01
閥門定位器的分類
2020/10/19
閥門定位器(valvepositioner)閥門定位器按結構分:氣動(dòng)閥(fá)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(fù)件,通常與(yǔ)氣動(dòng)調節閥配套使用,它接受調節器的輸出信號,然(rán)後以它的輸出信號去控製氣動調節閥,當調節閥動作後,閥杆的位移又(yòu)通(tōng)過(guò)機械裝置反饋到閥門定位器,閥位狀況(kuàng)通過電信號傳給上位係統。
閥門定位器按其結構形式和工作原理可以分成氣動閥門定位器、電-氣閥門(mén)定位器和智(zhì)能式閥門定位器。
閥門定(dìng)位器能夠增大調節閥的輸出功率,減少調節信號的傳遞滯後的情(qíng)況發生(shēng),加(jiā)快閥杆的移動速度,能夠提(tí)高閥門(mén)的線性度,克服閥杆的摩擦力並消除不平衡力的影響,從而保 證調節閥的正確定(dìng)位。
01
閥門定位器的分類
1、閥門定位器按輸入信號分為(wéi)氣動閥門(mén)定位器、電氣閥門(mén)定位器和智能閥門定位器。
(1)氣動閥門定位器的輸入信號是標準氣信號,例如,20~100kPa氣信(xìn)號,其輸出信號也是標準的氣信號。
(2)電氣(qì)閥門定位器的輸入信號是標準(zhǔn)電流或電壓信號,例如,4~20mA電流信號或1~5V電壓信號等,在電氣閥門定位(wèi)器內部將(jiāng)電(diàn)信號轉換為電磁力(lì),然後輸出氣(qì)信(xìn)號到撥動控製閥。
(3)智能電氣閥門定位器它將控製室(shì)輸出的電流信號轉換成驅動調節閥的氣(qì)信號,根據調節閥工作時閥杆摩(mó)擦力,抵消介質壓力波動而產生的不平衡力,使閥(fá)門開度對應於控製室輸出的電流信號。並且可以進(jìn)行智能組態設置相應的參(cān)數,達到改善控製閥性能的(de)目(mù)的。
2、按動作的方向可分為單向閥門定位器和雙向閥門定位器。單(dān)向閥門定位器用於活(huó)塞式執行機構時,閥門定位(wèi)器隻有一個方向起作用,雙向閥門定位器作用在活塞式執(zhí)行機構氣缸的兩側,在兩個方向起作用(yòng)。
3、按閥(fá)門定位器輸出和輸入信號的增益符(fú)號分為正作用閥門定位器和反作用閥門定位器。正作用閥門定位器的輸入信(xìn)號增加時(shí),輸出信號也增(zēng)加,因此,增益為正。反(fǎn)作(zuò)用閥門定位器的輸入信號增加時,輸(shū)出信號減小,因此,增益為負。
4、按閥門(mén)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電氣(qì)閥(fá)門定位器(qì)。普通閥門定(dìng)位器的輸入信號(hào)是(shì)模擬氣壓或電流、電壓信號,現場總線(xiàn)電氣閥門定位器的輸入信號是現場總線的數字(zì)信號。
5、按閥門定位器是否帶CPU可分為普通電氣(qì)閥門定位器和(hé)智能電氣閥門定位器。普通電氣閥門定位器沒有(yǒu)CPU,因此,不具有智能(néng),不能處理有關的智(zhì)能運算。智能電氣(qì)閥門定(dìng)位器帶CPU,可處理有關智能運算,例如,可進行前(qián)向通(tōng)道(dào)的(de)非線性補償等,現場總線電氣閥門定位器還(hái)可帶(dài)PID等功能模塊,實現(xiàn)相(xiàng)應的運算。
6、按反饋信號的(de)檢測方法也(yě)可進(jìn)行分類。例如,用機械連杆方式檢測閥位信號(hào)的閥(fá)門定位器:用霍爾效(xiào)應檢測位移的方(fāng)法檢測閥杆位移的閥門定(dìng)位器:用電磁感應方(fāng)法檢測閥杆位移的閥門定(dìng)位(wèi)器等。
