数字式电气阀门定位器简介及技术比较

1、数字式电气阀门定位器简介及技术比较1阀门定位器阀门定位器是控制阀的重要附属装置，实质上是一个定值控制的闭合回路，它与气动执行器配套使用，可以改善控制阀的静态特性和动态特性、克服阀杆的摩擦力和消除不平衡力的影响，实现控制阀根据控制信号的准确定位，最终保证控制系统及工业过程有效运行。阀门定位器适用于：摩擦力大，需要精确定位的场合；缓慢过程需要提高控制阀响应速度的场合；需要提高执行机构输出力和切断能力的场合；分程控制和控制阀运行中有时需要改变正反作用形式的场合需要改变控制阀流量特性的场合；高压差的场合按照阀门定位器设计结构和工作原理可分类为：1气动阀门定位器 2电气阀门定位器3.数字式电气阀门定位器

2、（也称为智能电气阀门定位器smart positio ner）数字式电气阀门定位器是采用微处理技术和功能模块的新一代高性能电气阀门定位器，具有自校准自适应自诊断功能和免维护运行，也分带通信类型（HART、Profibus-PA、FF）和不带通信类型。阀门定位器的生产厂商很多，系列/型号繁杂，但能提供高性能数字式电气阀门定位器的还不多，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，部分厂商的数字式电气阀门定位器外观见图1。SAMSON 屮373D(-iFISHER 4 ovceoooFISHER 4METSO NELES hiogooo+JSIEMENS-PS2 H1 询大子22AKM加/沌少(&itm、位 启功o內动控制的根作故阵-安全动件位的动演有初给化枚阵/岀旅手功惟件白动捋作 代丽林形圈用千 控制偏誥或反t杆位直切位幵关 报

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5、2，可从这些数据看出共性和差异。除此之外，以下就其几点做初 步分析比较。（1）定位控制和气动部分 数字式电气阀门定位器的定位控 制是定值控制回路，输入控制信号为给定值，阀位（行程）信号为反馈值，最终输出气动信 号给气动执行器。多数设计为数字PID控制，即由微处理器完成定位控制。输入需 A/D转换或由通信模块接入，或直接数字输出或经D/A转换。Samson 373x系列则是数字和模拟结合的定位控制电路，微处理器主要用于信息处理和自诊 断，输入控制信号经 A/D （或通信模块）、微处理器、D/A加到模拟PD控制电路，而阀位 反馈信号直接采集，两个信号经PD控制电路比较后按一定运算规律输出一个电流控

6、制信号给电气转换器。采用模拟控制电路实现定位控制，主要考虑控制的及时、平滑，以及减少微处理器的任务负荷而加强信息处理。数字式电气阀门定位器的气动部分主要有压电阀和I/P电气转换器加气动放大器类型。压电阀方式便于数字控制， 且体积小结构简单， 代表产品为Siemens SIPART PS2。初期使用 时，普遍感觉效果较好，运行一段时间或在控制信号急剧波动时，压电阀易出现控制不稳定、气动输出波动，甚至损坏失灵。这是因为压电阀使用数字信号、开关动作，一个压电阀控制气源进气口，一个压电阀控制输出气路排气口，虽然有PWM脉宽调制技术调整动作脉冲，但定位时交替动作还较频繁。再就是气源直接加到压电阀，开关动

7、作瞬间对小阀芯冲击力较大，易造成关闭不严。气源质量不好时，对压电阀影响也很大。理论上压电阀在静态时不耗气，但在使用中压电阀关闭保持不动作的几率很小。表2.技*描标Sanofi3730Fl shsrDVOBGOOS1PMT F&2Foxbofoc；kardtSM91Matw INalea NDMODlC IS05M-e-l ittfe怙适支金凸鼻可以可以可d可M可以轩型支段ICC弗厅理（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 導百窘比.罔户自定义4-2WOCProfilhrt-PftFF有(3730-1

