智能阀门定位器及其工作原理

1、智能阀门定位器及其工作原理中国泵业网 一：智能阀门定位器及其工作原理（一）阀门定位器的定义和特点阀门定位器是一种用于调节阀上的主要附件。通常来说又称为气 动阀门定位器。一般来说必需与气动调节阀配套使用，才能正常运作。 它的工作原理是接受调节器所输出的信号， 然后利用这一信号去控制 气动调节阀。当调节阀根据信号的指示做出一定的动作后， 调节阀上 的阀杆位置有一定的位移，这一位移的动作也会通过机器的机械装置 反馈到阀门的定位器，这时阀门的状况通过这一个回合的电信号传给 上位系统。阀杆位置移动的信号传输至它，然后经由它的反馈，它将 这种信号作为反馈信号。控制器同样会输出一种信号，这种是一种输 出信号

2、。这两种信号作为比较。假如这两种信号泛起了某种偏差，使 其足以改变机械操纵的执步履作，输出了执步履作的输出信号，会建 立一种阀杆位置移动与控制器输出信号之间的对应关系。这时，阀门定位器能够组成一组以阀杆位置移动为丈量信号， 以控制输出为设定 信号的反馈控制系统。一般来说，阀门的定位器结构按照其结构形式 和工作原理可以分气动阀门定位器、电气阀门定位器和智能式阀门定 位器。阀门定位器的作用是增大调节阀的输出功率，对于调节信号快速传递很反映。对于阀杆来说，可以增加阀杆的移动速度，阀杆移动 是所产生的摩擦力带来的平衡性题目有很大改善。 阀门的线性度可以 通过定位器装置的反应有很大的进步。 对于阀门的准

3、确定位和机器的 有效运行有巨大作用。（二）智能阀门定位器的定义和工作原理智能阀门调节定位器是一种不需要人工矫正和调整的，可以自动 检测所带的调节阀零点、满度、摩擦系数、自动设置控制参数的阀门 定位器。它的工作原理又和传统的阀门定位器工作原理有所区别。一般来说，后者接受的是来至控制系统的 420mA模拟信号，然后通 过驱动力，使电念头产生一定的电磁力，这种电磁力会作用于主杠杆。 阀门器上阀位的变化一般来说主要经由反馈杆、凸轮、副杠杆和反馈弹簧传递到要做出反应的主杠杆上。主杠杆上的平衡直接影响挡板喷 嘴机构，这一机构受它的影响，经由气动放大器来控制气动执行机构 的进气与排气这逐一进一出的气体反应。

4、 然后才终极达到已经设定的 参数，及设定点。简朴的来说，后者的主要工作原理主要是利用物理 上的力平衡理论，来达到对于阀门的操控。对前者，即智能阀门调节定位器来说。它的工作原理显然与科学 技术的发展和市场需求相关。它的工作原理主要是通过电子化、 数字 化的信号控制。这也是人工智能做显著用于产业出产的特点。它接受的是来自于控制系统的420mA阀位设定信号，然后通过软件装置 和计算机系统进行高精确度的 A/D采样转换，得到一个设定值的变 量数字元素。阀门位置的变化在经由了阀门位置所设置的反馈机构的 阀门位置的电信号后，也需要经由 A/D采样转换，计算出设定值的 变量数字元素和阀门位置移动所产生的变量

5、数值。这两个数值经由微处理器的处理，最后汇集成一个关于阀门位置变动的信号。 通过电子 和电气二者的转换，来达到气念头构空气状态控制的目的。 实际上这 就是不同于力平衡原理的数字平衡原理来对阀位进行位移控制。实际上，整个智能阀门定位器是一个控制回路，它是由两线和一 个420mA信号来控制的。基于HART协议的双向数字通讯，是经 由HART模件的送出然后接收和420mA叠加笼盖在一起的数字信 息，可以实现跟微处理器双向交流的数字通讯。首先，模拟量的420mA信号会传送给微处理器，在微处理器当中进行处理，与阀位处 的传感器返归来的反馈信息加以对比。 微处理器经由科学的计算，根 据二者的偏差数值和方向

