阀门定位器解析课件

SPD智能型电-气阀门定位器技术设计说明SPD智能型电-气阀门定位器技术设计说明概述智能电—气阀门定位器是新一代的、智能化的用于气动执行机构的阀门定位器。本产品集自校正功能、自诊断功能、故障报警功能、阀位模拟信号反馈功能及多种特性修正功能于一身，菜单操作，便于现场安装、调试。能广泛用于电力、冶金、石化、轻纺、食品、医药等行业。概述智能电—气阀门定位器是新一代的、智能化的用于气动执行性能和主要技术指标：行程范围：直行程：10mm~100mm，角行程：50°~90°输入信号：4~20mAd.c.气源压力：140~600kPa基本误差：±1%(＞16cm)回差：≤0.8%死区：0.4环境温度范围：0℃~70℃性能和主要技术指标：行程范围：直行程：10mm~100mm，整机电路设计框图1.运算比较2.控制电路3.单向阀4.压电阀（进气）5．减压阀6.压电阀（放气）7.排气阀8.二位二通阀（放气）9.气源10.二位二通阀(进气)11.气动薄膜调节阀12.电位器整机电路设计框图1.运算比较2.控制电路3压电阀的工作原理压电阀的初始状态→压电阀的通电状态←压电阀的工作原理压电阀的初始状态压电阀的通电状态压电阀的典型应用压电阀的典型应用功能适应多种调节阀的输出特性零点、行程的自动设定及人工调整运行状态中手/自动状态的自由切换自诊断功能故障和安全模式阀位模拟信号反馈功能（阀位传送器功能）显示功能分程控制执行机构的正反作用……功能适应多种调节阀的输出特性与常规定位器的比较常规阀门定位器的结构图与常规定位器的比较常规阀门定位器的结构图智能型压电控制阀门定位器智能型压电控制阀门定位器相比常规定位器的优势

温度和振动影响常规定位器采用力平衡式原理，可动件较多，容易受影响智能定位器的给定值与反馈值的比较是纯的电信号，且采用温度影响小的标准电阻和特定电位器，受影响很小相比常规定位器的优势温度和振动影响常规定位器采用力平衡式原对调节阀的适应性常规定位器无法适应多型号调节阀以及无法适应调节阀参数的改变智能定位器通过人机界面设定，适合各种特性调节阀，并能动态的适应调节阀的控制参数的改变对调节阀的适应性常规定位器无法适应多型号调节阀以及无法适应调气源质量适应性常规定位器采用喷嘴挡板，易被灰尘或污物颗粒堵住。智能定位器采用先进的二位式压电阀控制，对气源质量的适应性更好气源质量适应性常规定位器采用喷嘴挡板，易被灰尘或污物颗粒堵住在稳定状态时的气体能耗常规定位器喷嘴挡板需连续供给压缩空气，能耗较大智能定位器在稳定状态，由于关闭进气阀与放气阀，气能消耗接近为零在稳定状态时的气体能耗常规定位器喷嘴挡板需连续供给压缩空气，运行中手动调整时控制回路连续性常规定位器在手动调整时，需中断控制回路并使用减压阀等专用设备智能定位器在手动调整时，可利用面板上的按键进行在线调试运行中手动调整时控制回路连续性常规定位器在手动调整时，需中断零点与行程常规定位器的零点和行程调整需要人工反复调整，费时费力智能定位器的零点和行程调整可无需人工干预，自动进行标定。零点与行程常规定位器的零点和行程调整需要人工反复调整，费时费附加功能的实现在常规定位器中，实现附加功能的扩展需加机械措施，包括复杂的改线路和校验手段的辅助装配工作等智能定位器，由于带有微处理器，能比较容易实现附加功能。附加功能的实现在常规定位器中，实现附加功能的扩展需加机械措与智能型喷嘴挡板式阀门定位器的比较喷嘴挡板式压电阀式可动件多，受温度和振动影响大稳定状态下，依然需要供给连续的压缩空气……可动件少，几乎不受温度和振动的影响稳定状态下，气体能耗忽略不计……与智能型喷嘴挡板式阀门定位器的比较喷嘴挡板式压电阀式可动件多设计难点低功耗由于智能型阀门定位器采用二线制供电。4~20mA的信号经过DC/DC转换后需要产生两组电压，分别供给电子器件和压电阀使用，难度较大。设计难点低功耗由于智能型阀门定位器采用二线制采取的措施：尽可能提高DC/DC的效率，选用优质磁芯材料，合理设置振荡频率等方法实现采用低功耗器件，并尽可能的采用低工作电压、系统时钟频率以满足最低实时性要求软件配合采取的措施：尽可能提高DC/DC的效率，选用优质磁芯材料，精确控制的难点气路控制主要特征为“动不了，停不了”为使阀门的行程有微小的改变，CPU需要向压电阀发出几十毫秒脉宽的控制脉冲；而一旦启动，微秒级的脉宽变动就会引起行程的较大变化，容易超调精确控制的难点气路控制主要特征为“动不了，停不要根据气路放大部分和执行机构的灵敏度来决定一组脉冲的数量执行机构在行程的不同位置，以及同一位置的不同移动方向，气路控制特性会发生较大的变化要根据气路放大部分和执行机构的灵敏度来决定一组脉冲的数全速运行状态下，气路控制的时滞性较大在行程的同一位置同一脉宽所移动的行程随着控制前动作状态的不同而不同全速运行状态下，气路控制的时滞性较大在行程的同一位置同一当运行环境发生变化（负载的变化、长期使用后灵敏度、气路放大部分等），气路特性会发生较大的变化所有这些都会引起快速、无超调的控制质量的实现变得困难当运行环境发生变化（负载的变化、长期使用后灵敏度、采取的措施

