01
閥門定位器的分類
閥門定位器(qì)(valvepositioner)閥門(mén)定位器按結構分:氣動閥門定位器、電氣閥門定位器及智能閥門定位器,是(shì)調節閥的主要附件,通常(cháng)與氣動調節閥配套使(shǐ)用,它接受調節器的輸出信號,然後以它的輸出(chū)信號去控製氣動調(diào)節閥,當調節閥動作後,閥杆的(de)位移又通過機械裝置反饋到閥門定位器,閥位狀況通過電信號傳給上位係統。
閥門定位器按(àn)其結構形式和工作原理可以(yǐ)分成氣動閥門定位器、電-氣閥門定位器和智能式閥門定位器。
閥(fá)門定(dìng)位器(qì)能夠增(zēng)大調節閥(fá)的輸出功率,減少調節信號的(de)傳遞滯後的情況發生,加快閥杆的移動速度,能夠提高(gāo)閥門(mén)的線(xiàn)性度(dù),克服閥(fá)杆(gǎn)的摩擦力並消除不平衡力的影響,從(cóng)而保 證調節閥的正確定位。
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閥門定位器的分類
1、閥門定位器按輸入信號分為氣動閥(fá)門定位器、電氣(qì)閥門定位器和智能閥門定位器。
(1)氣(qì)動閥門定位器的輸入信號是標準氣信(xìn)號,例如,20~100kPa氣信號,其輸出信號也是標(biāo)準的氣信號。
(2)電氣閥門定(dìng)位器的輸入信號是標準電流或電壓信號,例如,4~20mA電流信號或1~5V電壓信號等(děng),在電氣閥門定位器內部將電信號轉換為電磁力,然後輸出氣(qì)信(xìn)號到撥動控製閥。
(3)智能電氣閥門定位(wèi)器它將控製室輸出的電流(liú)信號轉換(huàn)成驅動調節閥的氣信號,根據調(diào)節閥工作時閥杆摩擦力(lì),抵消介質壓力波動而產生的不平衡力,使閥門開度對應於控製室輸出的(de)電流信號。並且可以進行智能組態設置相(xiàng)應的參數,達到改善控製閥性能的目的。
2、按動作的方向可分為單向閥門定(dìng)位器和雙向閥門定位器。單向閥(fá)門定位(wèi)器用(yòng)於活塞式執行機構時,閥門定位器隻有一個方(fāng)向起作用,雙向閥門定位器作用在活塞式執行機構氣缸的兩側,在兩個方向起(qǐ)作用。
3、按閥(fá)門定位器輸出和輸入(rù)信號的增益(yì)符號分為正作(zuò)用閥門定位器和反作(zuò)用閥門定位器。正作用(yòng)閥門定(dìng)位器的輸入信號增加時,輸出信號也增加,因此,增益為正。反作用閥門定位器的輸入信號增加時,輸出(chū)信號(hào)減小,因此,增益為負。
4、按閥門定位器輸入信號是模擬信號或數字信號,可分為普通閥門定位器和現場總線(xiàn)電氣閥(fá)門定(dìng)位器。普通(tōng)閥門定位器的輸(shū)入信號(hào)是(shì)模擬氣(qì)壓或電流、電壓信號,現場總線電氣閥門定位器的輸入信號(hào)是(shì)現場總線的數字信號。
5、按(àn)閥門定位器是否帶CPU可分為普通電氣閥(fá)門定位器(qì)和(hé)智能(néng)電氣閥(fá)門定(dìng)位器。普通電氣(qì)閥門定位器沒有CPU,因此,不具有智能(néng),不能處理有關的智能運算。智能電氣閥門定位器帶CPU,可處(chù)理有關(guān)智能運算,例如,可進行前向通道的非線性補償等,現場總線電氣閥(fá)門定位器還可帶PID等功能(néng)模塊,實現相應的運算。
6、按反饋信號的檢測方法也可進行分類。例如(rú),用機械連杆方式檢(jiǎn)測閥位信號的(de)閥(fá)門定(dìng)位器:用霍爾效應(yīng)檢測位移的方法檢測閥杆位移的閥門定位器:用電磁感應方法檢測閥杆(gǎn)位移的閥門定位器等。
