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智能阀门定位器在石油化工装置自动化控制系统中的应用

智能阀门定位器在石油化工装置自动化控制系统中的应用
智能阀门定位器在石油化工装置自动化控制系统中的应用

智能阀门定位器在石油化工装置自动化控制系统中的应用

在石油化工装置自动化控制系统中,调节阀的选用对精度而言至关重要,它的使用情况影响到产品质量,并关系到装置安全生产。独山子乙烯厂各装置使用的调节阀包括各个厂家多种类型的产品。但绝大多数调节阀安装的是普通类型阀门定位器。现在独山子乙烯厂使用了美国FISHER-ROSEMOUNT公司生产的FIELDVUE智能阀门定位器,经过一年多的运行,与普通阀门定位器的性能、使用情况、性能价格比等方面进行了比较。

1 FIELDVUE智能阀门定位器的工作原理和特性

1.1 智能定位器原理

FIELDVUE系列数字式阀门控制器有一个独立的模块基座,它可以很方便地在现场更换而不必拆现场的导线或导管。这个模块基座包括一些子模块:I/P转换器;PWB(印刷电路板)组件;气动中继器;指示表。模块基座可以通过换子模块而重新组合。

IELDVUE系列数字式阀门控制器通过进入端子盒的一对双绞线接受输入信号和电能,输入信号同时到PWB组件子模块,在那里它被附加许多参数,例如多段折线性化中的节点坐标,极限值和其他数值。然后PWB 组件子模块送信号给I/P转换器子模块。I/P转换器转变输入信号成为

气压信号。该气压信号送到气动中继器,加以放大并作为输出信号送到执行机构。该输出信号也可以被安置在PWB组件子模块上的压力敏感元件所感受。用于阀门执行机构的诊断信息。阀门和执行机构的阀杆位置当作输入信号引入PWB子模块,用作数字式阀门控制器的反馈信号,数字式阀门控制器上也可以配备指示表,指示气源压力和输出压力。

1.2 智能阀门定位器的智能特性

1.2.1 实时信息控制、提高安全性和减少开支

1)改善控制:双向数字通讯把阀门当前情况的信息带给你,你可以依靠阀门工作信息有根据地对过程控制进行管理决定,确保及时控制。

2)提高安全性:可以从现场接线盒、端子板或在控制室这样的安全地区使用手操器、PC机或系统工作站选取信息,将你面对危险环境的机会减到最小,并且不必亲临现场。

3)保护环境:可以把阀门泄漏检测仪或限位开关接到智能数字式阀门控制器的辅助端子,免得额外增加现场布线,若发生超限该仪表将会报警。

4)节省硬件开支:当FIELDVUE系列数字式阀门定位器用在集成系统时,由于FIELDVUE数字式阀门控制器替代调节器可以节省硬件和安装费用。FIELDVUE系列数字式阀门控制器使布线投资、端子和I/O需求投资节省50%。同时FIELDVUE仪表采用二线制供电,不要求单独而价高的供电导线。它们替换掉现有的配装于阀门的模拟仪表,节省了单独敷设电源线和信号线的高额费用。

1.2.2 结构可靠和HART信息

1)结构经久耐用:全密封结构阻止了震动、温度和腐蚀性环境对它的影响,独立的防风雨现场接线盒把现场导线接点和仪表其他部分隔离开。

2)加快开工准备步骤:数字式阀门控制器的双向通讯能力使你可以通过远程识别每台仪表,检验它的校准情况,查阅对比以前存储的维修记录及其他更多信息,达到尽快启动回路的目的。

3)便于选取信息:FIELDVUE数字式阀门定位器和变送器应用HART 通讯协议可以方便地选取现场信息。如实地看到控制过程的基础——控制阀本身——在阀门或现场接线盒上借助于手持通讯器,在DCS控制室借助于个人计算机或操作员的控制台。

采用HART协议也意味着FIELDVUE仪表可以组合在集成系统之内,或作为自成一体的控制设备来用。这种多方面的适应性,使得无论现在或将来,系统设计工作更为方便容易。

