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SVI_II_AP智能电气阀门定位器的原理和应用

SVI Ⅱ AP 智能电气阀门定位器的原理和应用

李宝华

摘要：梅索尼兰（Masoneilan ）是全球控制阀领军品牌，是最早研发数字式电气阀门定位器的厂商之一，其

最新的智能电气阀门定位器产品是高性能的SVI Ⅱ AP （Smart V alve Interface, Advanced Performance ），基于模块化设计，结构紧凑，耐严酷工况，采用非接触阀位传感器和在板32位微处理器进行定位控制并具有诊断功能，通过HART 通信实时性能监视和获取数据分析有效开展了控制阀预测性维护，实现现场显示、远程通信和故障诊断。

关键词：SVI Ⅱ AP ；智能电气阀门定位器；原理；应用

引言

科学技术的发展助推全球制造业，流程工业生产装置在控制系统和测量仪表率先数字化智能化，市场需求促使控制阀厂商加快推进以智能电气阀门定位器为核心的数字解决方案。梅索尼兰（Masoneilan ）是全球控制阀领军品牌，始于1882年，历经131年发展之路，1985年从属徳莱赛集团（DRESSER ），2011年随徳莱赛归于美国通用电气（GE ）旗下，公司几经转换但控制阀技术领先依旧。控制阀流量系数Cv 、压力恢复系数F L 都是梅索尼兰提出后被业内接受，还有控制阀噪声计算、抗空化气蚀、蒸汽应用和苛刻工况解决方案等技术创新一直影响着控制阀行业发展。

梅索尼兰在上世纪八十年代初期首先研发支持HART 通信的数字式电气阀门定位器，实现了远方校准和性能监控。SVI （Smart V alve Interface ）系列智能电气阀门定位器采用非接触阀位传感器和在板微处理器进行定位控制并具有诊断功能，通过HART 通信实时性能监视和获取数据分析有效开展了控制阀预测性维护。从SVI 系列到SVI Ⅱ再到目前高性能的SVI Ⅱ AP （Smart V alve Interface, Advanced Performance ）和在线诊断软件ValVue ，实现现场显示、远程通信和故障诊断，梅索尼兰不断研发和创新，持续引领智能电气阀门定位器先进技术。本文重点对SVI Ⅱ AP 智能电气阀门定位器进行介绍。

结构组成

SVI Ⅱ AP 主要由壳体和盖子、电子模块、本机LCD 显示和操作、气路基板、I/P 电气转换器、气动放大器等组成，见图2所示。整机基于模块化设计，结构紧凑，铝合金壳体（总重3.3kg ）或不锈钢壳体（总重7.3kg ），防护等级IP66和隔爆Ex d ，适应多种严酷工况，为IEC 61508的SIL2安全设备；采用磁耦合的非接触式阀位传感器（霍尔元件），没有穿过壳体的测量传动轴从而避免了轴环隙渗漏，壳内无可动部件故耐振性能好，检测阀位信号的分辨率高达0.0015%，测量精确响应快速；电子模块完全封装，涂层抗菌处理，耐恶劣环境；气动部件坚固可靠，气动放大器分单作用的标准型（加气Cv=0.57和排气Cv=0.53）和大气量型（Cv=2.2，620kPa 气源压力时输出气量达2900升/分）以及双作用输出型，可用于单作用或双作用气动角行程执行机构（转角18-140o）和气动直行程执行机构（标准安装的6.4-150mm ，大于150mm 按需求）。

SVI Ⅱ AP 选用32位微处理器，最多5个压力传感器，支持HART 通信和EDDL 、FDT/DTM 及系统集成，远方校准和性能监控，应用在线诊断软件ValVue 实现控制阀预测性维护，本机现场操作可选防爆按键和LCD 显示或使用HART 现场通信手操器。SVI Ⅱ AP 可选分体式阀位传感器应对现场高振动和高温度，连接电缆最长30米；还可选择配置二线制阀位变送器和2个固态阀位开关。

图1 SVI Ⅱ AP 智能电气阀门定位器

SVI Ⅱ AP 单作用 SVI Ⅱ AP 双作用 SVI Ⅱ AP 大气量装在角行程控制阀装在直行程控制阀

工作原理

参见图3，SVI Ⅱ AP 为二线制电流回路供电，输入控制信号4-20mADC+HART ，最小启动电流

3.2mADC ，20mADC 时负载电压9.0VDC 。当阀门定位器正确安装到控制阀、输入控制信号（回路电源）和气源接通后，电子模块中的微处理器开始读取输入控制信号（阀位设定值）和阀位传感器的行程/转角信号，同一化后并进行比较运算，对两者的偏差按非线性PID 算法处理，输出I 给喷嘴挡板结构的I/P 电气转换器的电磁线圈，引起喷嘴挡板间气隙改变，进而变为相对应的前置气信号P I ，再经气动放大器气量放大，使气动输出P1变化，加到气动执行机构（图3中的气动薄膜执行机构）上驱动推杆/阀杆位移到设定位置。若是双作用气动输出，气动部件还配置反向输出放大器（输出P2），形成双作用输出给气缸式气动执行机构（图3中蓝色的双作用气动执行机构）。所定位的控制阀流量特性可设置组态为线性、等百分比50：1、等百分比30：1、快开、用户自定义（11点）、Camflex 等百分比（梅索尼兰的旋转阀）。性能指标按照ISA75.13/IEC 61514标准，精度为±0.5%FS ，线性度为±1%FS ，滞后和死区为±0.3%FS ，重复性为±0.3%。

SVI Ⅱ AP 可选配5个压力传感器：气源压力、大气压力、I/P 电气转换器压力、气动输出P1、气动输出P2（双作用的反向输出）；还配有线路板的温度传感器测量壳内工作温度。这些检测信号都是用来性能监视和故障诊断。

可快速拆卸更换的有电子模块的线路板、气动部件的I/P 电气转换器和气动放大器、LCD 和按键，维护方便简洁，考虑到应用环境则在现场只能进行拆卸更换气动部件的盖子、I/P 电气转换器和气动放大器的操作。

图3 SVI Ⅱ AP 智能电气阀门定位器方框图图2 SVI Ⅱ AP 智能电气阀门定位器结构图

安装连接

SVI Ⅱ AP 的安装连接设计主要是适配梅索尼兰的角行程控制阀（如Camflex 旋转阀，转角0-60o）和直行程控制阀所用的气动执行机构（如87/88型），也可安装连接到其它型号的控制阀/气动执行机构。

安装连接步骤依次为将安装托架装配在控制阀/气动执行机构上、在旋转阀延长轴上安装磁钢部件或装配用于直行程控制阀的连接杆和反馈杆并安装磁钢部件、将SVI Ⅱ AP 固定在安装托架上（若选分体式则安装专门的安装托架和阀位传感器组件）、连接信号气管路和气源管路、电气接线。

参见图4，举例梅索尼兰Camflex 旋转阀：用两个5/16-18UNC 平头螺丝将安装托架固定在Camflex 的气动执行机构上，托架长端通常朝向左侧；用1/4-28UNC 平头内六角螺丝把延长轴固定在旋转轴外端；磁钢部件插入延长轴，在阀全关位置状态下，转动磁钢部件使磁钢轴线垂直，保持磁钢部件端面与安装托架端面平齐，扭紧延长轴上的两个M6内六角螺丝固定好磁钢组件，然后把V 型橡胶密封件套在磁钢组件上；用4个M6 x 20内六角螺丝把SVI Ⅱ AP 固定到安装托架上，托架端面要保持洁净无异物，与磁钢部件对中确保期转动不受到阻碍，并密封良好。其它类型角行程控制阀的安装按照厂家相关要求。