02
定位器的作用原理(lǐ)
閥門定位器是控製閥的(de)主要附件.它將閥杆位移信號(hào)作為輸入的反饋測量信號(hào),以控製器輸出信(xìn)號作為設定信號,進行比較,當兩者有偏差時,改變其到執行機構的輸(shū)出信(xìn)號,使執行機構動作,建立了閥杆位移量與控製器(qì)輸出信號之間的一一對(duì)應關係。因此,閥門定位器組成以閥杆位移為測量信號,以(yǐ)控製器輸出為(wéi)設定信號的反饋控(kòng)製係統。該控製係統的操縱變(biàn)量是閥門定位器去執行(háng)機構的(de)輸出信號。
(1)用於對調節質量要求高的重要調節係統,以提高調節閥的定位精 確及(jí)可 靠(kào)性。
(2)用(yòng)於(yú)閥門(mén)兩端壓差大(△p>1MPa)的場合。通過提高氣源壓力增大執行機構的輸出力,以(yǐ)克服液體(tǐ)對閥芯產生的不平衡力,減(jiǎn)小行程誤差。
(3)當被調介(jiè)質為高溫、高壓、低溫、有毒、易燃、易爆時,為了防止對(duì)外泄(xiè)漏(lòu),往往(wǎng)將填(tián)料壓得很緊,因此閥杆與填料間的摩擦力較大,此時用定位器可克(kè)服時滯。
(4)被調介質為(wéi)粘(zhān)性流體或含有(yǒu)固體懸浮物時,用定位器可以克服介質對閥杆移動的阻力。
(5)用於(yú)大口徑(Dg>100mm)的調節(jiē)閥,以增大執行機構(gòu)的輸出推力。
(6)當調節(jiē)器與執行器距離在60m以上時,用定位器可(kě)克服控製信號的傳遞滯後,改善閥門的動作反(fǎn)應速度。
(7)用來改善調節閥的(de)流(liú)量特性。
(8)一個調節(jiē)器控製兩個執行器實行分程控(kòng)製時,可(kě)用兩個定位器,分別接受低輸入信號和高輸入信號,則一個執行器低程動作,另一個高程動作,即構成了分程調節。
調試步驟:
1、定位器麵板設置:
2、內部接線(4根)反饋和指令線。
3、調試前的(de)重要參數切換方式:
(1)切換就地(dì)、遠方(fāng)。按住MODE鍵不要鬆開,再點擊↑ ↓鍵可以進行切換。
(2)用(1)的方式進(jìn)入1.1(遠方控製)1.2(就地(dì)控製)
(3)若要實現快開(kāi),則先按住↑鍵再按鍵 ↓鍵;實現(xiàn)快關,則先按住 ↓鍵再按住↑鍵,方可完成操作。
(4)用(1)的方式進入1.3,出現單詞SENS-POS,其意思是顯示調節定位器後連杆與後旋鈕弧度保持在(zài)對稱的範圍內。
4、調(diào)試步(bù)驟
(1)P1.0:將↑↓鍵同時按,然後點擊”ENTER”鍵,出(chū)現單(dān)詞“LINEAR”調節角行程和直(zhí)行程。
(2)P1.1:按住MODE鍵,點擊(jī)↑ ↓鍵,進入P1.1菜單。常按ENTER鍵(jiàn)3S,然後麵板顯示倒數計時為0後鬆開,就出現自整定,直到出(chū)現完成“COMPIETE”單詞。
(3)P1.4:退出(EXIT)會顯示“保存”和“不保存”,按(àn)住“ENTER”3S,則保存調試,若不保存,直接(jiē)按↑鍵,退(tuì)出到“放(fàng)棄(qì)”單詞(cí),然後再按住“ENTER”3S,退出。
(4)P2.3出現REVERSE單詞,顯(xiǎn)示的是調節閥門和定位器的正反作用。
(5)P3.2出現CW/CCW單詞,調節(jiē)的是(shì)DCS和就地(dì)定位器指令的正反作用。
(6)P3.3出(chū)現EXIT單詞,意思為退出。
(7)P8.2出現(xiàn)DIGEET單詞,則調節的是DCS和就地定位器反饋的正反作用。
以(yǐ)上(shàng)參數為重要參(cān)數(shù)調試步驟,詳情(qíng)請查看說(shuō)明書!
