%、75%、100%5点均在所要求的误差范围±1%以内，至少要反复调整4～5次，若反馈杆没有安装水平，花费很长的时间也难以达到精度要求。
       通过训练、摸索，总结出了一种更加快捷方便的校验方法，也更加有效地解决了比赛中遇到的问题。在反馈杆已安装水平的前提下，首先通过操作器向系统施加12mA（50%）的电流信号，调整定位器的调零旋钮，使指针指向行程标尺的中间位置，即12.5mm。然后分别向系统施加4、20mA的电流信号，验证零点和量程，若两点均稍高或稍低且偏离较小，只需逆时针或顺时针微调调零旋钮；若零点与量程偏离方向正好相反且偏离大小相当，则调零旋钮保持不变，调整量程旋钮即可；若两点同方向偏离较大或两点偏离方向正好相反但偏离大小相差较大，则是反馈杆没有安装水平所致，无需再浪费时间校验，重新安装反馈杆再进行校验。
       4 结束语
       通过筹备、参加化工仪表维修工技能大赛中的“气动薄膜控制阀的组装与校验”，掌握了气动薄膜控制阀组装的技能与技巧，提出了气动薄膜控制阀与阀门定位器的校验的新方法，大大提高了校验速度，降低了校验难度。选手利用该方法进行控制阀的组装与校验，包揽了该项目的前两名。以化工仪表维修工职业标准为依据的技能大赛引导了高职院校自动控制类专业教学改革发展方向，促进了工学结合人才培养模式的改革与创新，并推动了技能人才队伍的整体发展与建设。