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1、-浅析传统阀门定位器与智能阀门定位器的原理及调校摘要为了适应自动控制技术水平的不断开展，气动执行器在准确性、灵敏性和稳定性等方面也有了较大的提高，但是目前应用的传统定位器和现在出现的智能阀门定位器存在一定差距。比拟了传统定位器和智能定位器在构造和工作原理上的异同，以及在气动执行器应用上的不同效果，重点介绍了智能定位器的特点、组件、原理和调试方法。通过攀渝钛业的应用实例，说明智能定位器具有质量可靠、调试简单、故障率低等优点，能够满足工艺系统的需求。关键词：定位器 气动执行器 调试 控制精度 反应目录0 引言21 传统电气阀门定位器的工作原理21.2传统定位器的调校31.3传统定位器的故障分析41
2、.4传统阀门定位器的缺乏42 智能电气阀门定位器工作原理52.1智能定位器的组成62.2智能定位器的特点62.3智能定位器的功能62.4智能定位器的调试63实例84结语80 引言电气阀门定位器是气动调节阀的关键之一，其作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号，而且具有阀门定位功能，既克制阀杆摩擦力，又可以克制因介质压力变化而引起的不平衡力，从而能够使阀门快速地跟随、对应于调节器输出的控制信号，实现调节阀快速定位，提升其调节品质。随着智能仪表技术的开展，微电子技术广泛应用在传统仪表中，大大提高了仪表的功能与性能。其在电气阀门定位器中的应用使智能定位器的性能和功能有了一个大的飞跃。1
3、传统电气阀门定位器的工作原理电气阀门定位器的经过几十年的开展。各公司产品虽不尽一样，但根本原理大致一样，下面画简图进展说明。其根本构造组成如图 1 所示。其工作原理是基于力平衡原理。定位器反应杆反应阀门的开度位置变化，当输入信号产生的电磁力矩与定位器的反应系统产生的力矩相等，定位器力平衡系统处于平衡状态，定位器处于稳定状态，此时输入信号与阀位成对应比例关系。当输入信号变化或介质流体作用力等发生变化时，力平衡系统的平衡状态被打破，磁电组件的作用力与因阀杆位置变化引起的反应回路产生的作用力就处于不平衡状态，由于喷嘴和挡板的作用，使定位器气源输出压力发生变化，执行机构气室压力的变化推动执行机构运动，
4、使阀杆定位到新位置，重新与输入信号相对应，到达新的平衡状态。图1.1 传统电/气定位器的部构造图1.2传统定位器的调校1.2.1 零位的调整信号源调至4mA时，假设阀位指针不在零位上，翻开阀门定位器，缓慢调节调零旋钮，使阀位指针指示零位。1.2.2 量程调整信号源调至20mAS时，假设阀位指针不在标牌最大位置时，调整定位器的量程旋钮，使之指示在最大位置。1.2.3 调准量程和零点以后，分别给信号源输入8mA、12mA、16mA、和20mA信号，阀位指针分别指向25%、50%、75%、和100%。如果指示不准确，可微调节调零旋钮，便能指示准确。如果效果任不太好，那就是行程量缺乏，松动量程调节锁紧
5、螺钉，并转动量程调节螺钉吗，调节完毕后拧紧锁紧螺钉。通过反复调整零点和量程，使执行机构的行程在公差围。1.3传统定位器的故障分析1.3.1 阀门定位器由输入信号但是没有输出信号：电磁铁组件发生故障，建议换电磁铁组件；供气压力不对，建议检查气源压力；气动放大器挡板零点调节过高，挡板远离喷嘴；气路堵塞；气路连接有误，包括放大器；电/气定位器输入信号线正负极接反。1.3.2 阀门定位器没有输入信号但输出信号一直最大：气动放大器挡板零点调节过低，挡板过于压紧喷嘴；喷嘴堵塞；输出压力缓慢或不正常会导致调节阀的膜头受损、漏气，造成有输入信号但调节阀动作缓慢故障，使调节阀达不到及时调节的效果，处理方法检查膜
