定位器波动与压电阀有关系吗,阀门定位器是利用什么原理

作者:hacker | 分类:黑客大神 | 浏览:126 | 日期:2022年09月06日

请问智能阀门定位器的工作原理？

电气阀门定位器：

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，从而建立阀杆位移与控制器输出信号之间的对应关系。

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。

气动阀门定位器：

气动阀门定位器接收来自控制器或控制系统中4～20mA等弱电信号，并向气动执行机构输送空气信号来控制阀门位置的装置。

其与气动调节阀配套使用，构成闭环控制回路。把控制系统给出的直流电流信号转换成驱动调节阀的气信号，控制调节阀的动作。同时根据调节阀的开度进行反馈，使阀门位置能够按系统输出的控制信号进行正确定位。

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。

阀门定位器的工作原理　：

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。

气动阀门定位器是按力矩平衡原理工作的，当通入波纹管2的信号压力P1增加时，使主杠杆3绕支点转动，使喷嘴挡板9靠近喷嘴，喷嘴背压经单向放大器8放大后，通入到执行机构薄膜室的压力增加，使阀杆向下移动。并带动反馈杆绕支点转动，反馈凸轮也随之作逆时针方向转动，通过滚轮使副杠杆4绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸，弹簧对主杠杆3的拉力与信号压力用在波纹管上的力达到力矩平衡时，仪表达到平衡状态。执行机构的阀位维持在一定的开度上，一定的信号压力就对应于一定的阀位开度。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。

定位器波动与压电阀有关系吗,阀门定位器是利用什么原理

阀门定位器的主要作用有那些？

在调节阀的使用中，一般需要配有定位器，定位器是控制系统的终端，一旦其发生故障，将直接影响装置的安全运行，对生产过程影响非常大。智能定位器是运用智能阀门定位器，能够改善调节阀的流量特性和性能，可以通过与DCS或总线设备进行数字信息通讯，提升企业生产控制能力，为装置的安全稳定生产提供保障。比较常用的是智能阀门定位器，我们来介绍下它的作用：

1．机械型普通定位器存在的不足

1) 机械型普通定位器多为机械力平衡原理，它采用喷嘴挡板机构，可动件较多，容易受温度波动、外界振动等干扰的影响，耐环境性差；弹簧的弹性系数在恶劣环境下能发生改变，会造成调节阀非线性，导致控制质量下降；外界振动传到力平衡机构，易造成部件磨损以及零点和行程漂移，也使定位器难以工作；

2)由于喷嘴本身的特性，执行器在稳定状态时也要大量消耗压缩空气，若使用执行器数量较多，能耗较大；而且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；

3)常规定位器手动调校时需要使用专用设备、不隔离控制回路是不可能的，且零点和行程的调整互相影响，须反复整定，费时费力，非线性严重时，则更难调整。

2．Logix520智能阀门定位器的组成和原理

2.1Logix520智能阀门定位器的组成

Logix520智能阀门定位器是一种具有HART通信协议的智能阀门定位器，由三部分组成：微处理器电子控制的模件，包括HART通信模块和就地用户界面开关；电/气动转换器模件的压电阀；阀位传感器。

2.2Logix520智能阀门定位器的工作原理

整个控制回路由两线、4～20mA信号控制。HART模件送出和接收叠加在4～20mA信号上的数字信息，实现与微处理器的双向数字通信。模拟量的4～20mA信号传给微处理器，与阀位传感器的反馈进行比较，微处理器根据偏差的大小和方向进行控制计算（一级控制），向压电阀发出电控指令使其进行开、闭动作。压电阀依据控制指令脉冲的宽度对应于气动放大器输出压力的增量，同时气动放大器的输出又被反馈给内控制回路，再次与微处理器的运算结果进行比较运算（二级控制），通过两级控制输出信号到执行机构，执行机构内空气压力的变化控制着阀门行程。当控制偏差很大时，压电阀发出宽幅脉冲信号，使定位器输出一个连续信号，大幅度的改变至执行机构的信号压力驱动阀门快速动作；随着阀门接近要求的位置，命令要求的位置与测得位置的差值变小，压电阀输出一个较小脉宽的脉冲信号，断续、小幅度的改变至执行机构的信号压力，使执行机构接近新命令位置的动作平缓。当阀门到达要求的位置（进入死区）时，压电阀无脉冲输出，定位器输出保持为零，使阀门稳定在某一位置不动。

3．Logix520智能定位器的调校

通过就地用户界面DIP设置开关，可完成定位器的增益、正反作用、定位器特性以及是否允许自动调校等基本设置；在不增加工具的条件下，能够进行自动或手动校准定位器；并且可以通过就地用户界面手动控制按钮,实现手动控制调节阀。

