幾種閥門定位器工作原理的介紹

1、幾種閥門定位器工作原理介紹：氣動(dòng)閥門定位器（一）氣動(dòng)閥門定位器是按力平衡原理設(shè)計(jì)工作的，其工作原理方框見(jiàn)上圖所示，它是按力平衡原理設(shè)計(jì)和工作的。如圖所示當(dāng)通入波紋管的信號(hào)壓力增加時(shí)，使杠桿2繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，檔板靠近噴嘴，噴嘴背壓經(jīng)放大器放大后，送入薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室，使閥桿向下移動(dòng)，并帶動(dòng)反饋桿(擺桿)繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，連接在同一軸上的反饋凸輪(偏心凸輪)也跟著作逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)滾輪使杠桿1繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，并將反饋彈簧拉伸、彈簧對(duì)杠桿2的拉力與信號(hào)壓力作用在波紋管上的力達(dá)到力矩平衡時(shí)儀表達(dá)到平衡狀態(tài)。此時(shí)，一定的信號(hào)壓力就與一定的閥門位置相對(duì)應(yīng)。以上作用方式為正作用，若要改變作用方式，只要將凸輪翻轉(zhuǎn)，A向

2、變成B向等，即可。所謂正作用定位器，就是信號(hào)壓力增加，輸出壓力亦增加;所謂反作用定位器，就是信號(hào)壓力增加，輸出壓力則減少。一臺(tái)正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)只要裝上反作用定位器，就能實(shí)現(xiàn)反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作;相反，一臺(tái)反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)只要裝上反作用定位器，就能實(shí)現(xiàn)正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。氣動(dòng)閥門定位器（二）氣動(dòng)閥門定位器是一種將電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換成壓力信號(hào)的轉(zhuǎn)換裝置，以壓縮空氣或氮?dú)鉃楣ぷ鳉庠磥?lái)控制工業(yè)爐調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大小。普遍用于工業(yè)爐溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)中對(duì)氣動(dòng)閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連續(xù)控制。氣動(dòng)閥門定位器是按力平衡原理工作的，實(shí)現(xiàn)由輸入的420mA電流信號(hào)控制氣動(dòng)閥門由0100的開(kāi)啟度。其工作原理如下圖。當(dāng)需要增加閥門開(kāi)啟度，

3、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的輸出電流信號(hào)就會(huì)上升，力矩馬達(dá)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，擋板受電磁場(chǎng)力遠(yuǎn)離噴嘴。噴嘴和擋板間距變大，排出放大器內(nèi)部的線軸上方氣壓。受其影響線軸向右邊移動(dòng)，推動(dòng)擋住底座 的閥芯 ，氣壓通過(guò)底座輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu) 。隨著執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室 內(nèi)部壓力增加，執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿下降，通過(guò)反饋桿把執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿的位移變化傳達(dá)到滑板。這個(gè)位移變化又傳達(dá)到量程反饋桿，拉動(dòng)量程彈簧16。當(dāng)量程彈簧16和力矩馬達(dá) 的力保持平衡時(shí)，擋板 回到原位，減小與噴嘴 間距。隨著通過(guò)噴嘴排出空氣量的減小，線軸上方氣壓增加。線軸回到原位，閥芯重新堵住底座 ，停止氣壓輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)停止時(shí)，定位器保持穩(wěn)定狀態(tài)。電氣閥門定位器工作

4、原理1.杠桿2.活塞膜片3.反饋彈簧4.杠桿5.凸輪6.反饋軸7.聯(lián)結(jié)8.傳動(dòng)軸9.執(zhí)行機(jī)構(gòu)10.先導(dǎo)閥滑閥芯11.先導(dǎo)閥體12.零點(diǎn)和范圍聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)13.內(nèi)部反饋彈簧14.轉(zhuǎn)換塊15.平衡線圈16.永磁鐵17.平衡梁18.噴嘴19.節(jié)流孔紅-氣源壓力；橙-汽缸壓力；黃-噴嘴壓力；紫-固定部分；藍(lán)-運(yùn)動(dòng)部分氣動(dòng)放大器工作原理 從減壓閥輸入氣源壓力(Supply)，信號(hào)接口端輸入信號(hào)壓力(Input Signal)，那么如下圖上方膜片()受到壓力，使膜片組合件向下移動(dòng)，同時(shí)閥芯()也會(huì)向下移動(dòng)。這時(shí)輸入壓力通過(guò)閥芯底座通路流入到輸出接口(Output)并輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)輸出壓力增加到和信號(hào)壓力相