6、室，更换膜片。1.3.3定位器线性不好：反应凸轮或弹簧选择不当或者方向不对；反应连杆机构安装不好或者在*些位置有卡住现象；喷嘴或挡板有异物；背压有轻微泄露现象。为阀门定位器提供的压缩空气必须是经过过滤清洁的空气。工作中拆卸的部件，在调节完毕后一定要正确固定。注意不要使磁性装置受到震动或者对其施加过大压力，这样会使零件受损，工作性能降低。应尽量减少拆卸喷嘴挡板装置的次数。1.4传统阀门定位器的缺乏：1.4.1因采用机械力平衡式原理工作，定位器重有很多相互作用的小零件，可动件较多，容易受温度波动影响，误差较大。1.4.2 耐环境性差，采用机械力平衡式原理的定位器易受到外界振动的影响，外界振动传到力
7、平衡机构，有时会使定位器难以工作。1.4.3装好的调节阀由于尺寸、衬垫摩擦等是多变的，假设将各种调节阀也作相应改变，到达最正确状态，难以实现。1.4.4喷嘴本身就是一个潜在的故障源，易被空气中的灰尘或污染颗粒堵住，使定位器不能正常工作。特别是在钛白粉车间这样粉尘较重的环境下极易被堵住，清理周期大大缩短，影响生产1.4.5 能耗大。常规定位器由喷嘴连续供应压缩空气，哎执行器处于稳定状态也要供应压缩空气，当工厂使用的执行器较多时，能耗较大，也即所费本钱较大。1.4.6 传统定位器手动调整时不用专用设备如减压阀，不中断控制回路是不可能的。1.4.7 传统定位器零点和行程的调整分别用手动调整，需反复进
8、展，很费时间，而且调整有事往往在车间现场，环境温度极高，对仪表维修工来说是个体能的挑战。2 智能电气阀门定位器工作原理智能电气阀门定位器与传统定位器从本质控制规律上根本一样，均是将输入信号与位置反应进展比拟后对输出压力信号进展调节，但在执行元件上智能定位器和传统定位器完全不同，也就是工作方式上二者完全不同。首先采用微处理器为核心，再一个就是采用新型器件。利用新型的压电阀代替了传统定位器中的喷嘴、挡板调压系统来实现对输出压力的调节控制，从而实现阀门位置的准确定位。它采用微处理器给定值和位置反应作比拟，微处理器检测偏差给定值-位置反应信号的大小和方向，用一个五步开关程序来控制压电阀，压电阀将控制指
9、令转换为气动位移增量。当控制偏差很大时，定制器输出一个连续信号；当控制信号不大时，定位器输出脉冲连续；当控制器偏差很小时，则没有控制指令输出。压电阀的主导元件是以个压电开关，它同主控气路连在一起。压电阀由于质量小，可以释放很短的控制脉冲，因而能够到达很高的定位精度。定位器采用适当的安装组件固定到执行机构上，执行机构的位移通过安装的组件检测并由一个刚性连续的导电塑料电位器转换，装在执行机构上的组件检测得到的角度误差被自动校正。智能定位器的工作原理进展说明，其根本构造组成如图 2 所示。2.1智能定位器的组成智能阀门定位器是一种采用高集成度微处理器的数字式现场设备，在构造和工作原理上与传统定位器由
10、很大不同。它体积小、重量轻，定位器部能输出位反信号和限位开关信号，使用该定位器不需要额外增加位反和限位开关，定位器部主要由以下部件组成：2.1.1 电路板组件。它是一种带微处理器和输入电路的主板，LCD屏和操作按钮位于电路板上，电路板安装架留有数个插槽，按编号分别可以插入具有位置反应和报警功能的模块。位置反应模块输出4-20mA位反电流信号，在自动方式时如果执行单元达不到设定位置开到位和关到位或发生故障时，输出一个报警信号，并将故障代码显示在LCD屏上。阀位反应模块和报警模块以及SIA模块的信号之间，在电气上都是隔离的，防止相互干扰。2.1.2由压电阀组够成的气路控制及放大局部，能控制进入执行