1.2.3 自诊断与控制能力

1)现场总线的通信

所有DVC5000f数字式阀门控制器都包含现场总线通讯能力,包括

A0功能块及下列诊断:

a)关键阀门使用跟踪参数;

b)仪表健康状态参数;

c)预定格式阀门性能阶跃维护测试。

关键阀门使用跟踪参数可监控阀杆的总行程(行程累积)及阀杆行程转向(周期)的次数。如果仪表的内存、处理器或检测器有任何问题,则仪表的健康状态参数报警。一旦有问题发生,可确定该仪表将如何对该问题作出反应。假如,若压力检测器有故障时,仪表是否应当关闭?也可选择哪一个元件出毛病将引起仪表关闭(是否问题严重,足以引起关闭)。这些参数指示以报警形式报告。监控性报警可以提供有关有问题的仪表、阀门或过程的瞬间指示。

2)标准控制与诊断

所有DVC5000f数字式阀门控制器都包含标准的控制与诊断。标准控制包括A0与PID功能块。标准诊断包括下列诊断测试:a)动态误差带;

b)驱动信号;c)输出信号。

动态误差带、驱动信号及输出信号是动态扫描测试。这些测试是在被控制的速度下转变传送器块(伺服机构)的设定点并绘出阀门的操作以确定阀门的动态性能。例如,动态误差带测试是滞后与死区加“回转”。滞后与死区是静态的质量。然而由于阀门是在运动着的,就带来了动态误差和“回转”误差。动态扫描测试给出了较好的指示,即阀门在过程条件下将如何操作,那将是动态而不是静态。在个人计算机上运行ValveLink软件可完成标准与先进诊断测试。

3)先进诊断

具有先进诊断的仪表可完成标准诊断所包含的动态扫描测试内容加上第4个动态扫描测试,即阀门特征测试以及4个阶跃诊断测试。阀门特征测试可让您确定阀门/执行机构的摩擦力、台架测试压力信号范围、弹簧刚度及阀座关闭力。

4)过程总线

费希尔控制设备性能服务部门可使用具备过程诊断能力的仪表来评估阀门、过程及变送器而基金会现场总线控制回路仍处于自动状态,而且过程继续生产产品。利用过程诊断,性能服务部门将能够识别与找出哪一个过程的组成单元有可能今天引起质量问题。尽管过程诊断需要启动运行,其终点却是要由过程或操作员干预才能确定的。过程诊断可同时在多个阀门上进行。

2 应用和维护

2.1 应用

FIELDVUE智能阀门定位器于1998年4月安装使用于裂解和乙二醇装置共16台。主要用于更换一些重要控制点的回路场合。如裂解炉的进料流量阀和乙二醇环氧反应器的进料流量阀的控制。

我们使用手操器对其进行了组态和校验,其线性度可达99%,零点和量程及回差均可以控制在精度要求的范围之内,控制极其稳定且抗干扰的能力也特别强,完全满足工艺控制的要求。

2.2 维护

FIELDVUE定位器维护量极少,基本上无需维护。其现场适应性特强。但为了保证长期、稳定地运行,仪表人员应作好以下几个方面的工作。

1)为保证其良好的工作环境,防止意外损坏,应定期检查定位器周围的工作环境。同时保证其工作气源的稳定和洁净,减少外界因素造成的仪表波动和故障。

2)仪表人员应每周检查阀门和定位器的泄露和工作情况,及时消除隐患。每月使用手操器对定位器进行特性曲线检查,检查零点、量程、线性和回差等参数,并对其优化和调整,保证其工作质量。

3)定期对调节阀进行检修和维护,确保阀门工作质量。同时对DCS

调节控制回路参数进行优化,以确保与定位器互相工作的协调性和稳定性。

4)由于DCS方面和其它原因,其现场总线和软件功能我们没有完全得到开发和利用,对智能维护和诊断功能无法完全使用,但还是大大减轻了日常维护量。

通过近两年在化工装置的使用效果来看,智能型阀门控制器性能稳定、调校方便;能实现与DCS的直接通讯,并具备自诊断功能,维修简单;可移植到现场总线,代表当今仪表技术发展的方向。进一步开发和使用其软件功能是我们今后努力的目标方向。

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。

ABB阀门定位器TZID中文手册

TZID-C 智能定位器 安装及操作说明书(修订版) ABB (中国)自动化有限公司仪器仪表总部 Tel: 010 8456 6688 F ax: 010 8456 7650

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) 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,不能将 DC24V直接加至定位器,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 4.切换至参数配置菜单 ?同时按住?和?键 ?点击ENTER键 ?等待3秒钟,计数器从3计数到0 Page 2 of 10

