控制閥在過程控制系統(tǒng)的重要作用是人所共知的，控制閥正常工作時需要系統(tǒng)提供氣（電）源、信號源，其氣（電）源、信號源的正確提供是控制閥正常工作的zui基礎(chǔ)的保證。由于控制閥工作的重要性要求，因此，要求過程控制系統(tǒng)要保證氣（電）源、信號源能夠正確、連續(xù)的提供給控制閥。而實際情況是：過程控制系統(tǒng)無法毫無差錯地保證上述氣（電）源、信號源（簡稱三源）正確、連續(xù)的提供，因此，在控制閥上要采取相應(yīng)的保護(hù)措施，即控制閥的三斷（斷氣源、電源、信號源）保護(hù)措施。
　　
　　實際上，控制閥的控制方式有許多種，連接的附件又是多種多樣的，那么，控制閥的三斷保護(hù)措施的控制閥大多需要有位置反饋裝置，輸出反饋信號，配有手輪機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)故障時的手動操作。本文根據(jù)三斷保護(hù)的不同要求，列舉不同的保護(hù)方案，并對不同的保護(hù)方案進(jìn)行分析，與業(yè)界同行共同探討。本文討論的三斷保護(hù)方案主要有以下幾種：
　　
　　一、智能電-氣閥門定位器方案（控制閥配用智能電-氣閥門定位器）
　　
　　二、模擬電-氣閥門定位器方案（控制閥配用模擬電-氣閥門定位器）
　　
　　三、電-氣轉(zhuǎn)換器＋氣動閥門定位器方案（控制閥配用電-氣轉(zhuǎn)換器＋氣動閥門定位器）
　　
　　四、模擬氣動閥門定位器方案（控制閥配用模擬氣動閥門定位器）
　　
　　五、智能電運(yùn)控制方案
　　
　　另外本文還將討論其他特殊情況下的保護(hù)方案。
　　　　其具體方案見圖1　　
　　本方案主要由氣動控制閥、智能電-氣閥門定位器、失電（信號）比較器、單電控電磁換向閥、氣動保位閥等組成。其工作原理如下：
　　
　　1.斷氣源：當(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障（失氣）時，氣動保位閥自動關(guān)閉將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。該保位閥應(yīng)設(shè)定在略低于氣源的zui小值時啟動。
　　
　　2.斷電源：當(dāng)控制系統(tǒng)電源故障（失電）時，失電（信號）比較器控制單電控電磁換向閥的輸出電壓消失，單電控電磁換向閥失電，單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復(fù)位彈簧的作用下滑動，電磁閥換向，將氣動保位閥的膜室壓力排空，氣動保位閥關(guān)閉，將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。
　　
　　3.斷信號：當(dāng)控制系統(tǒng)信號故障（失信號）時，失電（信號）比較器檢測到后，斷掉單電控電磁換向閥的電壓信號，單電控電磁換向閥失電，單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復(fù)位彈簧的作用下滑動，電磁閥換向，將氣動保位閥的膜室壓力排空，氣動保位閥關(guān)閉，將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。
　　
　　位置反饋信號由智能電-氣閥門定位器給出，無需配用閥位信號返回器。一般情況下，智能電-氣閥門定位器本身自帶或附加位置反饋模塊即可實現(xiàn)位置反饋。
　　
　　本方案的優(yōu)點：所用附件相對較少（無需閥位信號返回器），占用空間較小。安裝、調(diào)試比較方便、簡單、快捷。“三斷”保護(hù)啟動時，系統(tǒng)反應(yīng)較快，動作迅速。
　　
　　本方案的缺點：電磁閥長期帶電，影響使用壽命。整體造價較高，對所配用的附件可靠性要求較高。
　　
　　二、模擬電-氣閥門定位器方案控制閥配用模擬電-氣閥門定位器
　　
　　其具體方案見圖2　　
　　本方案主要由氣動控制閥、模擬電-氣閥門定位器、失電（信號）比較器、單電控電磁換向閥、氣動保位閥、閥位信號返回器等組成。其工作原理與智能電-氣閥門定位器方案相同。
　　
　　位置反饋信號由閥位信號返回器給出。
　　
　　本方案的優(yōu)點：“三斷”保護(hù)啟動時，系統(tǒng)反應(yīng)較快，動作迅速。整體造價比方案（一）低。
　　
　　本方案的缺點：電磁閥長期帶電，影響使用壽命。配用附件較多，安裝、調(diào)試比方案（一）復(fù)雜一些，閥位反饋需另配閥位信號返回器，在配用手輪的情況下，比較復(fù)雜。
　　
　　三、電-氣轉(zhuǎn)換器＋氣動閥門定位器方案控制閥配用電-氣轉(zhuǎn)換器＋氣動閥門定位器
　　
　　其具體方案見圖3　　
　　本方案主要由氣動控制閥、模擬氣動閥門定位器、電-氣轉(zhuǎn)換器、氣動保位閥、閥位信號返回器等組成。其工作原理如下：
　　
　　1.斷氣源：當(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障（失氣）時，用于控制氣源丟失的氣動保位閥自動關(guān)閉，將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。該保位閥應(yīng)設(shè)定在略低于氣源的zui小值時啟動。
　　
　　2.斷信號：當(dāng)控制系統(tǒng)信號故障（失信號）時，電-氣轉(zhuǎn)換器的輸出信號壓力同步丟失，用于控制信號丟失的氣動保位閥自動關(guān)閉，將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。該保位閥應(yīng)設(shè)定在略低于輸入信號的zui小值時啟動。
