两线制控制阀三断保护概述

气动控制阀主要由气动执行机构、控制阀及控制器构成，智能控制器（如DVC6200，SIPART PS2等），与气动执行机构、阀位传感器构成了行程控制闭环，它与过程控制系统形成的双闭环控制系统，能提高过程控制系统性能。目前气动控制阀由智能控制器控制，智能控制器尽管改善了过程控制系统性能，但其可靠工作离不开稳定的系统气源、电源及电信号。在过程控制系统故障时，气源、电源及电信号会出现异常，智能气动控制阀如不具备失效保护功能，过程参量将会失控，影响过程生产，严重时会发生事故。

按系统失效方式不同，智能气动控制阀失效安全保护可分为：

1)失气保护

当失去气源或气源压力低于安全值时，气动执行机构能驱动控制阀，实现阀的位置保持、全开或全关。

2)失电信号保护

当失去电信号或电信号低于安全值时，气动执行机构能驱动控制阀，实现阀的位置保持、全开或全关。

3)失电源保护

当失去电源时，气动执行机构能驱动控制阀，实现阀的位置保持、全开或全关。（该失效保护模式主要用于需要单独供电的气动控制阀，智能气动控制阀由信号直接供电，故应用此失效保护功能较少）

过程控制系统中的模拟信号（主要是4~20mA）是目前控制阀与过程控制系统通讯的主要信号，尽管标准模拟信号（主要是4~20mA）具有一定的带载能力，但如果过程控制设备负载较大，为其供电依然必不可少，因此过程控制设备接线形式有不同类型，主要有两线制，三线制及四线制。

三线制及四线制均可为过程控制设备供电，其中四线制中电源及信号相互独立，可供电220VAC或24VDC，而三线制中信号与电源共一路线，通常为24VDC。两线制无需外部供电，依靠标准模拟信号的带载能力直接驱动过程控制设备。

由于常规的三断保护采用电磁阀执行安全动作，4~20mA模拟信号带载能力无法正常驱动电磁阀，故一般采用四线制。而两线制失效解决方案，采用的微功耗技术，配备安全阀（FISHER377，167D或SMD IL201，IL211），可以直接串联在两线制系统中工作，实现了两线制的控制阀三断保护。

与四线制相比，两线制系统失效控制阀安全保护方案特点有以下：

1）直接由信号供电，无需额外电源，系统构成简单，成本低，安装方便，易于维护

2）抗干扰能力强，有利于改善过程控制系统可靠性及稳定性；

3）微功耗先导气控阀，更适合应用于有防爆要求的恶劣环境；

4）两线制带载能力有限，对智能控制器阻抗要求较高；

5）微功耗先导气控阀对控制气路工作介质要求较高；

针对不同气动执行机构，两线制系统失效控制阀安全保护方案有不同的应用，如单作用气动执行器（包括薄膜式及单作用活塞式）的气动控制阀失效保位及失效充气，双作用气动执行器的气动控制阀失效保位及失效充气应用等。

因此，基于微功耗的两线制失效控制阀三断保护方案，与四线制相比，不但简化系统、降低了成本，且安装维护方便，同时无外接电源，抗干扰能力强，可有效提高过程控制系统的安全性及可靠性，具有一定的实际工程意义。