數(shù)字式電氣閥門定位器簡介及技術(shù)比較

1、數(shù)字式電氣閥門定位器簡介及技術(shù)比較1閥門定位器閥門定位器是控制閥的重要附屬裝置，實質(zhì)上是一個定值控制的閉合回路，它與氣動執(zhí)行器配套使用，可以改善控制閥的靜態(tài)特性和動態(tài)特性、克服閥桿的摩擦力和消除不平衡力的影響，實現(xiàn)控制閥根據(jù)控制信號的準(zhǔn)確定位，最終保證控制系統(tǒng)及工業(yè)過程有效運行。閥門定位器適用于：摩擦力大，需要精確定位的場合；緩慢過程需要提高控制閥響應(yīng)速度的場合；需要提高執(zhí)行機構(gòu)輸出力和切斷能力的場合；分程控制和控制閥運行中有時需要改變正反作用形式的場合需要改變控制閥流量特性的場合；高壓差的場合按照閥門定位器設(shè)計結(jié)構(gòu)和工作原理可分類為：1氣動閥門定位器 2電氣閥門定位器3.數(shù)字式電氣閥門定位器

2、（也稱為智能電氣閥門定位器smart positio ner）數(shù)字式電氣閥門定位器是采用微處理技術(shù)和功能模塊的新一代高性能電氣閥門定位器，具有自校準(zhǔn)自適應(yīng)自診斷功能和免維護(hù)運行，也分帶通信類型（HART、Profibus-PA、FF）和不帶通信類型。閥門定位器的生產(chǎn)廠商很多，系列/型號繁雜，但能提供高性能數(shù)字式電氣閥門定位器的還不多，目前主要有： samson 的 378x 型 373x 系列、Fisher 的 DVC2000/DVC5000/DVC6000、 Foxboro-Eckardt 的 SRD960/991、Siemens 的 SIPART PS2、Masoneilan 的 SNI

3、II、ABB （ H&B ） 的 TZID-C、Metso Neles 的 ND9000、Yamatake 的 SVP3000、Yokogawa 的 FVP、Keystone 的EPP100/200、Burkert的8635/1067、等等，部分廠商的數(shù)字式電氣閥門定位器外觀見圖1。SAMSON 屮373D(-iFISHER 4 ovceoooFISHER 4METSO NELES hiogooo+JSIEMENS-PS2 H1 詢大子22AKM加/沌少(&itm、位 啟功o內(nèi)動控制的根作故陣-安全動件位的動演有初給化枚陣/岀旅手功惟件白動捋作 代麗林形圈用千 控制偏誥或反t桿位直切位幵關(guān) 報

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5、2，可從這些數(shù)據(jù)看出共性和差異。除此之外，以下就其幾點做初 步分析比較。（1）定位控制和氣動部分 數(shù)字式電氣閥門定位器的定位控 制是定值控制回路，輸入控制信號為給定值，閥位（行程）信號為反饋值，最終輸出氣動信 號給氣動執(zhí)行器。多數(shù)設(shè)計為數(shù)字PID控制，即由微處理器完成定位控制。輸入需 A/D轉(zhuǎn)換或由通信模塊接入，或直接數(shù)字輸出或經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換。Samson 373x系列則是數(shù)字和模擬結(jié)合的定位控制電路，微處理器主要用于信息處理和自診 斷，輸入控制信號經(jīng) A/D （或通信模塊）、微處理器、D/A加到模擬PD控制電路，而閥位 反饋信號直接采集，兩個信號經(jīng)PD控制電路比較后按一定運算規(guī)律輸出一個電流控

6、制信號給電氣轉(zhuǎn)換器。采用模擬控制電路實現(xiàn)定位控制，主要考慮控制的及時、平滑，以及減少微處理器的任務(wù)負(fù)荷而加強信息處理。數(shù)字式電氣閥門定位器的氣動部分主要有壓電閥和I/P電氣轉(zhuǎn)換器加氣動放大器類型。壓電閥方式便于數(shù)字控制， 且體積小結(jié)構(gòu)簡單， 代表產(chǎn)品為Siemens SIPART PS2。初期使用 時，普遍感覺效果較好，運行一段時間或在控制信號急劇波動時，壓電閥易出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、氣動輸出波動，甚至損壞失靈。這是因為壓電閥使用數(shù)字信號、開關(guān)動作，一個壓電閥控制氣源進(jìn)氣口，一個壓電閥控制輸出氣路排氣口，雖然有PWM脈寬調(diào)制技術(shù)調(diào)整動作脈沖，但定位時交替動作還較頻繁。再就是氣源直接加到壓電閥，開關(guān)動

