阀门定位控制系统设计

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

阀门定位器选型指南

阀门定位器选型指南 -------------------------------------------------------------------------------- 在众多的控制应用场合中，阀门定位器是调节阀最重要的附件之一。尤其是对于某个特定的应用场合，如果要选择一个最适用的(或者说最佳的)阀门定位器，那么就应注意考虑下列因素： 1)阀门定位器能否实现“分程(Split_ranging)”?实现“分程”是否容易、方便?具备“分程”功能就意味着阀门定位器只对输入信号的某个范围(如：4～12mA或0.02～0. 06MPaG)有响应。因此，如果能“分程”的话，就可以根据实际需要，只用一个输入信号实现先后控制两台或多台调节阀。 2)零点和量程的调校是否容易、方便?是不是不用打开盒盖就可以完成零点和量程的调校?但值得注意的是：有时候为了避免不正确的(或非法的)操作，这种随意就可进行调校的方式需要被禁止。 3)零点和量程的稳定性如何?如果零点和量程容易随着温度、振动、时间或输入压力的变化而产生漂移的话，那么阀门定位器就需要经常地被重新调校，以确保调节阀的行程动作准确无误。 4)阀门定位器的精度如何?在理想情况下，对应某一输入信号，调节阀的内件(Tri m Parts,包括阀芯、阀杆、阀座等)每次都应准确地定位在所要求的位置，而不管行程的方向或者调节阀的内件承受多大的负载。 5)阀门定位器对空气质量的要求如何?由于只有极少数供气装置能提供满足ISA 标准(有关仪表用空气质量的标准：ISA标准F7.3)所规定的空气，因此，对于气动(或电-气)阀门定位器，如果要经受得住现实环境的考验，就必须能承受一定数量的尘埃、水汽和油污。 6)零点和量程的标定两者是相互影响还是相互独立?如果相互影响，则零点和量程的调校就需要花费更多的时间，这是因为调校人员必须对这两个参数进行反复调整，以便逐步地达到准确的设定。 7)阀门定位器是否具备“旁路(Bypass)”，可允许输入信号直接作用于调节阀?这种“旁路”有时可简化或者省去执行机构装配设定(Actuator Settings)的校验，如：执行机构的“支座组件(Benchset)设定”和“弹簧座负载(Seat Load)设定”――这是因为在许多情况下，一些气动调节器的气动输出信号与执行机构的“支座组件设定”完全吻合匹配，用不着对其再进行设定(其实，在这种情况下，阀门定位器完全可以省去不用。当然，如果选用了，那么也可利用阀门定位器的“旁路”使气动调节器的气动输出信号直接作用于调节阀)。另外，具备“旁路”有时也可允许在线的对阀门定位器进行有限度的调校或维修维护(即利用阀门定位器的“旁路”使调节阀继续保持正常工作，无须强制调节阀离线)。 8)阀门定位器的作用是否快速?空气流量(Airflow)愈大(阀门定位器不断的比较输入信号和阀位，并根据它们之间的偏差，调节其本身的输出。如果阀门定位器对这种偏差响应快速，那么单位时间里空气的流动量就大)，调节系统对设定点(Set

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，

福斯LogiIQ智能定位器调试说明

福斯L o g i I Q智能定位 器调试说明 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.

Logix3200IQ智能定位器调试说明 一、简介 Logix3200IQ智能定位器接受4－20mA模拟量输入，4－20mA模拟量输出。 二、定位器操作面板介绍 Logix3200IQ智能定位器就地操作面板由能够自动调校零点和满量程的QUICK-CAL快速调校按钮与可以手动操作定位器的两个点动按钮（↑和↓）以及八个DIP开关和可以调节定位器增益的旋转开关组成。 三、定位器DIP开关的设置 定位器运行之前，首先设置DIP开关，下面就每一个DIP开关的设置进行了说明 1、作用方式 作用方式分气开式（ATO）和气关式（ATC）两种，调试前根据阀门的类型进行设置。 2、阀门关闭的信号 4mA信号4mA时阀门处于全关位置，信号20mA时阀门处于全开位置 20mA信号20mA 时阀门处于全关位置，信号4mA时阀门处于全开位置 3、阀位与信号对应曲线 线性曲线（Linear）阀门位置与信号成线性关系选择曲线（Optional）选择了这个按钮，就激活了下一个DIP开关 4、可选择曲线 ％＝阀位与信号成等百分比 Custom用户自定义曲线 5、自动校准 on 每次按动QUICK-CAL按钮，定位器就自动调整参数进行调试 off每次调试时，只能根据出厂前的预设置即调节定位器增益的旋转开关的位置进行调试 无论哪一种情况，调节定位器增益的旋转开关都可以进行调节，调节完毕，不用重新进行调试，是即时生效的。 6、稳定性开关 Low－FrictionValves 适用低摩擦力调节阀 High－Friction Valves适用高摩擦力调节阀 7、备用开关 8、定位器调试方式