参见图5，在安装到直行程控制阀上时，安装托架有不同固定孔及具体要求，磁钢部件带有外罩，直接固定在反馈杆上，气动执行机构推杆/阀杆通过连杆与反馈杆相连，将阀位的提升位移转换为反馈杆/磁钢部件的转角，不同的行程选择连接反馈杆上相对应的孔。

对于双作用气动执行机构，SVI Ⅱ AP 有两个气动输出P1和P2，根据气缸式气动执行机构的不同和阀的故障安全位置要求不同，安装状态和P1和P2的连接参见图6。无弹簧气缸执行机构在气源故障时若要回复到故障安全位置还需要适配备用气源或相应的仪表空气储罐等。气源压力为140至690kPa （20至100psi ），双作用类型气源压力可到1.03MPa （150psi ）。气源和输出端口为?″NPT 终端接头（大气量型为?″NPT 终端接头）。

组态和校准

安装完成和气动接管及电气接线检查核对无误后，接通回路供电和按供气要求的压力接通气源，便可对阀门定位器进行组态和校准，有三种方式：本机LCD 和3个操作按键、HART 现场通信手操器（GE Druck DPI620、 HH375/475、MFC4100等）、使用V alVue 软件或FDT 架构的工具软件。

参考的校验接线和电子模块端子布置见图7。本机显示LCD 和操作按键见图8，LCD 显示为3行，每行9个字符，第一行通常显示数据，第二行显示代表阀位的棒图，第三行通常显示说明或含义。操作按键和盖子位于LCD 下方，打开盖子可见：左边的“*”键（Select ）为选择键，可“选择”或“接受”当前所显示的数值或参数选项；中间的“-”键（Back ）为向后键，可按菜单结构返回菜单上一个项目，或减少当前图4 安装到Camflex 旋转阀

图5 安装到直行程控制阀图6 双作用输出P1和P2的连接

显示的数值，按住时可加速减少；右边的“+”键（Forward ）为向前键，可按菜单结构调出菜单下一个项目，或增加当前显示的数值，按住时可加速增加。

SVI Ⅱ AP 有正常运行（NORMAL ）和手动操作（MANUAL ）两种操作模式、组态（CONFIG ）和校准（CALIB ）两种设置（SETUP ）模式，还有故障安全（FAILSAFE ）和复位（RESET ）两个故障处理和上电的模式。

SVI Ⅱ AP 出厂缺省设置为正常运行模式，初次上电时LCD 会循环显示PRES （压力单位和数值）、SIGNAL （输入控制信号电流）、POS （阀位）等参数，间隔1.5秒，若在LCD 左上角显示“！”表示有更多的可用状态。若设置为手动操作模式，上电后LCD 会循环显示POS-M 和SIG 及中间行棒图显示阀位开度。若失电后再次上电，则保持失电时已设置的操作模式。

图8 LCD 和操作按键

图7 接线与电子模块端子布置

图9 正常运行模式、手动操作模式的菜单结构

在正常运行模式循环显示时，按任意键出现显示NORMAL ，若按“+”键可进入下一菜单MANUAL ，若按“*”键回到正常运行模式循环显示；在手动操作模式循环显示时，按任意键出现显示MANPOS ，若按“*”键进入手动阀位，可使用“+”或“-”键选择数值和按“*”键返回，若按“+”键可进入下一菜单SETUP ，再按“+”键就进入到出现显示NORMAL 。

参见图9。用操作按键查看设置参数：在正常运行模式循环显示时，按任意键出现显示NORMAL ，按“+”键出现显示MANUAL ，再按“+”键出现显示VIEW DATA ，或在手动操作模式循环显示时，按任意键出现显示MANPOS ，连着按四次“+”键到出现显示VIEW DATA ，此时按“*”键便进入VIEW DATA 菜单，可以按“*”键查依次查看或设置气动执行机构类型（单作用或双作用）、作用（A TO 气开或A TC 气关）、阀流量特性、压力单位、紧密关闭（ON 或OFF ）、信号低限、信号高限，按“*”键退出VIEW DA TA 。

用操作按键设置组态和校准：在正常运行模式循环显示时，按任意键出现显示NORMAL ，按“+”键出现MANUAL ，按“*”键后，进入手动操作模式循环显示，按任意键出现显示MANPOS ，再按“+”键到显示SETUP ，按“*”键进入设置菜单的CONFIG （组态），按“*”键进入组态菜单可检查和调整设置组态（参见图10），否则继续按“+”键到CALIB （校准），此时按“*”键进入校准菜单出现STOPS ，按“*”键选择RUNNING （运行）执行STOPS ，观察控制阀从全开到全关，按“*”键后进行控制阀行程自校准，STOPS 过程结束后再按“+”键知道出现显示TUNE （自适应），若按“*”键则选择执行自适应功能，这个操作需要3至10分钟用不同的阶跃测试来整定PID 以获得最优化的动态响应，自适应整定执行过程中在LCD 上会显示数字信息，表示过程正在进行，自适应校准结束后显示TUNE ，多次按“+”键直到显示出现SETUP ，再按“+”键便回到NORMAL 正常运行模式，控制阀会按新校准参数移动到指定的阀位。更多具体操作以及使用HART 通信组态和校准的方法请参照厂家提供的手册。

性能监视和故障诊断

SVI Ⅱ AP 的诊断功能分为SD 标准版和AD 增强版，提供连续诊断、离线诊断、在线诊断三种方式。连续诊断包括定位器运行、行程累计、行程方向改变次数、运行时间、性能相关的报警信息等。离线诊断借助V alVue 软件进行单个或多个阶跃的动态测试，获得工作台弹簧压力、量化的控制阀摩擦力和阀门定位器初生值。在线诊断监视阀位、输入控制信号、气源压力、输出压力、I/P 电气转换器压力和气动系统性能、电子模块温度，以及定位性能和控制阀摩擦力等。

使用V alVue 软件进行性能监视产生在线控制阀初生值，关键的性能监视显示有SD 版和AD

版共有的图10 组态设置菜单

响应时间、设定值偏差、阀位超调量、振荡、滞后，及AD 版的摩擦力以及气动执行机构弹簧的压力范围等。

离线控制阀初生值：SD 版有阀门定位器初生值（滞后、死区和定位精度）和阶跃测试初生值（响应时间、滞后、死区、超调和灵敏度，图11a ）。AD 版有全行程测试初生值（控制阀/气动执行机构摩擦力、弹簧范围和校准、气动执行机构压力、终端阀位关闭分析、高分辨率，图11b ）、终端阀位关闭分析（非关闭与关闭、阀芯与阀座的接触、关闭力，图11c ）、控制阀初生值（控制阀/气动执行机构摩擦力、弹簧范围和校准、响应时间、气动执行机构压力、初生值存储）。