5、同時(shí)，閥芯()重新上升，最總信號(hào)壓力和輸出壓力保持相同。相反，輸出壓力大于信號(hào)壓力，則膜片組合件向上移動(dòng)，輸出壓力會(huì)通過(guò)閥芯上方空隙向排氣環(huán)()排氣。根據(jù)信號(hào)壓力而變化的輸出壓力的靈敏度可以通過(guò)調(diào)節(jié)螺絲()進(jìn)行調(diào)解，通過(guò)調(diào)節(jié)可以改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。關(guān)于尿素裝置智能閥門定位器典型故障分析電子式智能調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥定位器是新一代產(chǎn)品，其工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)較以往常規(guī)電氣閥門定位器有很大不同，因而在使用中遇到了一些新問(wèn)題。本文結(jié)合尿素裝置智能閥門定位器的應(yīng)用和典型故障，探討了智能化（模擬信號(hào)疊加數(shù)字信號(hào)）閥門定位器在應(yīng)用中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。1工作原理（1）智能閥門定位器是基于微處理器讀取輸入信號(hào)、位置傳感器

6、的位置信號(hào)和壓力傳感器輸出壓力信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算處理產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使執(zhí)行器動(dòng)作?，F(xiàn)選擇滑桿型的DVC5000和旋轉(zhuǎn)型的ND800智能閥門定位器加以詳細(xì)說(shuō)明，它們的工作原理分別見(jiàn)圖1和圖2。圖1 DVC5000智能閥門定位器工作原理示意圖圖2 ND800智能閥門定位器工作原理示意圖（2）DVC5000數(shù)字式閥門定位器有1個(gè)獨(dú)立的模塊基座，可以很方便地在現(xiàn)場(chǎng)更換而不必拆除現(xiàn)場(chǎng)的導(dǎo)線或?qū)Ч?。該模塊基座包括I/P轉(zhuǎn)換器、印刷電路板（PWB）組件、氣動(dòng)中繼器及指示表等子模塊，可以通過(guò)更換子模塊而重新組合。FIELDVUE系列數(shù)字式閥門控制器通過(guò)進(jìn)入端子盒的一對(duì)雙絞線接受輸入信號(hào)和電能，信號(hào)同時(shí)輸入到PWB組件

7、子模塊，在此被附加許多參數(shù)，如多段折線性化中的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、極限值和其它數(shù)值。然后PWB組件子模塊送信號(hào)給I/P轉(zhuǎn)換器子模塊，將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈮盒盘?hào)。該氣壓信號(hào)送入氣動(dòng)中繼器加以放大并作為輸出信號(hào)送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也可以被安置在PWB組件子模塊上的壓力敏感元件所感受，用于閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的診斷信息。閥門和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥桿位置當(dāng)作輸入信號(hào)引入PWB子模塊，用作數(shù)字式閥門控制器的反饋信號(hào)，同時(shí)與輸入信號(hào)值比較，若存在偏差，微處理器通過(guò)運(yùn)算處理產(chǎn)生新的電流值來(lái)修正偏差，直至調(diào)節(jié)閥的閥位信號(hào)與輸入信號(hào)一致，即偏差為零。ND800智能閥門定位器則為微處理器（C）通過(guò)改變前置級(jí)（PR）線圈的控制電流，前置級(jí)閥門降低滑

8、閥（SV）終端的控制壓力，閥柱向低壓方向移動(dòng)，打開(kāi)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸頂部的氣流，且打開(kāi)來(lái)自活塞另一側(cè)的氣流，增加活塞上的差壓使活塞移動(dòng)。微處理器用控制計(jì)算一種新的控制電流，直至執(zhí)行機(jī)構(gòu)的新位置信號(hào)與輸入信號(hào)一致為止。穩(wěn)定狀態(tài)下使滑閥（SV）就位，前置級(jí)（PR）閥門關(guān)閉。2性能智能閥門定位器是基于微處理器的新一代產(chǎn)品，具有高精度的閥門位置信號(hào)傳感器及輸出壓力傳感器等，因而具有較高的控制精度（0.5%1.0%），而常規(guī)電氣閥門定位器精度僅為2%5%；具有遠(yuǎn)距離組態(tài)、調(diào)試、診斷、數(shù)據(jù)管理等功能。經(jīng)過(guò)1年多的實(shí)際運(yùn)行，智能閥門定位器與普通閥門定位器的性能、使用情況、性價(jià)比等方面的比較見(jiàn)表1。表1兩種閥門定

9、位器的比較3軟件功能智能閥門定位器具有豐富的軟件功能，如自動(dòng)調(diào)整零點(diǎn)和滿量程。組態(tài)需要的閥門特性配上專用軟件，具備高級(jí)動(dòng)態(tài)診斷功能，可將閥門的機(jī)械性能指標(biāo)和控制系統(tǒng)的指標(biāo)結(jié)合起來(lái)，以判斷閥門損壞情況（圖3）。注：變差間隙1，2太大摩擦力大，填料緊。變差間隙1，2太小摩擦力小，填料松。調(diào)節(jié)閥平均動(dòng)態(tài)誤差超過(guò)5%（1+2>5%），要維護(hù)。調(diào)節(jié)閥動(dòng)態(tài)線性度超過(guò)1%，要重新標(biāo)定。圖3閥門定位器高級(jí)動(dòng)態(tài)診斷4智能閥門定位器與DCS連接的阻抗匹配問(wèn)題常規(guī)電氣定位器一般輸入阻抗為250，而智能定位器的輸入阻抗均大于250，品牌和型號(hào)不同，阻抗不同，表達(dá)式也不同。阻抗越大，要求DCS帶載能力越大，使系統(tǒng)