FESOO-PEV智能阀门定位器说明书

FESOO PEV型智能阀门定位器说明书 中文版 赵迪 北京岳能科技股份有限公司1 用户须知 1.1 安全指示 定位器先上电,后供气源; 产品使用过程中,不要随意的触摸; 产品必须正确安装、正确操作和正确维护。 1.2 开箱清单 PEV型智能阀门定位器; 安装配件; 用户手册; 另外订制附件,详见装箱清单。 1.3 重要信息提示 为了您能更好地应用这份说明,以及保障你在调试,运行和维修这台仪器时的安全,请注意下列符号的用途: 在安装和调试前请认真阅读此手册。 2 概述 PEV型智能阀门定位器是一种二线制现场仪表。本定位器作为气动阀门的配套控制部件,广泛运用于石油、化工、电力、冶金、轻工等领域的自动控制系统中。 PEV型智能阀门定位器接受来自控制系统的4~20mA 阀位设定信号,通过A/D 转换得到阀位设定值;同时通过位置传感器得到实际的阀位信号;两者经过控制软件的计算处理,从而控制气动执行机构的进气与排气,驱动阀位到达设定点(如图1 所示) PEV型智能阀门定位器是基于微处理器技术的高性能电/气阀门定位器,能很好地克服摩擦力和阀芯上的不平衡力,提高调节阀的响应速度,使其定位迅速准确。它不仅完全能替代传统的电/气阀门定位器,而且可直接接入HART 协议网络,实现与控制系统的信息交换。

2.1 功能介绍 自适应功能:自动寻找阀门零点和满度,优化阀门控制参数, 提高控制精度 组态功能:可设置阀门特性曲线、动作方式、死区、行程范围、关断值、事件输出 自诊断功能:能显示输入电流值、上/下行程时间、死区、预判值等 故障模式:故障时定位器可选择全开、全关、保持、手动等模式 通讯功能:HART 协议的通讯功能 电流反馈功能:输出4~20mADC 阀位反馈信号 2.2 特点 定位精度高,达0.5%F.S 操作无需开壳,高防护等级下实现真正的就地操作 具有本质安全型防爆,性能安全可靠 结构简单,体积小,可安装在小型执行机构上 自动整定,自动诊断,阀门特性曲线可组态设定 机械零件少,抗振性能好; 可就地或远程进行参数设置; 低功耗、低耗气量、低运行成本; 采用二线制4~20mA 标准信号; 3 技术参数 气指标气指标0.14~0.7 Mpa 阀泄漏量< 0.8L / H 稳态耗气量< 36L / H 输入输出适应执行机构单作用、双作用 行程范围直行程10~100mm;角行程30~150o 电流输入4~20mA DC,最小输入电流>3.6mA;可设定分程控制起 点和终点 反馈输出4~20mA DC 开关输入干节点,用于自保联锁功能 开关输出 2 路24V 2A 行程开关,2 路电子开关 压电阀开关动作次数平均无故障动作次数 > 20 亿次 输出特性修正线性、等百分比(1:25,1:33,1:50)、快开、用户 自定义20 段曲线

阀门电动执行器控制模块设计

阀门电动执行器控制模块设计 一、设计目的和要求 电气控制技术综合实践是电气工程及其自动化专业学生在所有专业课结束时进行的一次课程设计,是一个综合运用专业知识的过程。其目的在于全面检验学生对专业基础课和专业课知识的掌握情况,提高知识综合运用能力和动手实践能力。设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、控制软件的设计、系统调试、性能测试等方面的要求,以便使学生掌握电气控制系统设计的总体思路和方法。 二、设计内容及步骤 1 任务提出 电动执行器是工业过程控制中的重要设备,它接收来自调节器的模拟信号(一般是4~20mA 电流信号)或上位机的数字信号, 将其转换为电动执行器相对应的机械位移(转角、直线或多转)并自动改变操作变量(调节阀、风门、挡板开度等),以达到对被调参数(温度、压力、流量、液位等)进行自动调节的目的,使生产过程按预定要求进行。 本课题要求设计一个阀门电动执行器控制模块。 1.1 对象参数: (1)电动机为单相异步电动机,额定功率10W,额定电流0.16A,外接电容CBB61、1.5uF500V。 (2)电源:220V±10%,50Hz。 (3)环境温度:-25~80℃。 (4)环境湿度:≤95%RH。 1.2 基本功能要求: (1)输入4~20mA或1~5V控制信号,相应阀门开度在0~100%之间变化。 (2)输入信号失效,位置保持原位。 (3)可就地手动操作。 (4)死区可以调整。 1.3 扩展功能要求(选做) (1)过力矩保护。 (2)行程限位保护。 (3)定位误差:≤1%。 (4)灵敏度:0.025%(1/4096)。