结束语

SVI Ⅱ AP 智能电气阀门定位器结构紧凑、坚固耐用，适应恶劣环境下的工业应用，是高性能高可靠性的HART 通信现场设备，实现了定位控制、现场显示、远程通信和故障诊断。气动部件的多种选项适用单作用或双作用或大气量的气动执行机构，并且是单独模块设计方便维护更换。多达5个压力传感器和易于使用的V alVue 软件提升了性能监视和故障诊断功能。

参考文献：

1. Masoneilan GEA19099 SVI Ⅱ AP Digital Valve Positioner_Brochure_English, 2011.10

2. Masoneilan SVI Ⅱ AP Installation and Maintenance Manual(Rev G)

3. Masoneilan GEA20218 SVI Ⅱ AP – High Capacity - FINAL 2013.2

LBH 2013.12.9

图11 性能测试的初生值

a. 阶跃测试初生值

b.终端阀位关闭分析

c.全行程测试初生值

智能阀门定位器中压电阀工作原理

智能阀门定位器中压电阀工作原理 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

0引言阀门定位器是气动调节阀的配套产品，长期以来国产的阀门定位器是使用模拟信号和力平衡原理方法实现的。近年来，由于电子技术的发展，国外多家公司推出了智能阀门定位器，因为其控制精度高、可靠性好、抗振性好、调试方便、流量特性可在线修改、可远程通讯等优越性能，深受用户的青睐。我公司经过多年攻关，研制出HVP型智能阀门定位器，该产品由CPU模板、阀门电流反馈模板、HART通讯模板、报警模板、显示模板、精密位置传感器和I／P 转换单元组成。 I／P转换单元是阀门定位器重要的关键部件之一，其可控性、抗振动性、耗电量、耗气量指标都将直接影响整机性能，设计出优良的I／P转换单元是实现阀门定位器智能化的重要步骤之一。 1I／P转换单元的类型 I／P转换单元主要作用是把电信号变换成气动信号，通过放大喷嘴的背压和流量控制，使其具有足够的功率去操作气动调节阀。I／P转换单元的种类可按空气消耗量分为：耗气式和不耗气式两种结构。其中由于不耗气式I／P转换

单元的耗气量小，气源压力易于稳定，压力放大倍数小，改善振荡现象，因此，不耗气式的I／P转换单元常常用于阀门定位器设计中。 I／P转换单元按结构形式可分为：线圈喷嘴挡板式、线圈滑阀式和压电阀式三种结构。由于线圈喷嘴挡板式I／P转换单元的结构简单、制造方便、成本低，因此，传统阀门定位器中的I／P转换单元绝大多数采用这种结构方式。线圈滑阀式主要在电磁阀中采用，压电阀式的I／P转换单元，最早出现是在二十世纪90年代西门子公司推出的SIPARTPS智能阀门定位器中，因其具有高抗振动性、高可靠性、低功耗、低耗气量和能够接受较高频率的控制信号等特点，非常适合智能阀门定位器对I／P转换单元的性能要求。 2压电阀工作原理和技术指标（1）工作原理压电阀实际是利用功能陶瓷片在电压作用下产生弯曲变形原理制成的一种两位式（或比例式）控制阀。控制压电阀动作只需提供足够的电压，电功耗几乎为零。其动作原理：压电阀的初始状态（不通电，如图1所示），功能陶瓷片作用在喷嘴口1上，这时，口2与喷嘴口3与先导腔连通，形成为一个整体。当压电阀接通电源时（如图2所示），功能陶瓷片变形向上翘，把喷嘴口 3压住，使得口2与喷嘴口1连通。

浅谈阀门定位器的工作原理和使用

浅谈阀门定位器的工作原理和使用气动薄膜调节阀调节阀从它的名称则可知晓一些信息，关键词调节二字它的调节范围0～100%之间任意调节。细心的朋友应该发现，每台调节阀的脑袋下面都挂着一个装置，熟悉的肯定知道，这就是调节阀的心脏，阀门定位器，通过这个装置可调节进入脑袋（气动薄膜）内气量，可以精准的控制阀门的位置。阀门定位器有智能式定位器和机械式定位器，今天讨论的是后者机械式定位器，与图片所示的定位器一样的。机械式气动阀门定位器的工作原理阀门定位器结构示意图

图中基本将机械式气动阀门定位器的部件一一说清楚，接下来就是看它如何工作的？气源来自于空压站的压缩空气，在阀门定位器气源进口前段还有一个空气过滤减压阀，用于压缩空气的净化。从减压阀出口的气源从阀门定位器进入，至于多少气量进入阀门的膜头，根据控制器的输出信号决定。控制器输出的电信号是4～20mA，气动信号是20Kpa~100Kpa，从电信号到气信号是通过电气转换器进行的。当控制器输出的电信号转变为与之相对应的气信号时，然后将转换后的气信号作用在波纹管上。杠杆2则绕着支点运动，杠杆2下段向右运动靠近喷嘴。喷嘴的背压增加，经过气动放大器放大后（图中那个带小于符号的部件），将气源的一部分送入到气动薄膜的气室，阀杆带着阀芯向下自动逐渐将阀门开度变小。此时，与阀杆相连的反馈杆（图中摆杆）绕着支点向下移动，使轴的前端向下移动，与其连接的偏心凸轮做逆时针旋转，滚轮顺时针旋转向左移动，从而拉伸反馈弹簧。由于反馈弹簧拉伸杠杆2下段向左移动，此时就会与作用在波纹管上的信号压力达到力平衡，于是阀门就固定在某个位置不动作了。通过上面的介绍，应该对机械式阀门定位器有一定的了解，有机会的时候再操作一边最好是能够动手拆卸一次，加深定位器每个零件的位置及每个零件的名。因此，机械式阀门的浅谈告一段落，接下来进行知识的扩展，让对调节阀有个更深层次的认知。

电气阀门定位器YT系列电气阀门定位器智能反馈模块详细调试说明

电气阀门定位器智能信号模块使用调试方法一、模块简介（电气）阀门定位器智能模块是新一代电气阀门定位器信号处理模块。与电气阀门定位器配套使用，能够提高定位器的使用性能，并为远端控制系统提供精确的阀门开度信号。模块采用新一代全数字技术研制，并采用全进口元件制作，具有精度高、抗干扰能力强、工作稳定等优点。内部设计有LED 工作状态指示，可以方便的识别模块的工作状态，并可以完全免工具进行精确调整。如图所示，EP 端为定位器指令输入端，用于输入4?20mA 的指令信号 PTM 端接直流24V 稳压电源，如串接电流表或电流传感器，可观察到电流变化。电气连接

PTM 端必须接直流稳压电源，严禁使用未经整流稳压的电源。注意事项：推荐使用直流24V 开关稳压电源。、使模块正常工作当电气连接完成后，模块默认进入正常工作状态。如由于运输等原因模块反馈信号偏差超出允许范围，可参照下面的“调试方法”进行调整。三、调试方法1．电气连接分别在EP端和PTM端连接好4?20mA输入信号和24V直流稳压电源，并串接好电流表（或万用表直流100mA 电流档）以便观察PTM 端反馈信号电流。注意事项：尽量不要直接连接DCS 系统调试，除非能确保DCS 系统是绝对完好，以便尽快完成智能模块的调试。观察电流表读数：此时电流表读数应为4mA 左右至20mA 左右之间任意一个数值。 2．使模块进入调试状态按住如上图所示最右边一个按键不放，待模块上的指示灯亮起，然后放开该按键，指示灯闪烁即表示模块已进入调试状态。观察电流表读数：此时电流表读数应为4mA，如有偏差，可按“ + ”或“－” 键调整电流，使电流值符合要求。 3.反馈信号4mA （0%）位置调整调整EP 端输入信号大小，使阀门处于需要反馈4mA 信号（即0％）的位置。按“+”或“－”键调整电流，使电流值符合要求，然后按一下上图所示最右边的按键。观察电流表读数：如电流表读数从4mA 跳至8mA 左右，即表示需要反馈4mA 信号（即0％）的位置已确认完毕。模块等待反馈8mA 信号（即25％）的位置的确认。

