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1、目 录引言 （ 3 ） 一、 阀门定位器的作用 （ 3 ） 二、 阀门定位器的工作原理 （ 4 ） 三、 阀门定位器的安装对调校及使用的影响 （ 4 ）1 规范的安装方式 （ 4 ）2 反馈连杆的有效长度与放大倍数 （ 5 ）3 调节阀行程调整后对调节阀行程精度的影响 （ 5 ）四、 阀门定位器使用及调校中的一点误区 （ 6 ） 五、 阀门定位常见故障及分析 （ 7 ）六、 结论 （ 7 ） 阀门定位器的安装及调校故障分析 【摘 要】本文叙述了对力平衡式阀门定位器在安装及调校中的一些看法和亲身体会，并力图分析不同的安装方式对直行程气动薄膜调节阀调校及使用的影响。【关键词】定位器 反馈 水平中心
2、线引言目前，在许多化工、炼油等企业的过程控制系统中，还广泛的使用着气动执行机构。气动薄膜执行机构是这个大家族中最庞大的一个群体，而阀门定位器是直行程气动薄膜执行机构上的一个重要附件。阀门定位器的安装合理与否，决定了直行程气动薄膜调节阀的综合性能，同时也影响整个过程控制系统的调节品质，因而是个不容忽视的关键环节。一、 阀门定位器的作用 阀门定位器与直行程气动薄膜调节阀配合，二者构成了闭环负反馈系统（两位式调节系统除外），提高和改善了直行程气动薄膜调节阀的静态精度及动态特性，保证了直行程气动薄膜调节阀的开度与输入信号之间的线性度。归纳起来，阀门定位器具有以下功能。l 改善调节阀的静态特性，提高阀门
3、位置的线性度。l 改善调节阀的动态特性，减少调节信号的传递滞后。l 改变调节阀的流量特性。l 改变调节阀对信号压力的相应范围，实现份程控制。l 用于加快调节阀的运行速度，克服大膜头大容室造成的传递滞后。l 用于调节阀的正反向动作的换向。 由此看出，在直行程气动薄膜调节阀上加装了阀门定位器之后，其实用性和可用性都大大的提高。但一定要合理的安装和使用，使其发挥应有的作用。二、 阀门定位器的工作原理 阀门定位器是按力平衡原理设计工作的，它是控制阀的主要附件.它将阀杆位移信号作为输入的反馈测量信号,以控制器输出信号作为设定信号，进行比较，当两者有偏差时，改变其到执行机构的输出信号，使执行机构动作，建立
4、了阀杆位移与控制器输出信号之间的一一对应关系。因此，阀门定位器组成以阀杆位移为测量信号，以控制器输出为设定信号的反馈控制系统。该控制系统的操纵变量是阀门定位器去执行机构的输出信号。 由此可知，安装了阀门定位器之后，系统就构成了一个闭环负反馈回路，这个回路的输出精度完全取决于反馈精度的高低。一般输入信号是线性的，所以，我们希望调节阀的开度或行程也与之相对应。当输入信号确定了之后系统的输出只与反馈的精度有关，系统是依据输入与输出偏差来工作的，系统的放大倍数来源于反馈杆、反馈凸轮及弹性元件。为了使用方便，阀门定位器的内部设置了一些调整点，如：输出零点调整点、量程调整点等等。一般需要现场工作人员利用调
5、整反馈杆的长度配合对零点、量程调整满足反馈放大倍数的需要，反馈精度的调整则要靠反馈杆的水平中心线是否与行程的50%点相重合来决定。反馈凸轮及弹性元件属系统的内部元件一般不需调整 。三、 阀门定位器的安装对调校及使用的影响1 规范的安装方式 图（ 1 ）是一般阀门定位器的安装示意图。行程牌O定位器 水平中心线A DBC50%100%反馈联杆0%MAB线段是执行机构0%100%的行程牌，C为行程的50%点，DM直线是反馈杆的水平中心线，OM线段过C点为AB线段的垂直平分线。 它的特点是对称性极强，所以很容易补偿。一般多采用反馈补偿板或反馈凸轮（也有叫反馈曲线板），将最终输出信号补偿成一条与输入相对
6、应的一条直线，从而保证了反馈的精度，保证了阀门开度与输入信号按要求一一对应。 这一点在安装时特别重要。 2反馈连杆的有效长度与反馈放大倍数关系OBAABCDE系统放大倍数的大小确定了系统的灵敏度，那反馈系统的灵敏度当然也与其系统的放大倍数关系密切如图（ 2 ）。 图（ 2 ）反馈连杆的有效长度位移示意图在图（ 2 ）中，AB为阀门直线行程（0%100%），D点为反馈连杆上的动点连接处，OD的距离既是反馈连杆的有效长度，当将动点由D点移到C点时，即反馈杆缩短，相对的反馈角度增大，这时，在相对的行程内反馈量将增加，阀门的行程将达不到要求，量程减小。当将动点由D点移到E点时，即反馈杆加长，相对的反馈