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10、 1SLM 6常显i91H.MK 3tlIki M3 5k( 1fl1 如（M1 7kf桧制l.tMWRi注1本强独供盤劣.讦览社术芯嶠见棚关广桶的样本或说胡书?应寸和耐幻榕義曲尘性用第门宦忖設电气转换器+气动放大器方式被多数厂家采用，设计、技术各有不同。Samson早期的378x型是采用压电阀技术，近年推出的373x系列则采用电气转换器（l/P）+气动放大器。373x系列的电气转换器具有高精度低耗气，阀门定位器并设计有一个气动定值器辅助恒定电气转换器的供气压力，不受气源压力不同的影响，也使静态耗气量（110标升/小时）与气源压力无关，而其它厂商阀门定位器的静态耗气量都随气源压力不同而改变。电

11、气转换器以毫安电流转换的气信号也较平滑，避免气压脉动。而传统的气动放大器技术成熟，稳定可靠。这样设计可以使阀门定位器气动输出性能好、提升了可靠性和延长其生命周期。（2）本机显示、组态和通信功能早期的数字式电气阀门定位器设计只考虑了通信功能，没有本机显示和组态功能，如 FISHER的DVC6000、Yamatake的SVP3000,只能依靠 PC或现场通信器 来组态、查看和故障诊断。可通过图6比较看出，Samson 373x系列本机显示的LCD较其它厂家的2行、4行LCD，信息量更大，可视性更好。在LCD上有醒目的行程显示，同时显示单位及棒图形式的定位偏差显示，还有图形的自动/手动状态、故障显示

12、、维护信息、阀位开关状态、单位显示、代码显示、组态显示、安全动作显示，等。对于通信功能，各厂商产品都尽量满足不同通信协议的要求。Sams on 373x系列设计有配有不同模块分别用于 HART （ 373x-3型）、Profibus-PA（ 3730-4 型）、FF（ 373x-5型）通信的型号，还配有 Samson SSP串行接口连接 PC机及应用SamsonTROVIS-VIEW 软件。无论是现场本机还是远程系统，其自诊断、组态、监控都非常方便。373x系列本机组态使用单键旋钮，调用单层菜单组态，三种主要初始化模式 （MAX、NOM、MAN ）简单快捷。还有在线更换定位器的Sub替代初始化

13、模式。相对来说，其它厂家使用的按键较多，Siemens SIPART PS2和Foxboro Eckardt SRD991用三个按键、metso-neles ND9000用四个按键，再加上多重菜单，使用起来略有不便。在显示语言方面，Fisher DVC600、Siemens SIPART PS2、Foxboro Eckardt SRD991 都是多语种并有中文显示，而 Samson 373x系列以图形符号和代码为主，也有部分英文缩写显示。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*更多用户对价格比较关HART通信/本安防爆3 Valv* Aot iffn附薮爭式闿门忘隹饕劇本駅显旅3）价格 选购数字式电气阀门定位器时应考虑实用性和性能价格比, 注。相对来说，Samson 373x系列性能价格比高，则价格也偏高。以型（无安装件）举例：Samson 3730-3 型约 9000RMB、Fisher DVC6000 约 8000RMB、SiemensSIPART PS2约6500RMB。此外，安装件独立报

15、价且偏高，也使整体价格更高。 各种数字式电气阀门定位器的技术细节上和使用效果上有很大差异，加之数字式电气阀门定位器推出时间不长、技术更新也快，若不进行深入解析，此时价格就是主导因素了。4结束语阀门定位器的数字化智能化已是发展方向，气动控制阀配有数字式电气阀门定位器进行性能 数字化整合后， 解决了终端控制元件 （控制阀） 性能长期落后于控制系统和现场仪表的难题， 尤其是功能强大的自诊断技术维持和提升了控制阀性能，使控制系统和工业过程更加有效， 使控制阀更加可靠更能满足过程控制的需要。随着更多厂商开发和改进数字式电气阀门定位器， 更多工业过程控制阀配用数字式阀门定位 器，必将使控制阀性能的数字化解决方案更加完善