02
定位器的作用(yòng)原理
閥門定位器是控製(zhì)閥的主要(yào)附件.它將閥杆位移信(xìn)號作為輸入的反饋測量(liàng)信(xìn)號,以控(kòng)製器輸出信號作(zuò)為設定信號,進行比較,當(dāng)兩者有偏差時,改變其到執行機構的輸出信號,使執行機構(gòu)動作,建立(lì)了閥杆位移量與控製(zhì)器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(wèi)移為測量信號,以控製器輸出為設定信號的反饋控製係統。該控製係統的操縱(zòng)變量是(shì)閥門定位器去執行機構的輸出信號。
(1)用於對調(diào)節質(zhì)量要求高的重要調節係統(tǒng),以提高調節閥的定位精 確及可 靠性。
(2)用於閥門兩(liǎng)端壓差大(△p>1MPa)的場合。通過提高氣源壓力(lì)增大執行機構的輸出力,以克服液體(tǐ)對閥芯產生的不平衡(héng)力,減小行程誤差。
(3)當被調介質(zhì)為高溫(wēn)、高壓、低溫、有(yǒu)毒、易燃、易爆時,為了防(fáng)止對(duì)外泄漏,往往將填料壓得很緊,因(yīn)此閥杆與(yǔ)填料間(jiān)的摩擦力較大,此時用定位器可克服時(shí)滯。
(4)被調介質為粘性(xìng)流體或含有固體懸浮物時,用定位器可以克服(fú)介質對閥杆移動的阻力。
(5)用於大口徑(Dg>100mm)的調節閥,以增大執行機構的輸出(chū)推力。
(6)當調節器與執(zhí)行器距離在60m以上時,用定位器可克服控製信號的傳遞滯後,改善閥門的動作(zuò)反應速度。
(7)用來改善調節閥的流量特性。
(8)一個調節器控製兩個執行器實行分程控製時,可用兩個定位器,分別(bié)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(yī)個(gè)高程動作,即(jí)構成了分(fèn)程調節。
調(diào)試步驟:
1、定位器麵板設置:
2、內部接(jiē)線(4根)反饋和指令線。
3、調試前(qián)的重要參數切換方式:
(1)切換就地、遠方。按住MODE鍵不要鬆開,再點擊↑ ↓鍵可以進行切換。
(2)用(1)的方式進入1.1(遠方控製)1.2(就地控製)
(3)若要實現快開,則先(xiān)按住↑鍵再按鍵 ↓鍵;實現(xiàn)快(kuài)關,則先(xiān)按住 ↓鍵再按(àn)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(qí)意(yì)思是顯示調節(jiē)定位器後連杆(gǎn)與後旋鈕弧度(dù)保持在對稱的範(fàn)圍內。
4、調試步驟
(1)P1.0:將↑↓鍵同時按,然後點擊”ENTER”鍵,出現單詞“LINEAR”調節角行(háng)程和直行程。
(2)P1.1:按住MODE鍵,點擊↑ ↓鍵,進(jìn)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(dào)出現(xiàn)完成“COMPIETE”單詞。
(3)P1.4:退出(EXIT)會顯示“保存”和“不保存”,按住(zhù)“ENTER”3S,則(zé)保存調試,若不保存,直接按↑鍵,退出到“放棄”單詞,然後再按住“ENTER”3S,退出。
(4)P2.3出現REVERSE單詞,顯示的是調節閥門和定位(wèi)器的正反作用。
(5)P3.2出現CW/CCW單詞,調節的是DCS和就地定位(wèi)器指令的正反(fǎn)作用。
(6)P3.3出現EXIT單詞,意思(sī)為退出。
(7)P8.2出現DIGEET單詞,則調節的是DCS和就地(dì)定位器反饋的正反作用(yòng)。
以上參數為重要參數調試步驟,詳情請查看說(shuō)明書!