　　
　　由于本方案沒有電源，故無斷電源保護(hù)。
　　
　　位置反饋信號由閥位信號返回器給出。
　　
　　本方案的優(yōu)點：無需電源保護(hù)，只實現(xiàn)兩斷保護(hù)即可，可用于防爆要求嚴(yán)格的場合。
　　
　　本方案的缺點：斷信號保護(hù)時，有極短時的滯后，配用附件較多，安裝、調(diào)試比方案（一）復(fù)雜一些，閥位反饋需另配閥位信號返回器，在配用手輪的情況下，比較復(fù)雜。
　　
　　四、模擬氣動閥門定位器方案控制閥配用模擬氣動閥門定位器
　　
　　其具體方案見圖4　　
　　本方案主要由氣動控制閥、模擬氣動閥門定位器、氣動保位閥、閥位信號返回器等組成。其工作原理如下：
　　
　　1.斷氣源：當(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障（失氣）時，用于控制氣源丟失的氣動保位閥自動關(guān)閉，將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。該保位閥應(yīng)設(shè)定在略低于氣源的zui小值時啟動。
　　
　　2.斷信號：當(dāng)控制系統(tǒng)信號故障（失信號）時，用于控制信號丟失的氣動保位閥自動關(guān)閉，將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。該保位閥應(yīng)設(shè)定在略低于輸入信號的zui小值時啟動。斷信號保護(hù)時，有一定的滯后，滯后的時間與氣動信號管線的長短有關(guān)。
　　
　　由于本方案沒有電源，故無斷電源保護(hù)。
　　
　　位置反饋信號由閥位信號返回器給出。
　　
　　本方案的優(yōu)點：配用附件較少，方便安裝、調(diào)試。整體造價較高，可用于防爆要求特別高的場合。
　　
　　本方案的缺點：斷信號保護(hù)時，有一定的滯后，滯后的時間信號管線的長短有關(guān)。閥位反饋需另配閥位信號返回器，在配用手輪的情況下，比較復(fù)雜。只適用于氣動信號場合。
　　
　　五、智能電動控制閥方案
　　
　　智能電動控制閥是由智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥門組成，智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身具有斷電源保位功能，斷信號時可選擇保持原位、全關(guān)、全開的功能。并且本身帶有閥位信號返回功能。應(yīng)用范圍較廣。（工作原理圖略）
　　
　　本方案的優(yōu)點：無需接入氣源，只實現(xiàn)兩斷保護(hù)即可。占用空間較小。安裝、調(diào)試比較方便、簡單、快捷。“兩斷”保護(hù)啟動時，系統(tǒng)反應(yīng)較快，動作迅速。閥門本身具有閥位信號返回功能，無需另裝閥位信號返回器。
　　
　　本方案的缺點：整體造價較高，在防爆要求特別嚴(yán)格的場合，使用受限。
　　
　　以上方案是三斷保護(hù)方案的zui基本的方案，且在三斷時，閥門保持在原位置（保位）。如果需要其它保護(hù)方式，可在以上方案上變化即可。
　　
　　下面介紹一種氣源故障（失氣）時，雙作用閥門實現(xiàn)全開或全閉的保護(hù)方案。見圖5：　　
　　本方案主要由控制閥、氣控?fù)Q向閥、定位器、自鎖閥、單向閥、減壓閥、儲氣罐等組成。其工作原理如下：
　　
　　當(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障（失氣）時，自鎖閥（其作用方式與保位閥相反）自動打開，將氣控?fù)Q向閥的控制氣源撤消，氣控?fù)Q向閥的滑閥在彈簧的作用下復(fù)位，兩個氣控?fù)Q向閥中的其中一個排氣，另一個進(jìn)氣，單向閥關(guān)閉，氣源由儲氣罐中儲存的氣源向閥門供氣，從而實現(xiàn)閥門的全關(guān)或全開。全關(guān)或全開的轉(zhuǎn)換可通過調(diào)整氣控?fù)Q向閥的連接方式實現(xiàn)。
　　
　　如果要實現(xiàn)閥門保位，加裝氣動保位閥并改變管路連接，用自鎖閥直接控制保位閥，取消氣控?fù)Q向閥、單向閥、儲氣罐即可。
　　
　　若要實現(xiàn)斷氣源時，能夠保證閥門有若干次的動作，可采用以下方案。見圖6：　　本方案由儲氣罐、單向閥、閉鎖閥、截止閥等組成。其工作原理如下：
　　
　　當(dāng)氣源故障（失氣）時，單向閥關(guān)閉，閉鎖閥失氣，在閉鎖閥的浮滑閥在彈簧的作用下復(fù)位，氣路換向，斷開系統(tǒng)的氣源管路，接通儲氣罐管路，由儲氣罐向閥門供氣，以保證閥門有若干次動作，實現(xiàn)連續(xù)控制的目的。由于儲氣罐的容量有限，且儲氣罐中的氣源壓力隨著閥門動作不斷下降，不可長期使用儲氣罐為閥門供氣。本方案配用儲氣罐的容量應(yīng)比一般保護(hù)用儲氣罐的容量大。本方案在斷氣源時，閥門動作的次數(shù)與儲氣罐的容量有關(guān)。
　　
　　以上列出的若干種保護(hù)方案只是幾種基本形式，若要實現(xiàn)不同的保護(hù)目的可在上述方案中適當(dāng)修改。由于所列方案各有優(yōu)、缺點，在實際使用中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的具體情況，可按實際需要選用不同的方案。對于三斷保護(hù)，在預(yù)算可能的情況下，綜合各種因素，筆者推薦方案（一）、方案（五）。