3.1自动调校

将“Quick_cal”DIP开关置于“自动”，按住定位器就地界面板上的“Quick_cal”按钮约三秒钟，定位器会全关阀门并登记0％位置，然后，打开阀门到停并登记100％位置，反复进行两遍，在这一过程中，定位器要测量两个方向的定位速度，以确定最小的定位增量（第二遍过程中在50％略停检测阀位中点偏移），其间面板上状态指示灯会按“Y-R-G-G”的顺序闪亮，表明校准正在进行中。当指示灯回到从绿灯开始的变化顺序时，校准自动完成。

3.2手动调校

将“Quick_cal”DIP开关置于“慢进”，校准过程会在一开始时关闭阀门，零点位置自动定在阀座处，量程则需用户手动设定；当面板上状态指示灯按“Y-R-R-G”顺序闪亮，使用“慢进↑”按钮，手动把阀门调到约100％位置，然后同时按两个“慢进”按钮，阀门会进行开关行程，当面板上状态指示灯再次按“Y-R-R-G”顺序闪亮时，使用“慢进↑”按钮，再次调节阀门到精确的100％，然后再次同时按两个“慢进”按钮，登记100％位置，在之后完成校准的过程中，再不需要操作。当指示灯回到从绿灯开始的顺序时，完成校准。

这个功能使调校工作方便快捷，而且调校的线性好，精度高，响应速度和死区适中，稳定性好。

4．Logix520阀门定位器的其他特点

1)就地面板装有红黄绿三个发光二极管，通过多种组合指示操作状态或警告工况，具有诊断、监测功能；三个LCD闪亮顺序组合所表示的基本含义：任何以绿色开始的闪亮顺序，表明处于正常操作模式，没有内部问题、错误和报警；任何以黄灯开始的闪亮顺序，表明是在特殊校验或测试状态；任何以红灯开始的闪亮顺序，表明存在操作问题或故障。

2)耗气量非常小，在0.6MPa稳定状态下，仅为0.12NM3/h，不足常规定位器的8％；对气源压力的变化不敏感；

3)采用同一型号既可用于直行程又可用于角行程；通过选配双作用模件，可以实现控制双作用活塞缸执行器；

4)“紧闭”功能默认设置起始风压，确保执行机构对阀座适宜的定位压力，使调节阀在不同工况下保证零位“紧密关闭”；

5)使用HART通讯协议，与定位器进行双向通信；

5．在实际使用中应该注意的问题

5.1对调节信号的带负载能力有较高的要求

在实际使用过程中，由于Logix520定位器的输入阻抗较高，当输入信号为20mA时，供电电压的最小要求值为12VDC、带负荷能力不小于600Ω，否则定位器不能正常工作；最小输入电流不小于3.6mA时，才能确保其性能。

5.2应合理设置定位器的动作死区

定位器死区设置越小，定位精度越高，这就给人们造成一个误区，以为死区越小越好，但这样会使压电阀及反馈杆等运动部件的动作越频繁，有时会引起阀门振荡，影响定位器和阀门的使用寿命，故定位器的死区设置不易过小；定位器设置更改后，必须重新调校后才能生效；

5.3Logix520定位器的安装

定位器的安装有一个重要原则就是，定位器、阀杆、反馈杆三部分要构成闭环负反馈。安装时可以这样检验：定位器安装后，阀杆和反馈杆不连接，用手转动反馈杆，若阀杆动作方向与反馈杆动作方向相反，则说明已构成闭环负反馈；此时要将调节阀阀位置于50％，并使反馈杆处于水平位置，然后将反馈杆和阀杆固定，这样可以保证定位器工作在更佳线性段。定位器安装不平正，也会增加其线性偏差。

5.4Logix520定位器流量特性的选择

调节阀的流量特性是由阀芯的加工特性所决定的，如果工艺要求与其相符，则定位器的输出特性应选择线性输出；在实际使用中，若阀芯特性与工艺要求不符，则可以通过定位器输出特性的设置来改变阀门的整体流量特性，如可以将阀芯为线性特性的调节阀，通过把定位器输出特性设置为等百分比特性，即可将具有线性阀芯的阀门变为等百分比流量特性的阀门来使用。

5.5Logix520定位器的维修

定位器不同的功能模块损坏，造成定位器无法使用时，如果整体更换，费用高昂；这时可以利用无故障的模块对定位器进行重新组装，但组装后要根据不同的调节阀进行重新设置，由于使用定位器的调节阀（行程等）变了，利用自动调校可能达不到使用要求，这时可以先手动调校确定其行程，然后再用自动调校校准。这样可以使调节阀定位精准、具有合适的响应速度，从而满足过程控制的要求，也节约了大量的资金。