7、作瞬間對小閥芯沖擊力較大，易造成關(guān)閉不嚴(yán)。氣源質(zhì)量不好時，對壓電閥影響也很大。理論上壓電閥在靜態(tài)時不耗氣，但在使用中壓電閥關(guān)閉保持不動作的幾率很小。表2.技*描標(biāo)Sanofi3730Fl shsrDVOBGOOS1PMT F&2Foxbofoc；kardtSM91Matw INalea NDMODlC IS05M-e-l ittfe怙適支金凸鼻可以可以可d可M可以軒型支段ICC弗廳理（直拮可以可及可(可ClWSt3& 口 円g5-1024260w10-1200 - 50 -刑30 845-85就性、萼百分tt.皮向 導(dǎo)百窘比.罔戶自定義4-2WOCProfilhrt-PftFF有(3730-1

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11、氣轉(zhuǎn)換器以毫安電流轉(zhuǎn)換的氣信號也較平滑，避免氣壓脈動。而傳統(tǒng)的氣動放大器技術(shù)成熟，穩(wěn)定可靠。這樣設(shè)計可以使閥門定位器氣動輸出性能好、提升了可靠性和延長其生命周期。（2）本機顯示、組態(tài)和通信功能早期的數(shù)字式電氣閥門定位器設(shè)計只考慮了通信功能，沒有本機顯示和組態(tài)功能，如 FISHER的DVC6000、Yamatake的SVP3000,只能依靠 PC或現(xiàn)場通信器 來組態(tài)、查看和故障診斷?？赏ㄟ^圖6比較看出，Samson 373x系列本機顯示的LCD較其它廠家的2行、4行LCD，信息量更大，可視性更好。在LCD上有醒目的行程顯示，同時顯示單位及棒圖形式的定位偏差顯示，還有圖形的自動/手動狀態(tài)、故障顯示

12、、維護(hù)信息、閥位開關(guān)狀態(tài)、單位顯示、代碼顯示、組態(tài)顯示、安全動作顯示，等。對于通信功能，各廠商產(chǎn)品都盡量滿足不同通信協(xié)議的要求。Sams on 373x系列設(shè)計有配有不同模塊分別用于 HART （ 373x-3型）、Profibus-PA（ 3730-4 型）、FF（ 373x-5型）通信的型號，還配有 Samson SSP串行接口連接 PC機及應(yīng)用SamsonTROVIS-VIEW 軟件。無論是現(xiàn)場本機還是遠(yuǎn)程系統(tǒng)，其自診斷、組態(tài)、監(jiān)控都非常方便。373x系列本機組態(tài)使用單鍵旋鈕，調(diào)用單層菜單組態(tài)，三種主要初始化模式 （MAX、NOM、MAN ）簡單快捷。還有在線更換定位器的Sub替代初始化

13、模式。相對來說，其它廠家使用的按鍵較多，Siemens SIPART PS2和Foxboro Eckardt SRD991用三個按鍵、metso-neles ND9000用四個按鍵，再加上多重菜單，使用起來略有不便。在顯示語言方面，F(xiàn)isher DVC600、Siemens SIPART PS2、Foxboro Eckardt SRD991 都是多語種并有中文顯示，而 Samson 373x系列以圖形符號和代碼為主，也有部分英文縮寫顯示。87,5 %VaLv* poaitionSamson 373 系列Fisher DVC20OOSiemens SIPARTMetso Ne I es ND90

14、00.IDperatlDnISRD Mia in Menu1 Mounting2 AutostartCanFicjuratipnF oboro-Eckardt SRD991*更多用戶對價格比較關(guān)HART通信/本安防爆3 Valv* Aot iffn附藪爭式闿門忘隹饕劇本駅顯旅3）價格 選購數(shù)字式電氣閥門定位器時應(yīng)考慮實用性和性能價格比, 注。相對來說，Samson 373x系列性能價格比高，則價格也偏高。以型（無安裝件）舉例：Samson 3730-3 型約 9000RMB、Fisher DVC6000 約 8000RMB、SiemensSIPART PS2約6500RMB。此外，安裝件獨立報

15、價且偏高，也使整體價格更高。 各種數(shù)字式電氣閥門定位器的技術(shù)細(xì)節(jié)上和使用效果上有很大差異，加之?dāng)?shù)字式電氣閥門定位器推出時間不長、技術(shù)更新也快，若不進(jìn)行深入解析，此時價格就是主導(dǎo)因素了。4結(jié)束語閥門定位器的數(shù)字化智能化已是發(fā)展方向，氣動控制閥配有數(shù)字式電氣閥門定位器進(jìn)行性能 數(shù)字化整合后， 解決了終端控制元件 （控制閥） 性能長期落后于控制系統(tǒng)和現(xiàn)場儀表的難題， 尤其是功能強大的自診斷技術(shù)維持和提升了控制閥性能，使控制系統(tǒng)和工業(yè)過程更加有效， 使控制閥更加可靠更能滿足過程控制的需要。隨著更多廠商開發(fā)和改進(jìn)數(shù)字式電氣閥門定位器， 更多工業(yè)過程控制閥配用數(shù)字式閥門定位 器，必將使控制閥性能的數(shù)字化解決方案更加完善