初始化状态在初始化时，测算出执行机构的灵敏度在行程的不同位置，测算不同的小变化量的控制用基本参考脉宽采取的措施初始化状态在初始化时，测算出运行状态三位式PI自适应调节控制比例控制

当出现偏差阶跃信号，进行快速比例控制积分控制积分系数根据偏差的大小进行适当的微调运行状态三位式PI自适应调节控制比例控制调节中记录震荡情况和控制的速度，进行自动的脉宽调整自动调整采取措施后，控制基本无超调，动作到位快。调节中记录震荡情况和控制的速度，进行自动的脉宽软件总体设计自整定状态（Initial）设置状态（Config）运行控制状态（Run）

软件总体设计自整定状态（Initial）自整定状态（Initial）在自整定状态中，定位器通过一系列的自整定过程测定执行机构的各种特性参数，为运行控制做好准备。自整定过程主要包括：检测定位器安装状况；检测执行机构的零位和满度；检测进/放气过程执行机构运行速度；测量进/放气方向上基本脉宽；检测进/放气方向上执行机构动态特性；自整定状态（Initial）在自整定设置状态（Config）在设置状态下，用户可以对执行机构特性、阀门特性和定位器控制三大类参数进行设置。通过对执行机构和阀门特性的很少一些必要参数的设置，确保定位器正常运行。而通过对定位器控制参数的设置，用户可以实现诸如：限位、分程控制、安全模式等多种控制、显示功能。设置状态（Config）在设置状态下运行工作状态（Run）在运行工作状态下,定位器将阀位控制在所需位置上。在运行状态中提供两种控制方式：自动方式：定位器缺省的工作模式，在定位器经过设置和自整定后，开机即开始进入自动运行状态。在自动运行状态中，定位器将阀位自动调节到阀位设定值处。手动方式：定位器在手动控制模式下，用户可以直接通过增量、减量键调节阀位。手动调节又分为全速和慢速两挡。运行工作状态（Run）在运行工作状态下定位器工作状态切换定位器工作状态切换软件可靠性设计结构式程序设计查错设计容错设计软件可靠性设计结构式程序设计适用场合用于控制要求非常严格的场合系统的新建和改建场合，集成智能控制系统提高控制精度，改善控制系统的场合安装空间小但要求有辅助功能的场合……适用场合用于控制要求非常严格的场合谢谢！谢谢！SPD智能型电-气阀门定位器技术设计说明SPD智能型电-气阀门定位器技术设计说明概述智能电—气阀门定位器是新一代的、智能化的用于气动执行机构的阀门定位器。本产品集自校正功能、自诊断功能、故障报警功能、阀位模拟信号反馈功能及多种特性修正功能于一身，菜单操作，便于现场安装、调试。能广泛用于电力、冶金、石化、轻纺、食品、医药等行业。概述智能电—气阀门定位器是新一代的、智能化的用于气动执行性能和主要技术指标：行程范围：直行程：10mm~100mm，角行程：50°~90°输入信号：4~20mAd.c.气源压力：140~600kPa基本误差：±1%(＞16cm)回差：≤0.8%死区：0.4环境温度范围：0℃~70℃性能和主要技术指标：行程范围：直行程：10mm~100mm，整机电路设计框图1.运算比较2.控制电路3.单向阀4.压电阀（进气）5．减压阀6.压电阀（放气）7.排气阀8.二位二通阀（放气）9.气源10.二位二通阀(进气)11.气动薄膜调节阀12.电位器整机电路设计框图1.运算比较2.控制电路3压电阀的工作原理压电阀的初始状态→压电阀的通电状态←压电阀的工作原理压电阀的初始状态压电阀的通电状态压电阀的典型应用压电阀的典型应用功能适应多种调节阀的输出特性零点、行程的自动设定及人工调整运行状态中手/自动状态的自由切换自诊断功能故障和安全模式阀位模拟信号反馈功能（阀位传送器功能）显示功能分程控制执行机构的正反作用……功能适应多种调节阀的输出特性与常规定位器的比较常规阀门定位器的结构图与常规定位器的比较常规阀门定位器的结构图智能型压电控制阀门定位器智能型压电控制阀门定位器相比常规定位器的优势