6．Logix520阀门定位器在某厂的实际应用

1)某甲醇装置C-203A/B/C氧压机组震动剧烈，其回流管线上的PCV-2008A/B/C调节阀，使用常规定位器，喷嘴挡板不久即出现磨损，零点量程时有漂移，定位器频繁损坏，过程控制质量极差、危及安全生产；采用Logix520定位器后，由于其全密封结构，可动部件很少，力转换过程没有机械传动，消除了振动产生的干扰，使这个问题随之化解，大大降低了维护量、节约了资金，保证了过程控制质量和装置安全运行。

2)某装置气化炉废锅液位LCV-2003A/B调节阀，改造前使用常规定位器，安装在气化炉附近，工作环境温度较高（80℃左右），介质状态为高温高压（304℃、8MPa），为防止介质泄漏，将填料压得较紧，导致阀杆动作迟滞缓慢，阀位产生阶跃变化，稳定性较差，对过程控制影响较大。而且操作难度大，仪表维护量多；采用Logix520定位器后，定位器通过两级控制，加之与主控气路连在一起的压电阀可以释放很短的控制脉冲，使输出至膜头的信号更精确、更稳定，阀位的变化平稳精准；还可将定位器就地界面上的“valvestability”DIP开关拨到“HiFriction”和“LoFriction”选项中的“HiFriction”端，用以消减阀杆承受的高摩擦力和不平衡力造成的影响，基本消除了上述问题。

3）2015年4月，仪表维护人员巡检至某装置加氢反应器液面调节阀LV-1501B时，发现Logix520阀门定位器的状态指示灯显示为“R-Y-Y-Y”，由此判断并检查出调节阀膜头漏气，及时进行了处理，避免了因调节阀动作失灵危及装置安全生产；同样还是维护人员巡检时发现TV-0706B调节阀的Logix520阀门定位器状态指示灯显示“R-Y-Y-R”，由此检查出减压阀输出变小，调节阀供气压力不足，无法满足行程要求。维护人员检查后发现减压阀损坏，及时更换了减压阀并按额定要求恢复气源压力，避免了操作过程

定位器的工作原理是什么？

传统阀门定位器的工作原理：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。

定位器的工作原理

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。　

阀门定位器工作原理:

阀门定位器的工作原理，它是以力矩平衡原理设计和工作的。从电动调节仪表来的4-20mA电流信号，输入到力矩马达组件线圈6后，可动铁芯9被磁化，它与永久磁场10作用（叠加磁场），使铁芯9绕支点5产生转矩，挡板8靠近喷咀7，气动放大器1的背压啬，放大器1的输出也随之啬，此压力输出到气动执行机构13，推杆14向下位移，由挡杆15带动反馈杆16，使懊轮2转动，带动4向左摆，反馈被拉伸，由于作用力，使铁芯9产生一个反向的转矩，此时如果输入倍在铁芯9上产生的反馈力矩处于平衡时，执行机构就按输入信号的数值仪在相应的行程位置上，实现了输入信号与行程关系的比例我一。当输入信号养活时则定位器的工作过程哦上述动作逆动作。图中11用来调节定位的"零们位"（ZERO)。12哦分流器用来调节定位器的比例范围（SPAN).

传统电气阀门定位器的工作原理

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。

智能电气阀门定位器工作原理:

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。

定位器根据工作原理可分为：气动定位器、电气式定位器、智能式定位器

气动定位器：通过气动驱动控制阀门的执行机构，也是最早的定位器，属于机械式（力平衡原理：通过气动滑阀来实现气压平衡），优点是：控制比较精确缺点是：因为是气动控制，如果需要反馈至控制中心，就需要做电气转换

电气式定位器：此种在国内的应用最广，就是在气动定位器的基础上将电气转换元件集成到定位器上，方便了控制（相比气动定位器：用户只需要给标准的信号即可，而气动定位器的控制信号也是气源信号，在和系统的电流联系过程中，需要电气转换器），同时改进了滑阀的设计，采用了喷嘴挡板的设计。优点是：控制笔记哦方便缺点是：喷嘴挡板的结构，使得该类型定位器对环境震动比较敏感

智能式定位器：类似于电脑的发展，此时所有控制部分和比较部分准通过电器部分实现，喷嘴挡板也给成了压电阀的结构，可以进行自我调试、诊断、反馈、记录、总线通信等功能

定位器从所配阀门来分，有可以分为：直行程阀门用/角行程阀门用

从控制方式分：双作用/单作用

以上很容易发现：气动定位器本身因为不涉及电器元件，为防爆要求，但是剩余的两种需要确认电器元件的防爆要求。