DVC6000調試步(bù)驟:
打開275/375手操器 從主(zhǔ)菜單(Main Menu) 選擇Hart應用(HART Application)從On line找到該定位器。依次進入Setup&Diag ——Detailed Setup——Mode——Instument Mode (或者按手操器上快(kuài)捷鍵直接進入)——警告!in service 模式被送到儀(yí)表當中(zhōng)時(shí)閥門也許會動(WARNING!Valve may move when in Service mode is sent to the instrument.) 按OK 後進入儀表模式(Instrument Mode)選擇Out of service 後 按ENTER——提示“Instrument mode is already out of service!” 後回(huí)到主界麵依次進入(rù) Setup&Diag——Basic Setup——Auto setup——Setup Wizard:
1、選擇你所使(shǐ)用的壓力單位(Pressure units (psi))後ENTER ;
2、輸入zui大供氣壓力(Max Supply Press (psi))後ENTER;
3、選擇執行機構的生產廠家(jiā)(Actuator Manufcture)後ENTER 以上品牌沒的話選OTHER ;
4、 如果執行機構(gòu)單作用帶彈簧選3 、雙作用帶彈簧選4 、雙作用不帶彈簧選2;
5.、選ROTARY 下(xià)一步根(gēn)據閥門ling信號時是開選2 關的話選1 下一步再選1 下一(yī)步選YES自(zì)動選擇閥門轉向及其增益大小;
6、選(xuǎn)擇是否有加速器(qì)或者快速釋放(fàng)閥(fá)(Is a Volume Booster or Quick Release Present ? );
7、提示 執行機構的信息正被(bèi)發送(sòng)到儀表當中,請稍等“Actuator information is being sent to the instrument. Please wait…” ;
8、選擇使用出廠默認(rèn)設置Use Factory defaults for setup?(Yes is recommended for Initial Setup) Yes 後ENTER ;
9、 提示 出廠默認設置正被發送到儀表(biǎo)當中,請稍等“Factory default are being sent to the instrument. Please wait… ” ;
10、繼續自動設置 選擇(zé)放大器調整“To continue Auto Setup.select Relay Adjust ”;
11、你是否希望現在進行放大器調整?(Do you wish to run Relay Adjustment Calibration now ?) 假如是雙作用選擇Yes 單作用選擇(zé)No後ENTER ;
12、選擇行(háng)程標定 (To continue.select Auto Calib Travel.)按OK;
13、 你希望現在進行自(zì)動行程標定嗎?(Do you wish to run Auto Travel Calib now ?Select YES if initial setup)選擇Yes 後按 ENTER;
14、 警告!標定將導致儀(yí)表的輸出(chū)突然變化 按 OK;
15、選擇交點的調整(Select Crossover Adjust)Manual/Last Value/Default 正常情況下選擇 default 後 ENTER 假如默(mò)認的調整(zhěng)後精 度比較差 才會選擇Manual手動;
16、 下麵進入自動行程標(biāo)定的過程,完(wán)成後儀表模式恢複到In service!