7、角度增加，这时，在相对的行程内反馈量将减小，阀门的行程将超出应有的范围，量程增大。3 调节阀行程调整后对调节阀行程精度的影响 AA1OO1 B1CC1行程B行程当反馈杆的水平中心线与阀位行程牌的中心偏离时，图（ 3 ）所图（ 3 ）阀位行程调整示意图示。这种安装方式带来的现场实际现象是，阀门的始端和终端无法与信号对应，其范围基本与水平线和行程中点的偏差相等，也就是说水平线和行程中点的偏差越大，阀门行程的始端和终端的死区和非线形区就越大，同时调节阀的线性也越差。就此而论反馈杆的水平中心线是否与行程的50%点重合，关系到调节阀的线性及行程的始端和终端的死区。 反馈补偿板或反馈凸轮（也有叫反馈曲线板
8、），在设计时，已经被设计成以反馈行程的50%为中点的向两侧对称展开的反馈曲线板并被定型安装于阀门定位器内，中点时反馈杆正处于水平位置。所以，在安装时一定要认真将阀门定位器反馈杆处于水平位置且与阀门开度的50%点重合，在现场安装时如出现图（ 2 ）及图（ 3 ）一般的现象表现为：线性度差、调整过程中始端或终端出现死区（系统设备完好的情况下）。 四、阀门定位器使用及调校中的一点误区 前一章第三节中所叙述的情况不止出现在施工现场，有一些刚出厂的调节阀所配用的定位器在装配时也出现这种情况，有人认为：线性度差及调节阀不好用均可以通过对定位器内件的调整来解决。其实不然，调节阀不好用不仅与其固有性能有关，还
9、与安装及现场的条件有关，一般只要将上述提出的两点注意到，在保证调节阀的质量没有问题的情况下，只对阀门定位器的零点及量程稍做调整，即可完成对整个执行机构的校验。 有人提出：定位器的输入与其输出及阀门的开度应一致。我认为：这种提法有些不妥，一般情况下不应考虑定位器的输出是否与输入信号或阀门的开度相一致，应考虑定位器的输入是否与阀门的开度相一致，这是才是关键所在。定位器的输入与其输出及阀门的开度应一致的这种提法在现场运行状态下是不可能的。因为在现场运行状态下条件工况很复杂，各种阻碍阀门运行的附加力都需要克服，例如：不同流量下流体对阀芯的不平衡力；不同密度的介质对阀芯的冲击力；不同安装方式对阀芯的作用
10、力等。这些力在调节阀的制造中是无法考虑的十分周全的，都要靠定位器来逐一克服，这样一来就需要定位器的输出超出其正常的需要。所以应考虑输入信号与被控调节阀的实际开度是否对应，不必苛求中间环节。 阀门定位器内部有零点和量程调整机构，在使用时要注意，要尽量使其在中点位置左右（可以通过对反馈杆长度的调整来达到），不然长期运行会对阀门定位器内部的弹性元件造成一定的损坏，缩短阀门的使用寿命。建议在使用零点和量程调整机构时，其调整幅度应在以中点位置为基准的20%，也就是最好在可调范围的30%70%之间。同时也要明白，阀门定位器不是万能的。有人认为调节阀不好用只要安装一台阀门定位器，一切问题将应刃而解。调节阀不
11、好用的问题十分复杂，首先要解决调节阀本身的问题，再应考虑调节阀适应的工况场所，有些十分复杂的工况普通调节阀是不能胜任的，要选择为复杂的工况而特殊设计的调节阀，例如：调节阀前后压差太大；工艺介质情况复杂且含较多杂质等等。应在请有经验的专业技术人员选择合适的调节阀后，再在调节阀上加装阀门定位器，就可以完成预期的任务了。 五、阀门定位常见故障及分析1有输入无输出：检查气源压力是否达到要求；放大器节流孔堵塞，需清洗恒节流孔；喷嘴及背压赃物阻塞，背压最大，检查喷嘴及被压管路，吹扫。2无输入有输出：放大器球阀卡死，检查、清洗放大器；喷嘴挡板关不严，调整喷嘴位置。3输出压力缓慢或不正常：转动部分卡死，造成无
12、反馈力，检查卡死原因，并加表油润滑；放大器球阀受赃物影响关不严，检查清洗放大器；输出管道漏气，检查气路密封，消除漏气；调节阀膜头漏气，检查膜室，更换膜片。4反馈杆脱落：正作用阀门定位器输出跑最大，反作用阀门定位器输出跑最小。六、结论综上所述，阀门定位器安装是否规范，是发挥其应有作用的重要一环。安装时应使阀门开度至于50%，阀门定位器反馈杆处于水平位置且与阀门开度的50%点重合并与运行直线相垂直，这样就能提高反馈的精度，并保证执行机构的线性度。调整反馈杆的长度，合理的选择反馈放大倍数，可以使执行机构的静特性得到提高。执行机构的综合性能得到保证对整个过程控制系统的实际使用具有十分重要的意义。在自动过程控制系统中，阀门定位器的安装与使用是一个关键环节，是不容忽视。第3页