电气阀门定位器故障处理方法

电气阀门定位器 1 简介电气阀门定位器(又称：气动阀门定位器）是调节阀的主要附件，通常与气动调节阀配套使用，它接受调节器的输阀门定位器出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状况通过电信号传给上位系统。 2工作原理电气阀门定位器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，建立了阀杆位移倍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。 3分类阀门定位器按输入信号分为气动阀门定位器、电气阀门定位器和智能阀门定位器。气动阀门定位器的输入信号是标准气信号，例如，20~100kPa气信号，其输出信号也是标准的气信号。电气阀门定位器的输入信号是标准电流或电压信号，例如，4~20mA电流信号或1~5V电压信号等，在电气阀门定位器内部将电信号转换为电磁力，然后输出气信号到拨动控制阀。智能电气阀门定位器它将控制室输出的电流信号转换成驱动调节阀的气信号，根据调节阀工作时阀杆摩擦力，抵消介质压力波动而产生的不平衡力，使阀门开度对应于控制室输出的电流信号。并且可以进行智能组态设置相应的参数，达到改善控制阀性能的目的。按动作的方向可分为单向阀门定位器和双向阀门定位器。单向阀门定位器用于活塞式执行机构时，阀门定位器只有一个方向起作用，双向阀门定位器作用在活塞式执行机构气缸的两侧，在两个方向起作用。

西门子阀门定位器操作技巧介绍材料

西门子阀门定位器操作手册压电阀介绍： 1、引言传统的气动阀中大量使用了电磁铁作为电－机械转换级，其把电控制信号转换为机械的位移，推动阀芯，实现气路的切换或气体压力、流量的比例控制。作为电－机械转换级的电磁铁有价格低廉，操作使用方便等优点；但其也有很多缺点：如功耗大、响应速度不够快、存在发热及有电磁干扰等。把压电材料的电－机械转换特性引入到气动阀中，作为气动阀的电－机械转换级，这是一项不同于传统气动阀的全新技术。采用了压电技术的气动阀在性能上有着传统气动阀无可比拟的优势。 2、压电效应简介对于晶体构造中不存在对称中心的异极晶体，加在晶体上的张紧力、压应力或切应力，除了产生相应的变形外，还将在晶体中诱发出介电极化或电场。这一现象被称为正压电效应；反之，若在这种晶体上加上电场，从而使该晶体产生电极化，则晶体也将同时出现应变或应力，这就是逆压电效应。两者通称为压电效应。1880 年居里兄弟发现了电气石的压电效应，从此开始了压电学的历史。压电式气动换向阀即是利用压电逆效应而研制的。 3、压电技术在气动阀中的应用 1、微型直动式换向阀利用压电材料在电场作用下的变形，来实现气动阀阀口的开启和关闭，这样就可以做成微型直动式换向阀。如下图所示的微型二位三通换向阀，1 口为进气口，2 口为输出气口，3、口为排气口，阀中间的弯曲部件为压电材料组成的压电片。当没有外加电场作用时，阀处于：图1 状态：进气口关闭，输出气口2 经排气口3 通大气。当在压电阀片上外加控制电场后，压电阀片产生变形上翘，上翘的压电阀片关闭了排气口3，同时进气口1 和输出气口2 连通。这样就完全实现了传统二位三通电磁换向阀的功能。图1 图2 2、压电式电气比例调压阀压电材料的变形量正比于施加在其上的电场强度，利用这一特点，可以开发出比例调压阀。如图3 所示，施加不同的控制电压到压电阀片上，压电阀片产生不同的弯曲变形量，这样就在进气口1 与输出气口2 之间及输出气口2 与排气口3 之间形成不同的气流阻力，从而在输出气口2 的得到不同的气体压力。由于压电阀片在变形过程中不受机械摩擦力，且压电阀片有响应快功耗低的特点，基于压电阀片的电气比例调压阀很多性能优于传统的比例调压阀。例如其没有死区，压力可以从零开始连续调节；其响应快，可满足高速系统的应用要求；其功耗低，对电源功率要求低。图3

定位器原理

一、前言电气阀门定位器是气动调节阀的关键附件之一，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。它具有阀门定位功能，既克服阀杆摩擦力，又可以克服因介质压力变化而引起的不平衡力，从而能够使阀门快速的跟随，并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发展，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。二、智能电气阀门定位器与传统定位器的对比 2.1 传统电气阀门定位器的工作原理电气阀门定位器经过几十年的发展，各公司产品虽不尽相同，但基本原理大致相似，下面画简图进行说明。其基本结构见图1: 反馈杆反馈阀门的开度位置发生变化，当输入信号产生的电磁力矩与定位器的反馈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馈回路产生的作用力就处于不平衡状态，由于喷嘴和挡板作用，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，使阀杆定位到新位置，重新与输入信号相对应，达到新的平衡状态。在使用中改变定位器的反馈杆的结构(如凸轮曲线)，可以改变调节阀的正、反作用，流量特性等，实现对调节阀性能的提升。 2.2 智能电气阀门定位器工作原理虽然智能电气阀门定位器与传统定位器从控制规律上基本相同，都是将输入信号与位置反馈进行比较后对输出压力信号进行调节。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。智能定位器以微处理器为核心，利用了新型的压电阀代替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。目前有很多厂家生产智能型电气阀门定位器，西门子公司的SIPA TT PS2系列智能电气阀门定位器比较典型，具有一定代表性，下面以就以SIPART PS2系列定位器为例，对智能定位器的工作原理进行说明，其基本结构如图2所示:

阀门定位器的工作原理与结构(很详细的介绍)

阀门定位器的工作原理与结构(很详细的介绍) -标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

阀门定位器的工作原理与结构阀门定位器是气动调节阀的关键附件之一，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。它具有阀门定位功能，既克服阀杆摩擦力，又可以克服因介质压力变化而引起的不平衡力，从而能够使阀门快速的跟随，并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发展，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。阀门定位器(图1) 阀门定位器的原理：反馈杆反馈阀门的开度位置发生变化，当输入信号产生的电磁力矩与定位器的反馈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馈回路产生的作用力就处于不平衡状态，由于喷嘴和挡板作用，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，使阀杆定位到新位置，重新与输入信号相对应，达到新的平衡状态。在使用中改变定位器的反馈杆的结构(如凸轮曲线)，可以改变调节阀的正、反作用，流量特性等，实现对调节阀性能的提升。智能阀门定位器结构如下图所示，其中虚线内为定位器部分，右侧为气动执行机构。控制和驱动电路，以及位置反馈传感器的数据采集电路，均位于定位器内的电路板中。控

制电路主要完成控制信号和位置反馈信号的数据采集与处理工作，同时形成稳定输出电压。驱动电路用于PWM电流滤波后的功率放大。喷嘴挡板、喷嘴以及相应组件构成了I/P 转换器，实现电气转换。调节喷嘴挡板和喷嘴的间距，通过气体放大器，完成对输出气体的调节。反馈杆和位置反馈传感器，完成气动执行机构位移的检测，并组成完整的闭环控制系统。智能阀门定位器结构图(图2)

气动阀门定位器工作原理..