温度和振动影响常规定位器采用力平衡式原理，可动件较多，容易受影响智能定位器的给定值与反馈值的比较是纯的电信号，且采用温度影响小的标准电阻和特定电位器，受影响很小相比常规定位器的优势温度和振动影响常规定位器采用力平衡式原对调节阀的适应性常规定位器无法适应多型号调节阀以及无法适应调节阀参数的改变智能定位器通过人机界面设定，适合各种特性调节阀，并能动态的适应调节阀的控制参数的改变对调节阀的适应性常规定位器无法适应多型号调节阀以及无法适应调气源质量适应性常规定位器采用喷嘴挡板，易被灰尘或污物颗粒堵住。智能定位器采用先进的二位式压电阀控制，对气源质量的适应性更好气源质量适应性常规定位器采用喷嘴挡板，易被灰尘或污物颗粒堵住在稳定状态时的气体能耗常规定位器喷嘴挡板需连续供给压缩空气，能耗较大智能定位器在稳定状态，由于关闭进气阀与放气阀，气能消耗接近为零在稳定状态时的气体能耗常规定位器喷嘴挡板需连续供给压缩空气，运行中手动调整时控制回路连续性常规定位器在手动调整时，需中断控制回路并使用减压阀等专用设备智能定位器在手动调整时，可利用面板上的按键进行在线调试运行中手动调整时控制回路连续性常规定位器在手动调整时，需中断零点与行程常规定位器的零点和行程调整需要人工反复调整，费时费力智能定位器的零点和行程调整可无需人工干预，自动进行标定。零点与行程常规定位器的零点和行程调整需要人工反复调整，费时费附加功能的实现在常规定位器中，实现附加功能的扩展需加机械措施，包括复杂的改线路和校验手段的辅助装配工作等智能定位器，由于带有微处理器，能比较容易实现附加功能。附加功能的实现在常规定位器中，实现附加功能的扩展需加机械措与智能型喷嘴挡板式阀门定位器的比较喷嘴挡板式压电阀式可动件多，受温度和振动影响大稳定状态下，依然需要供给连续的压缩空气……可动件少，几乎不受温度和振动的影响稳定状态下，气体能耗忽略不计……与智能型喷嘴挡板式阀门定位器的比较喷嘴挡板式压电阀式可动件多设计难点低功耗由于智能型阀门定位器采用二线制供电。4~20mA的信号经过DC/DC转换后需要产生两组电压，分别供给电子器件和压电阀使用，难度较大。设计难点低功耗由于智能型阀门定位器采用二线制采取的措施：尽可能提高DC/DC的效率，选用优质磁芯材料，合理设置振荡频率等方法实现采用低功耗器件，并尽可能的采用低工作电压、系统时钟频率以满足最低实时性要求软件配合采取的措施：尽可能提高DC/DC的效率，选用优质磁芯材料，精确控制的难点气路控制主要特征为“动不了，停不了”为使阀门的行程有微小的改变，CPU需要向压电阀发出几十毫秒脉宽的控制脉冲；而一旦启动，微秒级的脉宽变动就会引起行程的较大变化，容易超调精确控制的难点气路控制主要特征为“动不了，停不要根据气路放大部分和执行机构的灵敏度来决定一组脉冲的数量执行机构在行程的不同位置，以及同一位置的不同移动方向，气路控制特性会发生较大的变化要根据气路放大部分和执行机构的灵敏度来决定一组脉冲的数全速运行状态下，气路控制的时滞性较大在行程的同一位置同一脉宽所移动的行程随着控制前动作状态的不同而不同全速运行状态下，气路控制的时滞性较大在行程的同一位置同一当运行环境发生变化（负载的变化、长期使用后灵敏度、气路放大部分等），气路特性会发生较大的变化所有这些都会引起快速、无超调的控制质量的实现变得困难当运行环境发生变化（负载的变化、长期使用后灵敏度、采取的措施

初始化状态在初始化时，测算出执行机构的灵敏度在行程的不同位置，测算不同的小变化量的控制用基本参考脉宽采取的措施初始化状态在初始化时，测算出运行状态三位式PI自适应调节控制比例控制

当出现偏差阶跃信号，进行快速比例控制积分控制积分系数根据偏差的大小进行适当的微调运行状态三位式PI自适应调节控制比例控制调节中记录震荡情况和控制的速度，进行自动的脉宽调整自动调整采取措施后，控制基本无超调，动作到位快。调节中记录震荡情况和控制的速度，进行自动的脉宽软件总体设计自整定状态（Initial）设置状态（Config）运行控制状态（Run）

软件总体设计自整定状态（Initial）自整定状态（Initial）在自整定状态中，定位器通过一系列的自整定过程测定执行机构的各种特性参数，为运行控制做好准备。