DVC6000調試步驟:
打開275/375手操器 從主菜單(dān)(Main Menu) 選擇Hart應用(HART Application)從On line找到該定位器(qì)。依次進入Setup&Diag ——Detailed Setup——Mode——Instument Mode (或者按手操器上快捷鍵直接進入(rù))——警告!in service 模式被送到儀表當中時閥門也許會動(dòng)(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(tí)示“Instrument mode is already out of service!” 後回到主界麵依次進入 Setup&Diag——Basic Setup——Auto setup——Setup Wizard:
1、選擇(zé)你所使用的壓力單位(Pressure units (psi))後ENTER ;
2、輸入zui大(dà)供氣壓(yā)力(Max Supply Press (psi))後ENTER;
3、選擇執行機構的生產廠家(Actuator Manufcture)後ENTER 以上品牌沒的話選(xuǎn)OTHER ;
4、 如果執行機構單作用帶彈簧選3 、雙作用帶(dài)彈簧選4 、雙作(zuò)用不帶彈簧選2;
5.、選ROTARY 下一步根據閥門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自動選擇閥門轉(zhuǎn)向及其(qí)增益大小;
6、選擇是否有加速器或者快速釋放閥(fá)(Is a Volume Booster or Quick Release Present ? );
7、提示 執行機(jī)構的信息正被發(fā)送到儀(yí)表(biǎo)當中,請稍等“Actuator information is being sent to the instrument. Please wait…” ;
8、選擇使用出廠默認設(shè)置Use Factory defaults for setup?(Yes is recommended for Initial Setup) Yes 後ENTER ;
9、 提示 出廠(chǎng)默(mò)認設置正被發送到(dào)儀(yí)表當中,請稍等“Factory default are being sent to the instrument. Please wait… ” ;
10、繼續自動設置 選擇放大器調(diào)整“To continue Auto Setup.select Relay Adjust ”;
11、你是否希(xī)望現在進(jìn)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No後ENTER ;
12、選擇行(háng)程標定 (To continue.select Auto Calib Travel.)按OK;
13、 你(nǐ)希(xī)望現在進行自動行程標定嗎?(Do you wish to run Auto Travel Calib now ?Select YES if initial setup)選擇Yes 後按 ENTER;
14、 警告!標定將導致儀表的輸出突然變化 按 OK;
15、選擇交點的(de)調整(Select Crossover Adjust)Manual/Last Value/Default 正常情況下選擇 default 後 ENTER 假(jiǎ)如默(mò)認的調整(zhěng)後精(jīng) 度比較差 才會選擇Manual手動;
16、 下麵進入自動行程標定的(de)過程,完成後儀表模式恢複到In service!
調試步驟:
1、檢查(chá)接線及(jí)閥門(mén)安裝情(qíng)況(kuàng)是(shì)否完整;
2、切換到人工模式(shì)(Manual);
3、檢查並調整好所 有的結構參數(CONFIGuration);
4、運行全開、全關點(STOPS)自動搜索。
5、運行(háng)自動調整功能(autoTUNE),得到新的動態響應參數;
6、檢查(chá)是否有錯誤提示;
7、手(shǒu)動操作看看是否可以(yǐ)正常運行;
退出(chū)人工狀(zhuàng)態,回到(dào)自動控製(zhì)狀(zhuàng)態。
菜單流程:
接通信號源後,將(jiāng)輸入(rù)信號調(diào)節到12mA。係統會進行自檢(jiǎn),然後進(jìn)入交替顯示閥位(wèi)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(qǔ)決於上次運行斷電前的狀態。如果屏幕顯示閥位(wèi)時(shí)使用(POS-M)說明處於人工狀態;如果顯示閥位時使用(POS)說(shuō)明(míng)處於自動狀態。然後按(àn)照流程圖(tú)操作即(jí)可完成設定。
