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      調節閥智能定位器的介紹

      2019/3/5

      在生產過程中,調節閥是控制系統的終端,一旦其發生故障,將直接影響裝置的安全運行,對生產過程影響非常大。運用智能調節閥定位器,能夠改善調節閥的流量特性和性能,可以通過與DCS或總線設備進行數字信息通訊,提升企業生產控制能力,為裝置的安全穩定生產提供保障。


      1. 常規定位器存在的不足

      1) 常規定位器多為機械力平衡原理,它采用噴嘴擋板機構,可動件較多,容易受溫度波動、外界振動等干擾的影響,耐環境性差干粉攪拌機 分散機 涂料分散機 高速分散機 攪拌機 混合機 實驗室攪拌機 小型攪拌機 輕型攪拌機 簡易攪拌機 便攜攪拌機 手握式攪拌機 高速攪拌機 低速攪拌機 液體攪拌機 固液攪拌機 漿料攪拌機 立式攪拌機;彈簧的彈性系數在惡劣環境下能發生 改變,會造成調節閥非線性,導致控制質量下降;外界振動傳到力平衡機構,易造成部件磨損以及零點和行程漂移,也使定位器難以工作;

      2) 由于噴嘴本身的特性,執行器在穩定狀態時也要大量消耗壓縮空氣,若使用執行器數量較多,能耗較大;而且噴咀本身是一個潛在故障源,易被灰塵或污物顆粒堵住,使定位器不能正常工作;

      3) 常規定位器手動調校時需要使用專用設備、不隔離控制回路是不可能的,且零點和行程的調整互相影響,須反復整定,費時費力,非線性嚴重時,則更難調整。


      2.智能閥門定位器的組成和原理

      2.1 智能閥門定位器的組成

      智能閥門定位器是一種具有HART通信協議的閥門定位器,由三部分組成:微處理器電子控制的模件,包括HART通信模塊和就地用戶界面開關雙行星混合機攪拌器;電/氣動轉換器模件的壓電閥;閥位傳感器。

      2.2 智能閥門定位器的工作原理

      整個控制回路由兩線、4~20mA信號控制。HART模件送出和接收疊加在4~20mA信號上的數字信息,實現與微處理 器的雙向數字通信。模擬量的4~20mA信號傳給微處理器,與閥位傳感器的反饋進行比較,微處理器根據偏差的大小和方向進行控制計算(一級控制),向壓電 閥發出電控指令使其進行開、閉動作。壓電閥依據控制指令脈沖的寬度對應于氣動放大器輸出壓力的增量,同時氣動放大器的輸出又被反饋給內控制回路,再次與微 處理器的運算結果進行比較運算(二級控制),通過兩級控制輸出信號到執行機構,執行機構內空氣壓力的變化控制著閥門行程。當控制偏差很大時,壓電閥發出寬 幅脈沖信號,使定位器輸出一個連續信號,大幅度的改變至執行機構的信號壓力驅動閥門快速動作;隨著閥門接近要求的位置,命令要求的位置與測得位置的差值變 小,壓電閥輸出一個較小脈寬的脈沖信號,斷續、小幅度的改變至執行機構的信號壓力,使執行機構接近新命令位置的動作平緩。當閥門到達要求的位置(進入死 區)時,壓電閥無脈沖輸出,定位器輸出保持為零,使閥門穩定在某一位置不動。


      3.智能定位器的調校

      通過就地用戶界面設置開關,可完成定位器的增益、正反作用、定位器特性以及是否允許自動調校等基本設置;在不增加工具的條件下,能夠進行自動或手動校準定位器;并且可以通過就地用戶界面手動控制按鈕,實現手動控制調節閥。


      4.智能閥門定位器的其他特點

      1)通過多種組合指示操作狀態或警告工況,具有診斷、監測功能;

      2) 耗氣量非常小,在0.6 MPa穩定狀態下,僅為0.12NM3/h,不足常規定位器的8 %;對氣源壓力的變化不敏感;

      3) 采用同一型號既可用于直行程又可用于角行程;通過選配雙作用模件,可以實現控制雙作用活塞缸執行器;

      4) 使用HART通訊協議,與定位器進行雙向通信;


      5.在實際使用中應該注意的問題

      5.1 對調節信號的帶負載能力有較高的要求

      在實際使用過程中,智能定位器的輸入阻抗較高,當輸入信號為20mA時,供電電壓的最小要求值為12VDC、帶負荷能力不小于600Ω,否則定位器不能正常工作;最小輸入電流不小于3.6mA時,才能確保其性能。

      5.2 應合理設置定位器的動作死區

      定位器死區設置越小,定位精度越高,這就給人們造成一個誤區,以為死區越小越好,但這樣會使壓電閥及反饋桿等運動部件的動作越頻繁,有時會引起閥門振蕩,影響定位器和閥門的使用壽命,故定位器的死區設置不易過??;定位器設置更改后,必須重新調校后才能生效;

      5.3 定位器的安裝

      定位器的安裝有一個重要原則就是,定位器、閥桿、反饋桿三部分要構成閉環負反饋。

      安裝時可以這樣檢驗:定位器安裝后,閥桿和反饋桿不連接,用手轉動反饋桿,若閥桿動作方向與反饋桿動作方向相反,則說明 已構成閉環負反饋;此時要將調節閥閥位置于50%,并使反饋桿處于水平位置,然后將反饋桿和閥桿固定,這樣可以保證定位器工作在最佳線性段。定位器安裝不 平正,也會增加其線性偏差。

      5.4 定位器流量特性的選擇

      調節閥的流量特性是由閥芯的加工特性所決定的,如果工藝要求與其相符,則定位器的輸出特性應選擇線性輸出;在實際使用 中,若閥芯特性與工藝要求不符,則可以通過定位器輸出特性的設置來改變閥門的整體流量特性,如可以將閥芯為線性特性的調節閥通過把定位器輸出特性設置為等 百分比特性,即可將具有線性閥芯的閥門變為等百分比流量特性的閥門來使用。

      5.5 定位器的維修

      定位器不同的功能模塊損壞,造成定位器無法使用時,如果整體更換,費用高昂;這時可以利用無故障的模塊對定位器進行重新 組裝,但組裝后要根據不同的調節閥進行重新設置,由于使用定位器的調節閥(行程等)變了,利用自動調??赡苓_不到使用要求,這時可以先手動調校確定其行 程,然后再用自動調校校準。這樣可以使調節閥定位精準、具有合適的響應速度,從而滿足過程控制的要求。

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