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

几种常见阀门定位器的调校方法

几种常见阀门定位器的调校方法 阀门定位器概述 (1) 电-气阀门定位器VP200（横河）的调校说明 (2) 智能阀门定位器 AVP系列（山武）调校说明 (3) 智能阀门定位器 SIEMENS（西门子）调校说明 (7) 智能阀门定位器DVC系列（费希尔）调试说明 (27)

一、阀门定位器概述： 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。一般可分为以下三种：气动阀门定位：此阀门定位器无电路部分，一般和电-气转换器配合使用，才能实现自动控制功能。比如Pignone(化肥装置尿素单元PV-1026)、PARCOL(化肥装置尿素单元PV-1026)，由于其无法单独实现自动控制，气路繁琐，控制精度低等缺点，逐渐被淘汰。电-气阀门定位：由于其价格低廉，调校方便，输出稳定等特点，目前仍被广泛使用。比如VP200(合成氨装置甲醇洗单元和液氮洗单元)等。智能阀门定位：是目前使用最为广泛的阀门定位器，控制过程中利用智能阀门定位器可实现高品质调节，增加过程控制的精确性和稳定性。比如SIEMENS、DVC2000-6000系列、AVP100-300系列等。

二、电-气阀门定位器VP200（横河）的调校步骤： 1、检查气路、电路是否满足定位器工作要求； 2、给定12mA信号，将反馈杆调整至水平位置， 并紧固； 3、给定8mA信号，通过零位调节螺母将零位调节至对应值； 4、给定16mA信号，通过量程调节螺母将量程调节至对应值； 5、给定4mA信号，检查阀门全关位置，必要时进行微调； 6、给定20mA信号，检查阀门全开位置；必要时进行微调； 7、给定4mA（或20mA）、8mA（或16mA）、12mA、4mA（或 20mA）、16mA（或8mA）、20mA（或4mA）进行刻度验证，必要时进行微调。 说明：1、通过量程调节螺母可以改变定位器的作用方式。 2、取用8mA和12mA信号，分别调整零位和量程，是因为8mA和12mA均有上下刻度值，可以明显反应零位和量程的位置，而4mA向下下没有刻度（和20mA向上也没有刻度值），不宜采用4mA和20mA来调节零位和量程。 3、定位器调校时,必须保证阀门能够完全关闭,有时候虽然给定4mA(或20mA)信号,阀门仍然有开度。 4、气动阀门定位器和电-气阀门均属机械式阀门定位器，因此调校方法类似，不再详细介绍。

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)

阀门定位器的工作原理与结构(很详细的介绍)

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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)

阀门定位器

气动调节阀阀门定位器 一、阀门定位器原理 阀门定位器是调节阀的主要附件，与气动调节阀配套使用，它接受调节器的输出信号，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。阀门定位器按其结构形式和工作原理可以分成气动阀门定位器、电/气阀门定位器和智能阀门定位器。 二、定位器的基本功能： 1、比例动作和定位作用 比例动作：根据输入的信号，使阀门的阀位与输入信号相对应。 定位作用：当输入信号固定时，阀位不受工艺条件的变化而变化。 2、功率放大 针对气动输入信号而言，定位器可将输入的气信号；通过定位器中的气动功率放大器进行放大，使微小的信号就可以控制阀门动作。 3、提高阀门的控制精度

由于定位器是根据输入信号与阀门位置的偏差对输出信号进行调整的，一旦输入信号与阀门位置有偏差，定位器将自动调整输出信号以改变阀位，直到阀位与输入信号相对应为止，这样大大提高了阀门的控制精度。 4、克服摩擦力 由于定位器本身的定位闭环控制，当摩擦力变化时（指阀杆的填料、执行器的密封等部分的摩擦力）；定位器可以根据由摩擦力造成的位置偏差，自动增加或减少输出到执行器的压力，以克服摩擦力对阀门开度造成的影响。 5、改变作用方式 通过定位器我们可以改变阀门的作用方式。 根据阀门的作用方式我们可设定定位器的正、反作用。 6、信号转换 我们可以通过定位器实现电/气转换 三、阀门调校： 1、一般调校法 1、零位调整，给定电流信号4mA，通过顺时针或反时针旋动调零 螺钉，使输出压力为0．2×100KPa左右或调节阀行程有微小