三、阀门电动执行器控制模块工作原理 电动执行器主要由控制器、电机和减速器三部分组成,由上位调节装置给出的1~5V电压信号Us,减速器输出的直线位移信号x(或角位移信号θ)经位置检测装置后形成位置反馈信号Uf,这两个信号经比较和放大后控制电机的运转,电机带动减速机构产生相应的直线位移或转角位移。 四、硬件原理图 电路总原理图 1 系统总体方案 将给定的1V~5V直流信号与模拟阀门位置的电位器分压得到的电压进行比差动放大,根据差动放大结果分别接通PNP或者NPN两个不同的三极管,三极管接通后光耦得电,触点接通,220V电机驱动电路分别得电,使电机实现正转或者反转。 为了判断给定信号是否小于1V,无法判定是线路断掉还是刚上电时信号还没给上,所以我们设定,当输入端的信号小于1V时,让比较器的输出端驱动光耦接

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。

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:

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。要改变正反作用,Fisher的阀只需要把里面的调节盘拨到另一侧即可。 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。 至于气开阀,由于是在膜盒下面通气,需要将如图中的凸轮反转。

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

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

阀门定位器讲解

智能电气阀门定位器在实际中的应用 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,

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 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)

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。

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)

智能阀门定位器调试方法

数字式阀门控制器校准规程 1.目的:用于数字式阀门控制器检测/校准 2.范围:FieldVueDVC5000系列 3.技术参数和性能指标 3.1独立线性度:±0.5% 20mA DC 3.2模拟输入信号:4 ~ 3.3最小控制电流: 4.0mA 3.4最大电压:30V DC 3.5仪表电源:12~30V DC 4.校验基本条件 4.1环境温度:-40~80℃ 4.2输出压力:0.4~6.2bar 4.3气源压力:6.9 bar 5.校验所需设备: 6.工作原理: 当输入信号增大,去I/P转换器的驱动信号增大。使得I/P转换器的线圈和衔铁之间的磁吸引力增加,于是档板使喷嘴节流,即增大了喷嘴压力。喷嘴压力送去气动中继器子模块的输入模片。当喷嘴压力增大时,气动中继器的模片组件移动,使得阀芯去打开供气口和关闭排气口,以增加送去执行机构的输出压力,增大的输出压力使得执行机构阀杆向下移动。阀行程传感器通过反馈连杆感受阀杆的位置变化,阀行程传感器与印刷电路板组件子模块电信号相连。阀杆继续向下移动直至达到正确的阀杆位置。 4-20mA

7.调校DVC5000型:使用HART手操器连接到数字式阀门控制器时,回路必须串联大于 250Ω的电阻器。 7.1仪表模式:为了设置和校准仪表Instrument Mode (仪表模式)必须设成Out Of Service (不参与服务),并按ENTER(F4)。 7.2初始位置: 7.2.1根据制定的执行机构类型和尺寸自动选择适当的组态参数。从Online(在线菜单) →Main menu(主菜单)→Initial Set-up(初始化设置)→Auto Setup(自动设置)→Setup Wizard(设置诀窍),Out Of Service,如果本仪表之执行机构的制造厂名没未列入,则选Other(其它)→Enter. 7.2.1.1 执行机构类型:Single Acting(单作用)或Double Acting(双作用)→Enter. 7.2.1.2 Rotary(旋转)或Sliding Stem(滑杆)→Enter. 7.2.1.3 无气源时Close(阀关) Open(阀开). 7.2.1.4 7.2.1.5 Counter Clock Wise(逆时针)或Clock Wise((顺时针)。 7.2.1.6输入仪表气源压力。 7.2.1.7 整定参数值(灵敏度)。 7.2.1.8 确定工厂缺省数据是否用于初始位置。选择Yes,DVC5000系列工厂缺省值设定。 选择No,各设置参数保留它们原先的值。设置诀窍Setup Wizard 完成后,按OK回到自动 设置(Auto Setup)菜单。 7.3 自动校准行程: 7.3.1 Auto Calib Travel(自动校准行程)自动标定仪表行程。标定程序利用阀门与执行 机构的停止点作为0%与100%标定点。如果在完成自动设置和自动标定后,阀看起来有点不 稳或不灵敏,可以通过Auto Setup菜单选择Sta-bilize/Optimize来改善运行状况。详见 稳定/优化(Stabilize /Optimize)。 8.调校DVC6000型:使用HART手操器连接到数字式阀门控制器时,回路必须串联大于 250Ω的电阻器。 8.1仪表模式:为了设置和校准仪表Instrument Mode (仪表模式)必须设成Out Of Service (不参与服务),并按ENTER(F4)。 8.2自动设置: 8.2.1根据制定的执行机构类型和尺寸自动选择适当的组态参数。从Online (在线菜单) Setup&Diag(设置与诊断)Setup (基本设置)Auto Setup(自动设置)Setup Wizard(设置诀窍)。 8.2.1.1 压力单位。 8.2.1.2 Actuator Setup(执行机构设置)如果本仪表之执行机构的制造厂名没未列入,则选Other(其它)。同7.2.1.2相同。 7.2.1.3 Relay Adjust。