气动阀门定位器工作原理

气动阀门定位器是按力平衡原理设计工作的，其工作原理方框见上图所示，它是按力平衡原理设计和工作的。如图上图所示当通入波纹管的信号压力增加时，使杠杆2绕支点转动，档板靠近喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀杆向下移动，并带动反馈杆（摆杆）绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮（偏心凸轮）也跟着作逆时针方向转动，通过滚轮使杠杆1绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸、弹簧对杠杆2的拉力与信号压力作用在波纹管上的力达到力矩平衡时仪表达到平衡状态。此时，一定的信号压力就与一定的阀门位置相对应。以上作用方式为正作用，若要改变作用方式，只要将凸轮翻转，A向变成B向等，即可。所谓正作用定位器，就是信号压力增加，输出压力亦增加；所谓反作用定位器，就是信号压力增加，输出压力则减少。一台正作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现反作用执行机构的动作；相反，一台反作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现正作用执行机构的动作。 ZPD-2000系列电气阀门定位器 ZPD-2000系列电气阀门定位器是根据国际先进的同类型产品，集多年成功的专业制造经验和先进的应用技术，经过消化吸收和针对（老产品）ZPD-2000 型系列电气阀门定位器加以综合改进的产品，并积极贯彻ISO9001质量保证体系，具有一定的先进性，符合国际标准要求的一种新型定位器。一、产品的功能用途和适应范围： 1、产品的功能用途： ZPD-2000系列电气阀门定位器是各种气动执行器的主要配套仪表。它与气动调节阀配套使用，构成闭环控制回路。用以提高调节阀的控制精度。克服填料函与阀杆的磨擦力，克服介质压差对调节阀阀芯不平衡力。提高阀门动作速度，可实现分程控制

智能型电气阀门定位器

智能型电气阀门定位器通过与常规定位器的比较 ,介绍了SIPART PS智能定位器的原理、性能、特点及其应用。关键词：原理功能调校 l引言随着计算机技术迅速发展，国外推出带微处理器的智能仪表，使差压变送器、压力变送器等现场变送器发生了极大变化。智能化仪表使用方便，精度高且可靠性高，现也有了智能化执行器。由于执行器发生故障时．对生产过程影响非常大，而且冗余化也很困难。因此，国外公司如德国西门子公司开发了智能化电气阀门定位器，这样为执行器的智能化打下了基础。德国西门子公司生产的智能化电气阀门定位器在控制精度、耐环境性、投运、维护及操作费用等方面都优于常规定位器，采用该产品可优化资源利用，减少能耗，节约资金。下面以德国西门子公司SIPART PS产品为例，介绍智能化阀门定位器。 2常规定位器的问题常规定位器是采用机械式力平衡原理，即喷咀一档板技术，如图1所示。该产品已使用多年，但存在以下几个问题。 a. 因采用机械力平衡式原理工作，可动件较多，容易受温度波动的影响。 b．耐环境性差。采用机械力平衡原理的定位器易受外界振动影响，外界振动传到力平衡机构，有时会使定位器难以工作。

c．装好的调节阀由于尺寸、衬垫摩擦等是多变的，若将各种调节阀也做相应改变，达到最佳控制状态，难以实现。 d．喷咀本身是一个潜在故障源，易被灰尘或污物颗粒堵住，使定位器不能正常工作。 e．能耗大。常规定位器由喷咀连续供给压缩空气，在执行器处于稳定状态也要供给压缩空气，工厂使用执行器较多，能耗较大。 f．常规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。 g．常规定位器零点和行程的调整分别用手动调整，须反复调整，很费时间。3智能定位器操作原理德国西门子公司SIPART、PS新型智能定位器由微控制器( cPU )、A／D、D ／A转换器、电磁阀和压电控制阀即双气动系统等部分组成。智能电气阀门定位器的操作原理完全不同于过去的喷咀档板式定位器，给定值和．实际值的比较纯是电动信号，不再是力的平衡。用微控制器的控制程序取代了易于受振动等干扰的力平衡方式，可以消除力转换过程及机械传动所产生的问题。智能定位器如图2所示。智能定位器和执行器组成一个反馈回路，阀位参数 Y为被控参数X，X和给定值W比较，则有一个系统编差，它使五接点开关确定动作方向，使调节阀动作士△Y。在系统高偏差区域(高速区)保持开关接通，行程移动。在系统中偏差区域( 短步区 )用最小长度脉冲地调节行程的移动，这些位置脉冲使执行器的气室有不同的压力，从而调节执行器行程。在系统低偏差区域没有位置脉冲输出(自适应死区)。

阀门定位器的工作原理与结构(很详细的介绍)

电路主要完成控制信号和位置反馈信号的数据采集与处理工作，同时形成稳定输出电压。驱动电路用于PWM电流滤波后的功率放大。喷嘴挡板、喷嘴以及相应组件构成了I/P转换器，实现电气转换。调节喷嘴挡板和喷嘴的间距，通过气体放大器，完成对输出气体的调节。反馈杆和位置反馈传感器，完成气动执行机构位移的检测，并组成完整的闭环控制系统。智能阀门定位器结构图(图2)

几种阀门定位器工作原理的介绍

几种阀门定位器工作原理介绍：气动阀门定位器（一）气动阀门定位器是按力平衡原理设计工作的，其工作原理方框见上图所示，它是按力平衡原理设计和工作的。如图所示当通入波纹管的信号压力增加时，使杠杆2绕支点转动，档板靠近喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀杆向下移动，并带动反馈杆(摆杆)绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮(偏心凸轮)也跟着作逆时针方向转动，通过滚轮使杠杆1绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸、弹簧对杠杆2的拉力与信号压力作用在波纹管上的力达到力矩平衡时仪表达到平衡状态。此时，一定的信号压力就与

一定的阀门位置相对应。以上作用方式为正作用，若要改变作用方式，只要将凸轮翻转，A向变成B向等，即可。所谓正作用定位器，就是信号压力增加，输出压力亦增加;所谓反作用定位器，就是信号压力增加，输出压力则减少。一台正作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现反作用执行机构的动作;相反，一台反作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现正作用执行机构的动作。气动阀门定位器（二）气动阀门定位器是一种将电气信号转换成压力信号的转换装置，以压缩空气或氮气为工作气源来控制工业炉调节阀的开度大小。普遍用于工业炉温度自动控制系统中对气动阀门执行机构的连续控制。气动阀门定位器是按力平衡原理工作的，实现由输入的4～20mA电流信号控制气动阀门由0～100％的开启度。其工作原理如下图。