調試步驟:
1、條件:①穩定的氣源 壓力≥0.3MPa(角行程定位器壓力(lì)≥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(jiǎn)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,直至排氣壓力表指針不為(wéi)0,然後反方向緩慢旋轉調“0”旋鈕,使壓力表指針(zhēn)剛好處於0位置。
⑤輸入25%(8mA)、50%(12mA)、75%(16mA)、100 %(20mA)信號,觀察指(zhǐ)針下降(上升)行程:
A.、若單次行程超過刻度盤的1/4,說(shuō)明定位(wèi)器量程過大,此時應調節(jiē)量(liàng)程調節旋鈕(先鬆開螺絲,然後(hòu)調節下(xià)方的旋鈕,向“—”方向調(diào)節。根據實際情(qíng)況確定調節(jiē)的程度,單次微調(diào),邊(biān)試邊(biān)調(diào))。
B、若(ruò)單次行程過小或不(bú)足刻(kè)度盤的1/4,說(shuō)明定位器(qì)量(liàng)程過小,操(cāo)作與A相同,方向相反(fǎn)。
⑥每次調節量程調節旋鈕後,重新進行試驗,若實際行程與理論(lùn)行程差距仍然很大,則再調節量程調節旋鈕;若實際行程(chéng)與(yǔ)理論行程差(chà)距較小,則調節調“0”旋鈕,使 指(zhǐ)針移動到對應(yīng)的刻度上,再輸入信號觀察指針移動(dòng)是否正確。
注:通過量程調節(jiē)旋鈕和調“0”旋鈕的配合來調節量程和行程,已達到調試的目的。
注意事項:
(1)當輸入信號(hào)為(wéi)20mA是,定位(wèi)器(qì)排氣壓力必須>3公斤(球閥5公斤),一般為3.2-4公斤。若(ruò)壓力不足(zú)則調節閥開啟/關閉不嚴,無法正常工作。
(2)氣開閥:當輸入信號為0時(shí),排氣壓力(lì)必須為0,否(fǒu)則閥門沒有(yǒu)完(wán) 全關閉。
調試步驟:
1、調試前準備工作
(1)接汽源(yuán),再接電源,將電流給到4mA以(yǐ)上;
(2)如定(dìng)位器沒有調試過(guò),這時顯示屏中應出現(xiàn)P進入組態,先按“+”再同時按“—”,反(fǎn)之相同,看閥門的zui大點或zui小點;
(3)看zui小點應在5-9之間,不對調定(dìng)位器的黑色齒輪(lún)。看zui大點應不超過95,調zui小點盡量接近(jìn)5;
(4) 用(yòng)“+”、“—”鍵將閥門行程調到50%,調試前準備工作完成;
注意:如果定位(wèi)器調試過必須清(qīng)0,清0步(bù)驟為(wéi):按手鍵進入(新出的為50,zui初的為55),再按“+”5秒出現(xiàn)OCAY,再按手鍵5秒,出(chū)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、初始化的(de)調校步驟(zhòu)
A、執行(háng)機構的自動(dòng)初始化
注:自動初始化前一定要正確設(shè)定閥門的開關方(fāng)向!否則初始化無法進行!
(1)正確移動執行機構,離開中心位置,開始初始化。
直行(háng)程選擇:
角行程選(xuǎn)擇:
用“+”,“—”鍵切換;
(2)短按功(gōng)能鍵,切(qiē)換到第 二(èr)參數:
顯示:
或
,用“+”,“—”鍵(jiàn)切(qiē)換;
注:這一參數必須與杠杆比率開關的設定值相匹配。
(3)用功能鍵切(qiē)換到參數(shù)三,顯示如下:
如果你希望在初始化階(jiē)段完成後,計算的整個衝程量用mm 表示,這一步必須設(shè)置。為(wéi)此(cǐ),你需要在顯示屏上(shàng)選擇與刻度杆上驅動釘設定值相同(tóng)的值。
(4)用功能鍵切換(huàn)參(cān)數四,顯示如下:
(5)下按“+”鍵超過 5 秒,初始化開始:
初始化進行時,“RUN1”至“RUN5”一個接一個(gè)出現(xiàn)於顯示屏下行。
注:初始化過程依據執行機構,可(kě)持續 15 分鍾。
有(yǒu)下列顯示時,初始化(huà)完成。
在你短促下壓功能鍵後(hòu),出現顯示:
通過(guò)下按功能鍵超過 5 秒,退出組態方式。約5 秒後,軟鍵顯(xiǎn)示將出現。鬆開功能鍵後(hòu),裝置將在Manual 方式,按功能鍵將方式切換為AUTO,此時可以遠控操作。
B、執行器手(shǒu)動初始化
利用(yòng)這一功能,不需(xū)硬性驅動執行機(jī)構到終點位(wèi)置即可進行初始化。杆的開始和終止位置可手工設定(dìng)。初始(shǐ)化剩下(xià)的步驟(控製參數zui佳化)如同自動(dòng)初始化一樣自動進行。
直行程執行機構手(shǒu)動初始化的順序步驟。