基于阀门定位器的闭环回路控制系统

基于阀门定位器的闭环回路控制系统 摘要 阀门定位器是气动执行机构最重要的附件之一,通过接收控制器的输出信号来实现对控制阀的精准定位,本文以公司最常见的Fisher6200阀门定位器为例,基于闭环回路控制系统,来阐述其在气动执行机构中的应用、组成、工作原理、安装方法、在控制系统中的应用、常见故障处理以及发展前景。 关键词 阀门定位器、I/P转换器、闭环回路控制系统 引言 执行器是过程控制系统中重要组成部分,定位器是其主要附件之一,定位器技术的发展使得调节阀变得更易于控制、更精确,简化了高性能控制回路的设计,使控制回路的执行更加紧凑。阀门定位器的输入信号与阀杆的行程成正比。阀门定位器利用闭环回路控制系统原理,将从控制器来的调节信号(4-20mA)与从执行器来的阀门反馈位置信号相比较,根据比较后的偏差使调节阀执行机构动作,从而使阀芯准确到位,以达到定位的目的。 1、组成及原理 图一阀门定位器实物分解图

图二阀门定位器原理图 I/P转换器气动放大器行程传感器电子模块 1.1、工作原理 图三工作原理方框图 从控制器或控制系统来的输入控制信号经过接线盒进入到电子模块,在这里被微处理器读取后经数字算法处理后转换成模拟量后送给I/P转换器,当信号改变时I/P转换器的线圈和衔铁之间的磁吸引力改变,并因此改变了喷嘴挡板间的距离进而改变了喷嘴背压,该背压经放大器放大后送给执行机构并通过执行机构改变阀杆的位置,阀行程传感器通过反馈杆感受阀杆位置的变化,并将此信号返回到电子模块组件进行计算,当阀杆位置达到正确位置时,阀杆位置信号返回到电子模块进行调整,经过处理后使I/p驱动信号稳定下来,然后执行机构的输出

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.模块使用说明书

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 ZXQ20 ZXQ20 ZXQ20 ZXQ20

目录 1

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,内部定位器无需对执行器转角标定,接线无误即可正常使用。 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内或以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 2

按键切换显示阀位实际开度值、阀位设定开度值、定位器壳内温度,操作方便。 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4~20mADC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: 定位器壳内温度≥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) ZXQ2004B→119mm(底面长)× 76mm(底面宽)×26mm(高/厚) ZXQ2004C→62mm(底面长)×48mm(底面宽)× 26mm(高/厚) ●可通过按键自由标定输入信号所对应执行器的动作区间(一般标定为电动执行器全闭、全开位置) ●可设定最大阀位限制值与最小阀位限制值 ●密码锁,防止误操作 ●防执行器频繁启动功能●带故障报警代码指示功能(E-0X) 3

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

智能阀门定位器中压电阀工作原理

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。 1 I/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。 (2)技术指标 1)操作电压:24VDC 2)额定工作压力:120KPa 3)额定空气流量:1.5L/min 4)泄漏:0.10L/min 5)电容:<100nF

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