11、器的供气量。2.1.3 限位开关触发模块SIA，可发出“开到位和关到位的限位信号。2.2智能定位器的特点智能阀门定位器能实现非常高的质量控制，它有许多常规定位器无法到达的特点2.2.1 通过三个按键和LCD显示可以实现简捷的操作和调试，而常规定位器只能凭借调试人员的经历，通过手动调节零位和量程旋钮进展调试，一般人员不易掌握。2.2.2温度和压缩空气的变化对定位器的影响可以忽略。2.2.3接收的4-20mA指令信号，带HART通信协议，能通过信器采集和修改定位器参数，方便检修员进展更换。2.3智能定位器的功能智能阀门定位器除具备常规定位器的全部功能外，还具有以下常规定位器不具有的功能：2.3.1
12、具有零位和各行程围自动调整的功能。2.3.2具有自诊断功能，并将故障代码显示在LCD屏上，方便检修人员排除故障。2.3.3可设置阀门“严密关闭功能，确保对阀座最大的定位压力，防止阀门关闭不严，产生漏流。2.3.4定位器部的行程检测组件和控制器可以别离安装到诶那个武器罩外部，在温度过高或振动过强的工作环境下这一功能非常有用。2.4智能定位器的调试2.4.1 调试准备检查定位器与执行机构是否已准确连接，并接线正确，给定器提供1.4-7bar的工作气源和18-35V电压源或4-20mA电流源。通过三个按键检查执行器在全部调整围能自由移动，让后移动执行器连杆到达水平位置，显示屏显示仪个48%-52%之
13、间的值，这样定位器能测定的位移将更准确，否则调整定位器连杆。2.4.2自动或手动进展初始化由于这种执行器应用广泛，初始化的过程，实际是定位器微处理器采集执行器数据，从而与该执行器相匹配过程。定位器能自动测定执行器的作用方向、行程实间，并配以手动设置其他少量参数，大多数参数默认即可。2.4.3复制初始化数据，定位器更换当*台定位器出现故障，需要进展更换，而工艺系统又不允许对定位器进展初始化时，可以使用这一功能对定位器调试。更换一台没有经过初始化的定位器给另外在允许的执行器时，用HART通信器从需要更换的定位器采集数据，并复制到新定位器，就能够满足工艺系统要求。等到工艺系统停运时，再对该定位器进展
14、初始化，提高控制精度。以上分别介绍了传统定位器与智能定位器的工作原理及提点性能及调校。下面把两者的比照作个总结：智能阀门定位器不仅能很好地消除或减小传统阀门定位器的一些缺乏，而且智能定位器与传统阀门定位器在性能、使用情况、性能价格比等方面进展比拟，有以下一些特点。如表3所列： 类 型 配用普通定位器的调节阀 配用智能定位器的调节阀 根本误差 小于全行程的+2% 小于全行程的+0.5% 回 差 2% 0.5% 死 区 0.8% 0.1% 阀门的稳定性 稳定 及其稳定 调 校 现场手动调校 通过效验仪在现场、机柜或与DCS通讯调校 信号源 4-20mA或气动信号4-20mA或数字信号 耗气量 大 极 小 性能价格比 低 高 通 讯 无 有 安装、调试 不方便 方 便 表3 传统定位器与智能定位器的比拟此外，智能阀门定位器可以讲全部气源压力送到调节阀的执行机构的膜室，使气源压力得到充分利用，因此提高了执行机构输出力；减少普通阀门定位器气动信号的传递滞后，加快动作速度；进一步改善了调节阀的静态特性和动态特性；通过功能键，智能阀门定位器能方便的进展流量设置，同时它具有现实和报警功能。3实例在我们钛白粉生产车间水解罐上有一个蒸汽阀门长期调节到
