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阀门定位器,按结构分气动阀门定位器、电气阀门定位器及智能阀门定位器,是调节阀的主要附件,通常与气动调节阀配套使用,它接受调节器的输出信号,然后以它的输出信号去控制气动调节阀,当调节阀动作后,阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器,阀位状况通过电信号传给上位系统。

概述

阀门定位器的作用主要有:

1.改善调节阀的静态特性,提高阀门位置的线性度。

2.改善调节阀的动态特性,减少调节信号的传递滞后。

3.改变调节阀的流量特性。

4.改变调节阀对信号压力的响应范围实现分程控制。

5.使阀门动作反向。

工作原理

阀门定位器是控制阀的主要附件.它将阀杆位移信号作为输入的反馈测量信号,以控制器输出信号作为设定信号,进行比较,当两者有偏差时,改变其到执行机构的输出信号,使执行机构动作,建立了阀杆位移倍与控制器输出信号之间的一一对应关系。因此,阀门定位器组成以阀杆位移为测量信号,以控制器输出为设定信号的反馈控制系统。该控制系统的操纵变量是阀门定位器去执行机构的输出信号。

分类

阀门定位器按输入信号分为气动阀门定位器、电气阀门定位器和智能阀门定位器。气动阀门定位器的输入信号是标准气信号,例如,20~100kPa气信号,其输出信号也是标准的气信号。电气阀门定位器的输入信号是标准电流或电压信号,例如,4~20mA电流信号或1~5V电压信号等,在电气阀门定位器内部将电信号转换为电磁力,然后输出气信号到拨动控制阀。智能电气阀门定位器它将控制室输出的电流信号转换成驱动调节阀的气信号,根据调节阀工作时阀杆摩擦力,抵消介质压力波动而产生的不平衡力,使阀门开度对应于控制室输出的电流信号。并且可以进行智能组态设置相应的参数,达到改善控制阀性能的目的。


按动作的方向可分为单向阀门定位器和双向阀门定位器。单向阀门定位器用于活塞式执行机构时,阀门定位器只有一个方向起作用,双向阀门定位器作用在活塞式执行机构气缸的两侧,在两个方向起作用。


按阀门定位器输出和输入信号的增益符号分为正作用阀门定位器和反作用阀门定位器。正作用阀门定位器的输入信号增加时,输出信号也增加,因此,增益为正。反作用阀门定位器的输入信号增加时,输出信号减小,因此,增益为负。


按阀门定位器输入信号是模拟信号或数字信号,可分为普通阀门定位器和现场总线电气阀门定位器。普通阀门定位器的输入信号是模拟气压或电流、电压信号,现场总线电气阀门定位器的输入信号是现场总线的数字信号。


按阀门定位器是否带CPU可分为普通电气阀门定位器和智能电气阀门定位器。普通电气阀门定位器没有CPU,因此,不具有智能,不能处理有关的智能运算。智能电气阀门定位器带CPU,可处理有关智能运算,例如,可进行前向通道的非线性补偿等,现场总线电气阀门定位器还可带PID等功能模块,实现相应的运算。

功能应用

(1)改善阀的稳态特性采用阀门定位器后,只要控制器输出信号稍有变化,经过喷嘴一挡板系统及放大器的作用,就可使通往控制阀膜头的气压大有变动,以克服阀杆的摩擦和消除控制阀不平衡力的影响,从而保证阀门位置按控制器发出的信号正确定位。改善稳态特性后,能使控制阀适用于下列情况:①要求阀位作精确调整的场合;②大口径、高压差等不平衡力较大的场合;③为防止泄漏而需要将填料函压得很紧,例如高压、高温或低温等场合;④工艺介质中有固体颗粒被卡住,或是高黏滞的情况。

(2)改善阀的动态特性定位器改变了原来阀的一阶滞后特性,减小时间常数,使之成为比例特性。一般说来,如气压传送管线超过60m时,应采用阀门定位器。

(3)改变阀的流量特性通过改变定位器反馈凸轮的形状,可使控制阀的线性、对数、快开流量特性互换。

(4)用于分程控制用一个控制器控制两个以上的控制阀,使它们分别在信号的某一个区段内完成全行程移动。例如,使两个控制阀分别在4~12mA直流电流及12~20mA直流电流的信号范围内完成全行程移动。

(5)用于阀门的反向动作阀门定位器有正、反作用之分。正作用时,输入信号增大,输出气压也增大;反作用时,输入信号增大,输出气压减小。采用反作用式定位器可使气开阀变为气关阀,气关阀变为气开阀。

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