調試步驟:
1、檢查接線及(jí)閥門安(ān)裝情況是否完整;
2、切換到人(rén)工模式(Manual);
3、檢查並調整好所 有的結構參(cān)數(CONFIGuration);
4、運(yùn)行全開、全關點(STOPS)自動(dòng)搜索。
5、運(yùn)行自動調整功能(autoTUNE),得到新的動態(tài)響應(yīng)參數;
6、檢查是否有錯誤提示;
7、手動(dòng)操作看看是否可以正常運行;
退出(chū)人工狀(zhuàng)態,回到自動控製狀(zhuàng)態。
菜單流程:
接通信號源後,將輸入(rù)信號調節到12mA。係統會(huì)進行自檢,然後進入交替顯示閥位和輸入信號的值。此時係統有可能處於人工或自動的狀態,取決於上次運行斷(duàn)電前的狀態。如(rú)果屏幕顯示閥位時使(shǐ)用(POS-M)說明處於人工狀態;如果顯示閥位(wèi)時使(shǐ)用(POS)說明處於自動狀態。然後(hòu)按照流程圖操作即可完成設定。
調試步驟:
1、條件:①穩定的氣源 壓力(lì)≥0.3MPa(角行程定位器壓力≥0.5MPa)
②4-20mA信號輸入設備
2、調試:
①打開定位器前蓋,打開電源接線盒。
②把穩定氣源接入過濾減壓閥並(bìng)密封嚴緊。
③區分正負輸入端接好信號輸入設備。
④打開氣源開關,向下調節調“0”旋鈕,直至排(pái)氣壓力表指針不為0,然後反方向緩慢旋轉(zhuǎn)調“0”旋鈕,使(shǐ)壓力表指針剛好處於0位置。
⑤輸入25%(8mA)、50%(12mA)、75%(16mA)、100 %(20mA)信號,觀察(chá)指針下降(上升)行程:
A.、若單次行程(chéng)超過刻度盤的1/4,說明定位器量(liàng)程過大,此時應調節量程調節旋鈕(先(xiān)鬆(sōng)開螺(luó)絲,然後調節下方的旋鈕,向“—”方向調(diào)節。根據實際情況確定調節的程度,單次微調,邊試邊調)。
B、若單次(cì)行程過小或不足刻度盤的1/4,說明定位器量(liàng)程(chéng)過小,操作(zuò)與A相同,方向相反。
⑥每次調節量程調(diào)節旋鈕後(hòu),重新進行試驗,若實際(jì)行程與理論行程差距仍然很大,則再調節量(liàng)程調節旋鈕(niǔ);若實際行程與理論行程差距較小,則調節調“0”旋鈕,使(shǐ) 指針移動到(dào)對應的刻(kè)度上,再輸(shū)入信號觀察指針(zhēn)移動(dòng)是否正確。
注:通(tōng)過量程調節(jiē)旋鈕和(hé)調“0”旋鈕的配(pèi)合來調節量程和行程(chéng),已達到調試的目的。
注意事項:
(1)當輸入信號為(wéi)20mA是,定位器排氣壓力必須>3公(gōng)斤(球閥5公斤),一般(bān)為3.2-4公斤。若壓力(lì)不足(zú)則調節閥開啟/關閉不嚴,無(wú)法正常工作。
(2)氣開閥:當輸入(rù)信號為0時,排(pái)氣壓力必須為0,否則閥門沒有完 全關閉。
調(diào)試步驟:
1、調試前準備工作
(1)接汽源,再接電源,將電流給到4mA以上;
(2)如定(dìng)位器沒有調試過,這時顯示屏中(zhōng)應出現(xiàn)P進入組態,先按“+”再同時按“—”,反之相同,看閥門的zui大點(diǎn)或zui小點(diǎn);
(3)看zui小點應在5-9之間(jiān),不(bú)對(duì)調定位器的黑色齒輪。看zui大點應不超過95,調zui小點盡量接近5;
(4) 用“+”、“—”鍵將閥門行(háng)程調到50%,調試前準備工作完成;
注(zhù)意:如果定位器調試過必須清0,清0步驟為:按手鍵(jiàn)進入(新出的為(wéi)50,zui初的為(wéi)55),再按“+”5秒出現OCAY,再按手鍵5秒,出現C4抬手出現P,進入組態後調試步驟同以上2、3、4相同。
2、初始化(huà)的調校步驟
A、執行機構的自動初始化
注:自動初始(shǐ)化前一定要正確設定閥門的開關方向!否則初(chū)始化無法進行!