10、運(yùn)行受到影響。在本公司三聚氰胺裝置的回路聯(lián)動(dòng)調(diào)校時(shí)，發(fā)現(xiàn)DCS的輸出卡只能驅(qū)動(dòng)NELES ND8221/S1定位器，調(diào)節(jié)閥僅動(dòng)作28%的行程。具體解決辦法是更換驅(qū)動(dòng)較大的安全柵（內(nèi)阻較?。?，降低了安全柵在調(diào)節(jié)回路的分壓，相應(yīng)增加了對(duì)智能定位器的輸出功率。5智能閥門定位器的閥位檢測(cè)精確的閥位信號(hào)是控制系統(tǒng)的重要參數(shù)，也是構(gòu)成高級(jí)動(dòng)態(tài)診斷功能的重要參數(shù)，因此需要閥位檢測(cè)的高精度測(cè)量和傳送。各品牌、型號(hào)有不同的閥位檢測(cè)裝置，反饋傳送信號(hào)不同，具體情況見(jiàn)表2。表2閥位檢測(cè)及傳送6智能特性（1）改善控制：雙向數(shù)字通訊將閥門當(dāng)前情況的信息傳送到控制室，可根據(jù)閥門工作信息對(duì)過(guò)程控制進(jìn)行管理，確保及時(shí)控制。（

11、2）提高安全性：可以從現(xiàn)場(chǎng)接線盒、端子板或在控制室使用手操器、PC機(jī)或系統(tǒng)工作站選取信息，減少在危險(xiǎn)環(huán)境下操作的機(jī)會(huì)。（3）保護(hù)環(huán)境：可以把閥門泄漏檢測(cè)儀或限位開(kāi)關(guān)接到智能數(shù)字式閥門控制器的輔助端子，以免額外增加現(xiàn)場(chǎng)布線，若發(fā)生超限，該儀表將會(huì)報(bào)警。（4）節(jié)省硬件開(kāi)支：當(dāng)FIELDVUE系列數(shù)字式閥門定位器用在集成系統(tǒng)時(shí)，由于FIELDVUE數(shù)字式閥門控制器替代調(diào)節(jié)器可以節(jié)省硬件和安裝費(fèi)用，使布線投資、端子和I/O需求投資節(jié)省50%。同時(shí)FIELDVUE儀表采用兩線制供電，不要求單獨(dú)而價(jià)高的供電導(dǎo)線，并可替換現(xiàn)有的配裝于閥門的模擬儀表，節(jié)省了單獨(dú)鋪設(shè)電源線和信號(hào)線的高額費(fèi)用。7常見(jiàn)故障及現(xiàn)場(chǎng)處

12、理（1）控制信號(hào)變化而調(diào)節(jié)閥不動(dòng)作（排除閥體因素）是智能定位器DVC5000運(yùn)行過(guò)程中的常見(jiàn)故障。處理辦法：重點(diǎn)檢查閥位傳位器是否運(yùn)轉(zhuǎn)自如，電氣連續(xù)性等。（2）閥位難以控制，小信號(hào)不動(dòng)作，大信號(hào)時(shí)全開(kāi)或全關(guān)，經(jīng)多次調(diào)校仍不正常，更換新的定位器后仍不正常。最后發(fā)現(xiàn)ND800智能閥門定位器的反饋桿與定位器內(nèi)部信號(hào)轉(zhuǎn)換部分為非接觸感應(yīng)連接，反饋桿可以360°任意旋轉(zhuǎn)，造成反饋桿與閥桿連接相差180°，經(jīng)重新安裝調(diào)校后工作正常。（3）智能閥門定位器與HART275型手操器不能正常通訊。常見(jiàn)原因是有效電壓是否大于12V，輸出阻抗是否低于250，導(dǎo)線電容是否太高，輸入信號(hào)是否小于4mA等。8應(yīng)用和維護(hù)DVC5000智能閥門定位器于2000年1月安裝于尿素裝置，共20多臺(tái)。使用手操器對(duì)其進(jìn)行了組態(tài)和校驗(yàn)，其線性度可達(dá)99%，零點(diǎn)和量程及回差均可以控制在精度要求的范圍之內(nèi)，控制極其穩(wěn)定且抗干擾的能力也特別強(qiáng)，完全滿足工藝控制的要求。FIELDVUE定位器維護(hù)量極少，基本上無(wú)需維護(hù)，其現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性特強(qiáng)。但為了保證長(zhǎng)期、穩(wěn)定地運(yùn)行，儀表人員應(yīng)做好以下幾個(gè)方面的工作。（1）保證其良好的工作環(huán)境，防止意外損壞，應(yīng)定