6、变化进行控制计算，这就是所谓的一级控 制。然后向压电阀发出相应的电控指令。 压电阀根据这一指令做出开 与合的动作。压电阀同时会负气动放大器的输出反馈给内控制系统， 再次与微处理器处理的信息进行比较， 这是二级控制。通过两级控制 的输出信号会传递给执行机构，执行机构内空气压力的变化会指引阀 门运动的行程。二：智能阀门器的特点调节阀作为控制装置的枢纽附件。要求改善和进步机器执行的机 能。整个仪表装置的发展使最能够进步控制水平的地方。所以把人工智能运用到阀门控制当中，是必定要求。智能阀门定位器能够集通信 能力、电气转换于一体。通信协议能够利便的获取操纵需要操纵的处 理信息。通信协议的另外一个好处即为

7、可以随时随地进行信号与数据 库的对比，用来诊断发生故障的原因。与传统的阀门定位器来比较， 智能阀门定位器有较高的敏感度，能够比较快速有效的捕获到阀门位置移动的变化，有比较不乱的可靠性。计算机设定的科学性参数比之 传统人工设定的参数值同样具有比较代表性的可选择性。阀门控制最轻易泛起的死区的题目，也能够公道的处置死区状态下阀门控制状 态。与常规的定位器比拟，通过比较精确的位置检测装置和定位器内 部的人工智能计算机软件，对于仪表本身和随之相关调节阀动作有一 定的诊断功能。因为在智能阀门定位器中引入了微处理器的技术，实现了人工智 能。得益于电脑软件的强烈支持，可以实现以下功能。第一，人工智 能能够支持

8、自动调节，自动调节意味着可以实现仪表本身、机器本身、 通信处理器和电脑登一系列相关装置的零点和控制进程的自我矫正。 第二，智能数字阀门定位用具有与现场总线系统配置的功能，可以通过设定地址的参数来达到对地址的数字化控制。第三，智能阀门控制器因为实现了智能控制，所以可以实现大规模的兼容模拟量、基于 HART协议的信号、FF信号和其他通信规程。同时因为实现了基于 这些协议的信号出利空，能够根据HART通信方式和电脑查到所需检 测仪表的出厂信息和参数。第四，因为利用的是电信号而不是力平衡 的原理来实现控制，大大进步了信号的可靠性和不乱性。能够对控制 时间的滞后性有迅速有效的处理。三：智能阀门控制器的运

9、用与传统的利用力平衡原理的机械式定位器不同，它是电子科学、 信息软件、机械物理、科学计算法、流体力学、现代通信等多门高端 现代科学技术相结合的产品。中国自动化行业一直在追求引进和模仿国外提咼前辈的自动化技术，但是同时也一直夸大自主立异能力。 但 是海内的工艺水平并不高，由于科学技术的门槛，海内的自动化行业 机械式国产阀门定位器有一定的行业规模。 但是对于科学技术要求较 高的智能阀门定位器的市场来说，少数比较优秀的国际品牌所占据。 好比电子技术发达的西门子公司出产的电气智能阀门定位器一直被 视为行业的顶尖水平。在不同的场合和环境运用不同的智能阀门定位 器。智能阀门定位器可以分为单独供电的和不单独

10、供电的两种，由于定位器自带一个24VDC和一个420mA的电流信号，以便实现自检。 但是有的电位器就不需要提供供电即前者，只需要后者电流信号即 可。在爆炸性气体的使用环境下，以便精确度的确认和安全，比较适 适用电气智能阀门定位器。智能阀门定位器的发展方向是，仪表出产水平快速发展，各个厂 家之间出产的各自的配套仪表泛起一定的可以替换性。 或者是泛起类 似于HART协议的新的通信协议。多种协议的泛起和并存，或者是泛 起一种公用的同一尺度的协议。智能阀门定位器并不能完完全全消除调节阀偏离度中的死区，从 某种意义上来说，死区并不可能完完全全的消除，由于理论和实践老 是有差距的。更何况实践和理论都存在死

11、角，所以作为衡量调节阀偏 离度的主要指标需要进一步的消除。利用电气丈量阀位的方法可以消 除反馈杆自身存在的死区。系同一体化在定位器中是另逐一个智能阀 门定位器发展的方向，在定位器之中加入各种控制功能，不需要经由 CPU的处理就可以达到直接接受信号就可以达到系统控制的目的。在智能阀门定位器中加入遥感技术，特别是在仪表之中安装中运用， 可以减少仪表中电线裸露的时间， 减少安全隐患，进步可以应用的范 围。智能阀门定位器机能比之传统阀门定位器比较不乱，能够实现软 件检测，调整利便。并且基于HART协议可以实现总线装置的通信功 能。对于维修的安全机能考虑，可以降低人工维修的用度和保障维修 的安全性，维护量相称于零