(1)正確移動執(zhí)行機構,離開中心(xīn)位置,開始初始化。
直行程選擇:
角行程選擇:
用“+”,“—”鍵切換;
(2)短(duǎn)按功能鍵(jiàn),切換到第 二參數:
顯示:
或
,用“+”,“—”鍵切換;
注:這一參(cān)數(shù)必(bì)須與杠杆比率(lǜ)開關的(de)設定值相匹配。
(3)用(yòng)功能鍵(jiàn)切換到(dào)參(cān)數三,顯示如下:
如果(guǒ)你希望在初始化階段(duàn)完成後,計算的整個衝程量(liàng)用mm 表示,這一步必(bì)須設置(zhì)。為此,你需要在顯示屏上選擇與刻度杆上驅動釘設定值相(xiàng)同的值。
(4)用功能鍵切換參數四,顯示如下(xià):
(5)下按“+”鍵超過 5 秒,初始化開(kāi)始(shǐ):
初始化進(jìn)行時,“RUN1”至“RUN5”一個接一個出現於顯示屏下行。
注(zhù):初始化過程依據執(zhí)行機(jī)構,可(kě)持續 15 分鍾。
有下列(liè)顯示時,初始化完成。
在你(nǐ)短促下壓功能(néng)鍵後,出現顯示:
通過下按功能鍵超過 5 秒,退(tuì)出組態方(fāng)式。約5 秒後,軟鍵顯示將出現。鬆開功能鍵後,裝置將在Manual 方式,按功能鍵將方(fāng)式切換為AUTO,此時(shí)可以遠控操作。
B、執行器手動初始化(huà)
利用這一功能,不需硬性(xìng)驅動執行機構到終點位置即可進行初(chū)始化。杆的(de)開始和終止位置可手(shǒu)工設定。初始化(huà)剩下的步驟(控製參數zui佳化)如同自動初始化一樣自動(dòng)進行。
直行(háng)程執行機構手動初始化的順序步驟。
(1)對直行程執行(háng)機構實行初始(shǐ)化。通過手工驅動保 證覆蓋全部衝(chōng)程,即顯示電位計設定處於(yú)P5.0 和(hé)P95.0 的允許範圍中間
(2)下按功能鍵 5 秒(miǎo)以上,你將(jiāng)進入組態方式。
直(zhí)行程選擇:
角行程選擇:
用“+”,“—”鍵切換(huàn);
(3)短按功能鍵,切換到第 二參數:
顯示:
或
用“+”,“—”鍵切換;
注:這一值必須與傳送速率選擇器的設定相對應(yīng)。(33°或90°)
(4)用功能鍵切換到(dào)參數三,顯示如下:
如果你希(xī)望初始化過(guò)程(chéng)結(jié)束時(shí),測定的全衝程用mm 表示(shì),你(nǐ)需要在顯示器中(zhōng)選擇與驅動銷釘(dìng)在杆刻度上設定(dìng)的值相同(tóng),或對(duì)介質調整來說下一個更高(gāo)的值。
(5)通過下按功能,選擇參數五:
①先按住“—”再同時按住(zhù)“+”鍵,快(kuài)關閥門(顯示在6.5左右),否則調節黑色旋鈕調節(jiē),使其在範圍內;
注:如果按此操(cāo)作顯示(shì)的數是減小的,請先調整執行器的(de)開關方向;
②然後(hòu)先按住“+”再同時按住“—”鍵,快開閥門。開(kāi)展後觀察顯示應在(zài)95以內(nèi),否則調節黑色(sè)旋(xuán)鈕,使其在(zài)正常範圍內(nèi),然(rán)後下按功能鍵確(què)認;
③先按住“—”再同時按住“+”鍵快關閥門,顯示應在5到9之間(jiān),然(rán)後按(àn)下功能鍵確認;