位移。 2、量程调节给定信号8、12、16、20mA，使阀杆行程应25％、 50％、75％、100％．若量程偏大或偏小，调整螺母，直至量程符合要求． 3、重复步骤1． 2，使量程零点达到规定值。 2、特殊调校法 通过调整反馈杠杆的有效长度及改变调零弹簧的弹性系数也可以调校阀门定位器。具体如下： 1、调整反馈杠杆法 1、给定信号4mA，通过调零螺钉，调节零点，使零点达到规 定值。 2、给定信号20mA，记录调节阀分别在25％、5o％、75％、100％ 时的行程，调量程，直至达到规定值。 3、重复上述步骤1、2，若零点、量程无法校准，调整阀杆上的 销钉来改变反馈杆的有效长度。 4、重复上述步骤1、2、3，直到零点，量程达到规定值。 3、改变调零弹簧的弹性系数法 当弹簧工作在非线性区域时，定位器零点提高了，行程满度值也增加，当满度值大于额定行程时，就需要调量程机构，使调节阀的行程减小，这样阀门定位器的零位值也减小。

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。

福斯FLOWSERVE阀门定位器

福斯FLOWSER阀门定位器 福斯定位器配置指南 福斯（FLOWSERV阀门定位器调试方法 （锦菲特I3599429OO2）[Q-Q,6696 22933] flowserve 阀门、Flowserve 3400IQ 定位器、LOGIX500、LOGIX510、LOGIX520 D3系列 P-5 气动定位器 电动气动 数字-通用，IS和EX HART、Profibus 、Foundation 现场总线反馈机组、限位开关 比如PP5XX-HPGU-23K01-PV9DA-3Z PMV P-1700 系列阀门专为腐蚀或高温环境应用设计，其所有外部零件均由 不锈钢制造而成。P-1700 和1720 型阀门的内部零件采用不锈钢制 造，而 P-1710 和P-1730 型阀门的内部零件则采用铝制。P-1720 和P-1730 型阀 门具有超高的空气传送能力。P-1700 系列阀门专为双向操作应用设 计，不过也可通过旋动一个阀座轻松实现单向操作。不锈钢磁场外壳内的PMV I/P 转换器很容易安装在P-1700 系列阀门上。 P-1500 P-1520 P-1700 P-1720 P-1710 P-1730 Digital 具有PID 控制的2000 数字定位器 品牌Logix 说明福斯Logix 2000 是一款具有板载PID 控制的数字定位器。通信方 式为4-20mA 或Modbus。阀门上安装的PID 控制器每秒更新阀杆位置16 次，从而减少了控制系统延迟。Logix 3200IQ 数字定位器3200IQ-10-D6-M-04-40-0G-0F 3200IQ-10-D6-M-04-40-0G-00

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)。

阀门定位器常见问题的6个原因分析

阀门定位器常见问题的6个原因分析 在调节阀的附属装置中，最主要、最实用的是阀门定位器。阀门定位器是调节阀的关键附件之一。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，智能技术、电子技术的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。 现场使用阀门定位器的种类非常繁多，有气动阀门定位器、电气阀门定位器、有配薄膜执行机构的阀门定位器、有配活塞执行机构的阀门定位器、有力平衡式阀门定位器、有位移平衡式阀门定位器，阀门定位器的广泛使用，在生产过程中，难免会出现各种故障，为保质、保量、安全地生产，就必须及时排除定位器可能产生地一切故障。要排除阀门定位器地的故障，必须正确判断阀门定位器的那一个环节、那一个元件发生的故障。通常有如下两种故障分析法：一是根据阀门定位器的传递函数，对阀门定位器进行逐个环节，逐个元件的分析，这种对现场检修不太适用，但对于疑难问题的分析，却非常有效；二是根据检修者对故障的现象进行综合分析和判断，此种方法最适于现场检修。下面将阀门定位器可能产生的常见故障的起因分析如下： 1.阀门定位器有信号输入，但无输出压力信号 （1）电/气定位器，衔铁与线圈架之间有异物。 （2）恒节流孔堵塞。 （3）喷嘴挡板配合不良或喷嘴挡板损坏。 （4）放大器中膜片（金属膜片或者橡胶膜片）损坏。 （5）气路连接有误（包括放大器）。 （6）电/气定位器输入信号线正负极接反。 （7）定位器的输入接线盒内的二极管开路或接线不良。 （8）气源压力的大小不合要求。

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