(1)對直行程執行機構實行初始化(huà)。通(tōng)過手工驅動保 證覆蓋全部衝程,即顯示電位計設定處於P5.0 和P95.0 的允許範圍中間
(2)下按功能鍵 5 秒以上,你將進入(rù)組態方式。
直行程選擇:
角行程(chéng)選擇:
用“+”,“—”鍵(jiàn)切換;
(3)短(duǎn)按功能鍵,切換到第 二參數:
顯示:
或(huò)
用“+”,“—”鍵(jiàn)切換;
注:這一值必須與傳送速率(lǜ)選(xuǎn)擇器的設定相對應。(33°或90°)
(4)用功能(néng)鍵切換到參(cān)數三,顯示如下:
如果你希望初始(shǐ)化過程結束時,測定的全衝程(chéng)用mm 表示,你需要在顯示器中選擇與驅(qū)動銷釘在杆刻度上設定的值相同,或對介質調整來說下一個更(gèng)高的值。
(5)通(tōng)過下按功能,選擇參數五:
①先按住“—”再同時按住“+”鍵,快(kuài)關閥門(顯示在6.5左右),否則調節黑色旋鈕(niǔ)調節,使其在範圍內;
注:如果按此操作顯示的數是減小的,請先調整執行器的開關方向(xiàng);
②然後先按住(zhù)“+”再同時按住“—”鍵,快開閥門。開展後觀察顯示應在95以內,否則調節黑色旋鈕,使其在(zài)正常範圍內,然後下按功能鍵確認;
③先按住“—”再(zài)同時按住“+”鍵快關閥門,顯示應在5到9之(zhī)間,然後按下功能鍵確認;
④初始化自動開始。
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,出現如下顯示:
下按功能鍵超過 5 秒,離開杆組態方式。接(jiē)近5 秒後,軟鍵顯示(shì)將出現。鬆開功能鍵後,裝置將在Manual 方式,按功能鍵將方式切換為AUTO,此時可以(yǐ)遠控操作。
注:改變調整門的開關方向,需要調整定位器的(de)7和38項,兩項同(tóng)時用“+”、“—”鍵更改(gǎi),兩項(xiàng)的設置必(bì)須(xū)要相同。
手動初始化時,出現
下按“+”鍵5秒以上,開始初始化顯示。
調(diào)試步驟:
調試步驟:
1、檢查(chá)氣路、電路是否滿足(zú)定位器(qì)工作(zuò)要求;
2、給定12mA信(xìn)號,將反饋杆調整至水平位置,
並緊固;
3、給(gěi)定8mA信號,通過0位調節(jiē)螺母將(jiāng)0位調節至對應值;
4、給(gěi)定16mA信號,通過(guò)量(liàng)程(chéng)調(diào)節螺母將量(liàng)程調節至對應值(zhí);
5、給定4mA信號,檢(jiǎn)查閥門全關(guān)位置,必要時進行微調;
6、給定20mA信號,檢查閥門全開位置;必要時進行微(wēi)調;
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,必要時進行微(wēi)調。
說明:1、通過量程調節螺母可以改變定位器的作(zuò)用方式。
2、取用8mA和12mA信號(hào),分別調整0位和量程,是(shì)因為8mA和12mA均有上下(xià)刻度值,可以明顯反應0位和量程(chéng)的位置,而4mA向下下沒有刻度(和20mA向上也沒有刻度值),不宜采用4mA和20mA來調節0位和量程。
3、定位器調校時,必須保(bǎo) 證閥門能夠完 全關閉,有時候(hòu)雖然給定4mA(或20mA)信號,閥門仍然有開度。
4、氣動閥門定位器(qì)和電-氣閥門均屬機(jī)械式(shì)閥門定位器,因此調(diào)校方法類似,不(bú)再詳細介紹。
1、閥門(mén)定位器(qì)有輸入信號(hào)但(dàn)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)供氣壓(yā)力不對,建議檢查氣(qì)源壓力。
(3)氣動放(fàng)大器擋板0點調節過高(gāo),擋板遠離噴嘴(zuǐ)。
(4)氣(qì)路堵塞。
(5)氣路連接有(yǒu)誤(包括放大器)。
(6)電/氣定位器輸入信號線正負接反(fǎn)。
2、閥門定位器沒有輸(shū)入信號但(dàn)是輸出信號一直xui大。
(1)氣動放大器擋板0點調(diào)節過低,擋板(bǎn)過於壓緊噴嘴。
(2)噴(pēn)嘴堵塞(sāi)。
(3)輸出壓力緩慢或不正常。
會(huì)導致調節閥的膜頭受損、漏氣,造成有輸入信號但調節閥動作緩(huǎn)慢(màn)的故障,使調節閥達不到及時調節的(de)效果,處理辦法檢查膜室(shì),更換膜片(piàn)。
3、定位器線性(xìng)不好
(1)反饋凸輪或彈簧選擇(zé)不當或者方向不對。
(2)反饋連杆機構安裝不好或者在某些位置有卡住的現象。
(3)噴嘴或擋板有(yǒu)異物。
(4)背壓有輕微泄漏現象。
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