④初始(shǐ)化自(zì)動開始。
⑤初始化的停止是自動出現的。RUN1 到RUN5 順序出現在顯示屏的下行。當初始化已全部完成時,出現(xiàn)如下顯示:
下按功能鍵超過 5 秒,離開杆組態(tài)方式。接近5 秒後,軟鍵顯示將出現。鬆開功能(néng)鍵後,裝置將在Manual 方式,按功能鍵將方式切換為(wéi)AUTO,此時可以遠控操作。
注:改(gǎi)變調整門(mén)的開關方向,需要調整定位器的7和38項,兩項同時用“+”、“—”鍵更改,兩項(xiàng)的設置必須要相同。
手動初始化時,出(chū)現
下按“+”鍵5秒以(yǐ)上,開始初(chū)始化顯示(shì)。
調試步驟:
調試步驟:
1、檢查氣路、電路是否滿足定位器工作要求;
2、給定12mA信號,將反饋(kuì)杆調整至水平位置,
並緊固;
3、給定8mA信(xìn)號(hào),通過0位調節螺母將0位調節至對(duì)應值;
4、給定16mA信(xìn)號,通過(guò)量程調節螺母將量程調節至對(duì)應值;
5、給定4mA信號(hào),檢查閥門全(quán)關位置,必要時進行微調(diào);
6、給(gěi)定20mA信號,檢查閥門(mén)全開位置;必要時進行微調(diào);
7、給定4mA(或20mA)、8mA(或16mA)、12mA、4mA(或 20mA)、16mA(或8mA)、20mA(或4mA)進行刻度驗證,必要時進行(háng)微調。
說明:1、通過量程調節螺母可以(yǐ)改變定位器的作用方式。
2、取用8mA和12mA信號,分別調整0位和量程(chéng),是因(yīn)為8mA和12mA均有上下刻(kè)度值,可以明顯反(fǎn)應(yīng)0位和量(liàng)程的位置,而(ér)4mA向下下沒有刻度(和20mA向上也沒有刻度值),不宜采(cǎi)用4mA和20mA來調節0位和量程。
3、定位器調校時,必須保 證閥門能夠完 全關閉,有時候(hòu)雖然給定4mA(或20mA)信號(hào),閥門仍然有開度。
4、氣動閥門定位器和電-氣(qì)閥門均屬機械式閥門定位器,因此調(diào)校方法類似,不再詳細介紹。
1、閥門定位器有輸入信號但是沒有輸(shū)出信號。
(1)電磁鐵組件發生故障,建議換電磁鐵組件。
(2)供氣(qì)壓力不對,建議檢查氣(qì)源壓力(lì)。
(3)氣(qì)動放大(dà)器擋板0點調節過高,擋板遠離噴嘴。
(4)氣路堵塞(sāi)。
(5)氣路連接有誤(包括放大器)。
(6)電/氣定位(wèi)器輸入信號線正負接反。
2、閥門定位器沒有輸入信號但是輸出信號一直xui大。
(1)氣動放大器擋板0點調節過低,擋板(bǎn)過於壓緊噴嘴。
(2)噴嘴堵塞。
(3)輸出壓力緩慢或不正常。
會導(dǎo)致調節閥的(de)膜(mó)頭受損、漏氣,造(zào)成(chéng)有輸入(rù)信號但調節閥動作緩慢的故障(zhàng),使調節閥達不到及時調節的效果,處理辦(bàn)法檢查膜室,更換(huàn)膜片。
3、定位器線性不好
(1)反(fǎn)饋凸輪或彈簧選擇不當或者(zhě)方向(xiàng)不對。
(2)反饋連杆機(jī)構安裝不好或者在某些位置有卡住的現象。
(3)噴嘴(zuǐ)或擋板有異物。
(4)背壓有輕微泄漏現象。