当需要增加阀门开启度，计算机控制系统的输出电流信号就会上升，力矩马达①产生电磁场，挡板②受电磁场力远离喷嘴③。喷嘴③和挡板②间距变大，排出放大器④内部的线轴⑤上方气压。受其影响线轴⑤向右边移动，推动挡住底座⑦的阀芯⑨，气压通过底座⑦输入到执行机构⑩。随着执行机构气室⑩内部压力增加，执行机构推杆⑥下降，通过反馈杆⑩把执行机构推杆@的位移变化传达到滑板⑩。这个位移变化又传达到量程④反馈杆，拉动量程弹簧16。当量程弹簧16和力矩马达①的力保持平衡时，挡板②回到原位，减小与喷嘴③间距。随着通过喷嘴③排出空气量的减小，线轴⑤上方气压增加。线轴⑤回到原位，阀芯⑧重新堵住底座⑦，停止气压输入到执行机构⑩。当执行机构⑩的运动停止时，定位器保持稳定状态。电气阀门定位器工作原理 1.杠杆 2.活塞膜片 3.反馈弹簧 4.杠杆 5.凸轮 6.反馈轴 7.联结 8.传动轴 9.执行机构 10.先导阀滑阀芯 11.先导阀体 12.零点和范围联动机构 13.内部反馈弹簧 14.转换块

阀门定位器原理与调节

阀门定位器原理与调节第一章气动阀门定位器气动阀门定位器的原理图如下：（气关阀正作用）气动阀门定位器实物图如下：

第二章电气阀门定位器由于现在DCS在现场使用越来越多，很多控制器都是使用了中控系统的控制器，所以中控到现场的都是4-20mA的电信号，到现场又需要阀动作的比较快。虽然阀门定位器由最初的气/气阀门定位器、电/气阀门定位器发展到现在的数字阀门定位器、区域总线阀门定位器，但它们的基本原理和主要功能都没有大的改变。定位器中基本自控元件介绍--电/气转换器原理随着仪表技术的发展，气动仪表领域已逐步被电动仪表和计算机控制所占领，现在只有在一些特殊的场合还在使用气动仪表，作为仪表中的阀门附件“定位器”也由原来的气动阀门（P/P）定

电气阀门定位器综合评价

电气阀门定位器综合评价 1 阀门定位器的作用阀门定位器与气动执行机构和阀本体组成调节阀(控制阀)，由于调节阀行程动作受填料密封摩擦产生死区和回差，定位器的核心作用是将上述对调节阀的影响量，自动增加或减小，纠正阀杆行程产生的偏差，使其回复到控制信号与阀杆行程的对应关系上，将调节系统干扰、超调量、滞后等不利影响减至最小，提升被调对象的品质。 2 阀门定位器的选择阀门定位器是调节阀最重要的附件，正确合理选择定位器应考虑以下要素： (1)输入信号分类、范围： a)气动输入信号：200~100KPa；(0.2~1kg/cm2) (0.2~1bar) (3~15psi) 分程输入信号：20~60；60~100 KPa b)电流输入信号：4~20mA；分程输入信号：4~12；12~20mA c)智能定位器输入信号： FF，PROFIBOS；4~20 Ma+HART (2)输出压力分类、范围： a)单输出：(配直行程膜片弹簧式执行机构) 根据所配执行机构的弹簧范围来确定，此时定位器的气源压力有以下要求：

20~100KPa时，气源压力：140KPa 40~200；80~200；80~240KPa时，气源压力：300KPa 120~300KPa时，气源压力：340KPa b)双输出：(配旋转式无弹簧或有弹簧活塞式执行机构) 其输出特点是定位器输出可随气源压力而变。输出范围：0~600KPa 双输出定位器的气源压力应达到输出压力的上限值。 0~600KPa(可设定) (3)定位器位置反馈分类、范围： a)直行程位置反馈： 0~10；0~16；0~25；0~40；0~60； 0~100mm(国产调节阀行程系列) 0~14.3；0~20；0~25；0~30；0~38(40)；0~50；0~60；0~70(75) ；0~80；0~100；0~110mm(国外调节阀行程系列) b)转角位置反馈： 0~90°；(球阀、蝶阀) 0~60°；0~70°(蝶阀) 0~50°；0~60°(偏心旋转阀) 由于定位器位置反馈—直行程、转角反馈量的大小由定位器的连杆臂长度和凸轮的转角来决定，各厂家介绍的死点有：30°；45°；70°，故超过定位器位置反馈范围时，则需要有连杆角度的放大机构。 (4)输出特性的选择：阀门定位器输入信号与输出特性“关系曲线” 如图1所示，以反作用为例。

智能电气阀门定位器工作原理

2.2电-气阀门定位器的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，即克服阀杆摩控力，抵消被调价质压力变化而引起的不平衡力，从而使阀门开度对应于调节装置输出的控制信号，实现正确定位。由于本定位器具有防爆结构，故能使用于爆炸危险场所。智能电气阀门定位器工作原理虽然智能电气阀门定位器与传统定位器从控制规律上基本相同，都是将输入信号与位置反馈进行比较后对输出压力信号进行调节。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。智能定位器以微处理器为核心，利用了新型的压电阀代替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。目前有很多厂家生产智能型电气阀门定位器，西门子公司的SIPATT PS2系列智能电气阀门定位器比较典型，具有一定代表性，下面以就以SIPART PS2系列定位器为例，对智能定位器的工作原理进行说明，其基本结构如图2所示: 其具体工作原理如下: 由阀杆位置传感器拾取阀门的实际开度信号，通过A/D转换变为数字编码信号，与定位器的输入(设定)信号的数字编码在CPU中进行对比，计算二者偏差值。如偏差值超出定位精度，则CPU输出指令使相应的开/关压电阀动作，即:当设定信号大于阀位反馈时，升压压电阀V一l打开，输出气源压力P1增大，执行机构气室压力增加是阀门开度增加，减小二者偏差;如设定信号小于阀位反馈则排气压电阀V-2打开，通过消音器排气减小输出气源压力P1，执行机构气室压力减小是阀门开度减小，二者偏差减小。正是通过CPU 控制压电阀来调节输出气源压力的大小使输入信号与阀位达到新的平衡。

2.3 智能电气阀门定位器对输出气源压力调节的新颖之处 1) 输出压力调节采用PID脉宽调制(PWM)技术，迅速准确。由于CPU对压电阀的控制采用一个五步开关程序来控制，可以精确、快速地控制输出气源压力增减。其控制算法一般采用数字PID调节方式，CPU根据输入信号与阀位产生偏差的大小和方向进行PID计算，输出一个PWM脉宽调制脉冲信号来控制压电阀开、闭动作。由于脉冲的宽度对应于定位器输出气源压力的增量，从而可以迅速、准确的改变气源压力输出P1。当偏差较大时，定位器输出一个连续信号，快速连续、大幅度的改变P1的大小，当偏差较小时，定位器输出一个较小脉宽的脉冲信号，断续、小幅改变P1的大小，当偏差很小(进入死区)时，则无脉冲输出，阀位稳定工作。 2) 新型压电阀器件的采用，保证了控制的高精度。压电阀的主导元件是一个压电柔韧开关阀，也称作硅微控制阀，由于其质量小，开关惯性非常小，可以执行很高的开关频率，因而作为一个高频率的脉冲阀，对输出气路压力P1进行控制，驱动执行机构，可以达到很高的阀门定位精度。 3) 阀位反馈元件定位精度高，寿命长。阀位反馈元件是一个结构简单、高精度、高可靠性的导电塑料电位器，将执行机构的直线或转角位移转换为电阻信号，因而可以精确的检测阀位并且可以方便的对阀门进行零位，满度及阀门流量特性曲线的定位。 2.4 智能定位器的特点由于新型控制元件如导电塑料和压电阀的使用，可以使阀门定位达到很高精度，由于微处理的使用，可以使定位器的调校以及适用范围有大的改善。主要特点是: 1) 安装简易;可以进行自动调校。组态简便、灵活，可以非常方便的设定阀门正反作用，流量特性，行程限定或分程操作等功能。 2) 定位器的耗气量极小。传统定位器的喷嘴、挡板系统是连续耗气型元件。由于智能定位器采用脉冲压电阀替代了传统定位器的喷嘴、挡板系统,而且五步脉冲压电阀控制方式可实现阀门的快速、精确定位。智能定位器只有在减小输出压力时，才向外排气，因此在大部分时间内处于非耗气状态，其总耗气量为 20L/h，相对于传统定位器来说可以忽略不计。 3) 具有智能通讯和现场显示功能，便于维修人员对定位器工作情况进行检查维修。 4) 定位器与阀门可以采用分离式安装方式。因为智能定位器的位置反馈元件是电位器，即阀位信息是用电信号传递的，并且可以在CPU中对阀门的特征进行现场整定。因此采用行程位置检测装置外置的方法，将阀位反馈组件与定位器本身分离安装。将行程位置检测装置在执行机构上，定位器安装在离执行器一定距离的地方，如图3所示:

ABB阀门定位器TZIDC说明书

TZID-C 智能定位器简明安装及操作说明书(V3.0) ABB (中国)自动化有限公司仪器仪表总部 Tel: 021 5048 0101 F ax: 021 6105 6992 HOT LINE: 8008190190 4006209919

气路连接 ?使用与定位器气源端口处标识的标准接口连接气源气源的要求：仪表气体（无油、无尘、无水，符合DIN / ISO8573-1污染及含油三级标准，最大颗粒直径< 5um，且含量<5mg/m3，油滴<1mg/m3。露点温度低于工作温度10k。 ?连接定位器的输出与气动执行器的气缸电气连接根据下列接线端子图以及设计要求进行相应的配线(一般只需+11，-12，+31，-32) +11 -12 控制信号输入端子(DC4---20mA，负载电阻Max.410欧姆) +31 -32 位置返馈输出端子(DC4---20Ma，DCS+24V供电) +41 -42 全关信号输出端子(光电耦合器输出) +51 -52 全开信号输出端子(光电耦合器输出) +81 -82 开关信号输入端子(光电耦合器输入) +83 -84 报警信号输出端子(光电耦合器输出) +41 -42 低位信号输出端子(干簧管接点输出，5---11VDC, <8 mA) +51 -52 高位信号输出端子(干簧管接点输出，5---11VDC, <8 mA) 调试步骤 1.接通气源前，先将气源管放空一段时间以排除管路中可能存在的灰尘、杂质、水、油等。建议放空时间30分钟，可以用手或者白纸、白布进行气源质量的检查。声明：如由于灰尘、杂质、水、油等造成定位器的损坏，ABB将不提供质保。检查减压阀后压力是否符合执行器的铭牌参数要求(定位器的最大供气压力为6 BAR，但实际供气压力必须参考执行器所容许的最大气源压力)。 2.接通4---20mA输入信号。(定位器的工作电源取自输入信号，由DCS二线制供电，直接加至定位器的电压不能超过30V / 50mA，否则有可能损坏定位器电路)。 3.检查位置返馈杆的安装角度（如定位器与执行器整体供货，则已经由执行器供货商安装调试完毕，只需作检查确认，该步并非必须）： ?按住MODE键。 ?并同时点击?或?键，直到操作模式代码1.3显示出来。 ?松开 MODE键。 ?使用?或?键操作，使执行器分别运行到两个终端位置，记录两终端角度 ?两个角度应符合下列推荐角度范围（最小角位移20度，无需严格对称）直行程应用范围在 -28o--- +28o 之内。角行程应用范围在 -57o--- +57o 之内。全行程角度应不小于25o 若角度未符合上述要求，则需通过调节反馈杆、联轴器或者定位器的安装位置使得角度值满足上述要求。 Page 2 of 11

阀门定位器.模块使用说明书

ZXQ系列电动阀门智能定位器/阀门操作器（电子式伺服控制器）使用说明书 DOC NO：201109 ZXQ2003 ZXQ2004B ZXQ2004 ZXQ2004C

目录一、概述 (2) 二、主要技术指标 (2) 三、定位器面板 (3) 四、接线方式 (5) 五、设定操作方

法 (6) 六、错误代码列表 (9) 附录：其它标定操作（出厂后如需此项操作，请在厂家指导下使用） (9) 如顾客所购买的是本公司Z型（机电一体）执行器，部定位器无需对执行器转角标定，接线无误即可正常使用。 ZXQ系列电动阀门智能定位器是以工业单片机为核心的智能信号采集控制系统，体积小巧，可选择安装在电动执行器的接线盒或以 DIN导轨方式固定在外，能直接接收工业仪表或计算机等输出的4~20mA DC信号(其它输入信号类型可在出厂前定制)，与电位器反馈的电动执行器配套对各种阀门或装置进行精确定位操作，能对电动执行器的转角（或位移）进行自由标定，同时输出4~20mA DC的执行器转角位置（或位移）反馈转换信号，可精确设定执行器转角位置的下限限位值和上限限位值，定位器采用3个按键操作，9个LED灯可直接显示定位器模态，4位数码LED通过按键切换显示阀位实际开度值、阀位设定开度值、定位器壳温度，操作方便。 ●控制精度：0.1%~3.0%(通过U4参数可调) ●可接电动执行器反馈信号：电位器500Ω～10KΩ ●可接收外部控制信号（DC）：4~20mA （1~5V、0~10V、开关量等出厂前定制）●输入阻抗：250Ω； ●通过修改U1参数可设定：①DRTA/正动作，RVSA/逆动作模态②输入信号中断时“中断”模态—OPEN(开)、STOP(停)、SHUT(闭) ●可选：可控硅输出（AC，1000V，25A） ●输出执行器位置信号：低漂移输出4~20mA DC对应执行器全闭至全开，信号完全与输入隔离（光电隔离），输出负载≤500Ω ●环境温度：0~80℃，相对湿度：≤90%RH ●有超温保护功能: 定位器壳温度≥70℃时，定位器停止对执行器的开闭控制 ●外形尺寸： ZXQ2003→77mm(底面长)×76mm(底面宽)×51mm(高/厚); ZXQ2004→74 mm(底面长)×57mm(底面宽)×45mm(高/厚)

智能阀门定位器及其工作原理

智能阀门定位器及其工作原理中国泵业网一：智能阀门定位器及其工作原理（一）阀门定位器的定义和特点阀门定位器是一种用于调节阀上的主要附件。通常来说又称为气动阀门定位器。一般来说必需与气动调节阀配套使用，才能正常运作。它的工作原理是接受调节器所输出的信号，然后利用这一信号去控制气动调节阀。当调节阀根据信号的指示做出一定的动作后，调节阀上的阀杆位置有一定的位移，这一位移的动作也会通过机器的机械装置反馈到阀门的定位器，这时阀门的状况通过这一个回合的电信号传给上位系统。阀杆位置移动的信号传输至它，然后经由它的反馈，它将这种信号作为反馈信号。控制器同样会输出一种信号，这种是一种输出信号。这两种信号作为比较。假如这两种信号泛起了某种偏差，使其足以改变机械操纵的执步履作，输出了执步履作的输出信号，会建立一种阀杆位置移动与控制器输出信号之间的对应关系。这时，阀门定位器能够组成一组以阀杆位置移动为丈量信号，以控制输出为设定信号的反馈控制系统。一般来说，阀门的定位器结构按照其结构形式和工作原理可以分气动阀门定位器、电气阀门定位器和智能式阀门定位器。阀门定位器的作用是增大调节阀的输出功率，对于调节信号快速传递很反映。对于阀杆来说，可以增加阀杆的移动速度，阀杆移动是所产生的摩擦力带来的平衡性题目有很大改善。阀门的线性度可以通过定位器装置的反应有很大的进步。对于阀门的准确定位和机器的

有效运行有巨大作用。（二）智能阀门定位器的定义和工作原理智能阀门调节定位器是一种不需要人工矫正和调整的，可以自动检测所带的调节阀零点、满度、摩擦系数、自动设置控制参数的阀门定位器。它的工作原理又和传统的阀门定位器工作原理有所区别。一般来说，后者接受的是来至控制系统的4～20mA模拟信号，然后通过驱动力，使电念头产生一定的电磁力，这种电磁力会作用于主杠杆。阀门器上阀位的变化一般来说主要经由反馈杆、凸轮、副杠杆和反馈弹簧传递到要做出反应的主杠杆上。主杠杆上的平衡直接影响挡板喷嘴机构，这一机构受它的影响，经由气动放大器来控制气动执行机构的进气与排气这逐一进一出的气体反应。然后才终极达到已经设定的参数，及设定点。简朴的来说，后者的主要工作原理主要是利用物理上的力平衡理论，来达到对于阀门的操控。对前者，即智能阀门调节定位器来说。它的工作原理显然与科学技术的发展和市场需求相关。它的工作原理主要是通过电子化、数字化的信号控制。这也是人工智能做显著用于产业出产的特点。它接受的是来自于控制系统的4～20mA阀位设定信号，然后通过软件装置和计算机系统进行高精确度的A/D采样转换，得到一个设定值的变量数字元素。阀门位置的变化在经由了阀门位置所设置的反馈机构的阀门位置的电信号后，也需要经由A/D采样转换，计算出设定值的变量数字元素和阀门位置移动所产生的变量数值。这两个数值经由微处理器的处理，最后汇集成一个关于阀门位置变动的信号。通过电子

(建筑电气工程)电气阀门定位器综合评价

（建筑电气工程）电气阀门定位器综合评价

电气阀门定位器综合评价 1阀门定位器的作用阀门定位器与气动执行机构和阀本体组成调节阀(控制阀)，由于调节阀行程动作受填料密封摩擦产生死区和回差，定位器的核心作用是将上述对调节阀的影响量，自动增加或减小，纠正阀杆行程产生的偏差，使其回复到控制信号与阀杆行程的对应关系上，将调节系统干扰、超调量、滞后等不利影响减至最小，提升被调对象的品质。 2阀门定位器的选择阀门定位器是调节阀最重要的附件，正确合理选择定位器应考虑以下要素： (1)输入信号分类、范围： a)气动输入信号：200~100KPa； (0.2~1kg/cm2)(0.2~1bar)(3~15psi) 分程输入信号：20~60；60~100KPa

b)电流输入信号：4~20mA；分程输入信号：4~12；12~20mA c)智能定位器输入信号：FF，PROFIBOS；4~20Ma+HART (2)输出压力分类、范围： a)单输出：(配直行程膜片弹簧式执行机构) 根据所配执行机构的弹簧范围来确定，此时定位器的气源压力有以下要求： 20~100KPa时，气源压力：140KPa 40~200；80~200；80~240KPa时，气源压力：300KPa 120~300KPa时，气源压力：340KPa b)双输出：(配旋转式无弹簧或有弹簧活塞式执行机构) 其输出特点是定位器输出可随气源压力而变。

输出范围：0~600KPa 双输出定位器的气源压力应达到输出压力的上限值。 0~600KPa(可设定) (3)定位器位置反馈分类、范围： a)直行程位置反馈： 0~10；0~16；0~25；0~40；0~60； 0~100mm(国产调节阀行程系列) 0~14.3；0~20；0~25；0~30；0~38(40)；0~50；0~60；0~70(75)；0~80；0~100；0~110mm(国外调节阀行程系列) b)转角位置反馈： 0~90°；(球阀、蝶阀) 0~60°；0~70°(蝶阀) 0~50°；0~60°(偏心旋转阀)

阀门定位器的工作原理和使用

阀门定位器的工作原理和使用在化工厂车间溜达一圈定会看到有些管道上装有圆圆脑袋的阀门，这就是调节阀。气动薄膜调节阀调节阀从它的名称则可知晓一些信息，关键词调节二字它的调节范围0～100%之间任意调节。细心的朋友应该发现，每台调节阀的脑袋下面都挂着一个装置，熟悉的肯定知道，这就是调节阀的心脏，阀门定位器，通过这个装置可调节进入脑袋（气动薄膜）内气量，可以精准的控制阀门的位置。阀门定位器有智能式定位器和机械式定位器，今天讨论的是后者机械式定位器，与图片所示的定位器一样的。机械式气动阀门定位器的工作原理

阀门定位器结构示意图图中基本将机械式气动阀门定位器的部件一一说清楚，接下来就是看它如何工作的？气源来自于空压站的压缩空气，在阀门定位器气源进口前段还有一个空气过滤减压阀，用于压缩空气的净化。从减压阀出口的气源从阀门定位器进入，至于多少气量进入阀门的膜头，根据控制器的输出信号决定。控制器输出的电信号是4～20mA，气动信号是20Kpa~100Kpa，从电信号到气信号是通过电气转换器进行的。

当控制器输出的电信号转变为与之相对应的气信号时，然后将转换后的气信号作用在波纹管上。杠杆2则绕着支点运动，杠杆2下段向右运动靠近喷嘴。喷嘴的背压增加，经过气动放大器放大后（图中那个带小于符号的部件），将气源的一部分送入到气动薄膜的气室，阀杆带着阀芯向下自动逐渐将阀门开度变小。此时，与阀杆相连的反馈杆（图中摆杆）绕着支点向下移动，使轴的前端向下移动，与其连接的偏心凸轮做逆时针旋转，滚轮顺时针旋转向左移动，从而拉伸反馈弹簧。由于反馈弹簧拉伸杠杆2下段向左移动，此时就会与作用在波纹管上的信号压力达到力平衡，于是阀门就固定在某个位置不动作了。通过上面的介绍，应该对机械式阀门定位器有一定的了解，有机会的时候再操作一边最好是能够动手拆卸一次，加深定位器每个零件的位置及每个零件的名。因此，机械式阀门的浅谈告一段落，接下来进行知识的扩展，让对调节阀有个更深层次的认知。知识扩展一图中的气动薄膜调节阀属于气关式，有人就问，为什么？第一，看气动薄膜的进气方向，是正作用。第二，看阀芯安装方向，正作用。气动薄膜气室通气源，膜片向下压膜片覆盖的六根弹簧弹簧，从而推动阀杆向下移动，阀杆与阀芯相连一起，阀芯正向安装，于是在得气源是阀门往关位置移动。因此，将其称之为气关阀。故障开的意思，当气源由于施