01
閥(fá)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:氣動閥門定位器、電(diàn)氣閥門定位器及智能閥門定位(wèi)器,是調(diào)節閥的主要附件,通常與氣動調節閥配套使(shǐ)用,它(tā)接受調節(jiē)器的(de)輸出信號(hào),然(rán)後以它的輸出信號去控製氣動調節閥,當調節閥動(dòng)作後,閥(fá)杆的位移又通過機械裝置反饋到閥門定位器,閥位狀況通過(guò)電信號傳給上(shàng)位係統。
閥門定位器按其(qí)結(jié)構形(xíng)式和工作原理可以分成氣動閥門定位器、電-氣閥門定位器和智能(néng)式閥門定(dìng)位器。
閥門定位器能夠增大調節閥的輸出功(gōng)率(lǜ),減少調節信號(hào)的(de)傳遞滯後的(de)情況(kuàng)發生,加快(kuài)閥杆(gǎn)的移動速(sù)度(dù),能夠(gòu)提高(gāo)閥門的線性度,克服閥杆的摩擦力並消除不平衡力的影響,從而保(bǎo) 證調(diào)節閥(fá)的正確定位。
01
閥(fá)門定位器的分類
1、閥門定位器按輸入信號分為氣動閥門定位器、電氣閥門定位器和智能閥門定(dìng)位器。
(1)氣動閥門(mén)定位器的輸入信號是標準氣信號,例如,20~100kPa氣信號,其輸出信號也是標準的氣信(xìn)號。
(2)電氣閥門(mén)定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,在電氣閥門定位器內部將電信號轉換為(wéi)電磁(cí)力,然後輸出氣信號到撥(bō)動控製閥。
(3)智(zhì)能電氣閥門定位器它將控製(zhì)室輸出的電流信號轉換成驅動調節閥的氣信號,根據調節(jiē)閥工作時閥杆摩擦力,抵消介質壓力(lì)波動而產生(shēng)的不平(píng)衡力,使閥門開度對(duì)應於控製室輸(shū)出(chū)的電流信號。並且(qiě)可以(yǐ)進行智能組態設置相應的參數,達到改善控製閥性能的目的。
2、按動作的方向可(kě)分為單(dān)向(xiàng)閥門定位器和雙向閥門(mén)定位器。單向閥門定位器用於(yú)活塞式執(zhí)行機構時,閥門(mén)定位器隻有(yǒu)一個方向起作用,雙向閥門定位器作用在活塞式執行機構氣缸(gāng)的兩側,在(zài)兩(liǎng)個方向起作用。
3、按閥門定(dìng)位器輸出和輸入信號(hào)的增益符號分為正作(zuò)用閥門定(dìng)位器和反作用閥門定位器。正作用(yòng)閥門定位器的輸入信號(hào)增加時,輸出信號也增加(jiā),因此,增益為正。反作(zuò)用閥門定位器的輸入信號增加時,輸出信號減小,因此,增(zēng)益為負。
4、按閥門定位器輸(shū)入信號是模擬(nǐ)信號(hào)或數字信號,可分為普通(tōng)閥門定位器和現場總線電氣閥門定位器。普通閥門定位器的輸入信號(hào)是模擬氣壓或電(diàn)流、電壓信號,現場總線電氣閥(fá)門定位器的輸入信號是現場總線的數字信號。
5、按閥門定位器是否帶CPU可分為普通電氣閥門定位器和智能電氣閥門定位(wèi)器。普通電(diàn)氣(qì)閥(fá)門定位器沒有(yǒu)CPU,因此,不具有智能,不能處理有關的智能運算。智能(néng)電氣閥門定(dìng)位器帶CPU,可處(chù)理有關智(zhì)能運(yùn)算,例如,可進行前向通道的非線性(xìng)補償等,現場總(zǒng)線電氣閥門定位器還(hái)可帶PID等功能模塊,實現相(xiàng)應的運算。
6、按反饋信號的檢測方法也可進行分類。例如,用機械連(lián)杆方式檢(jiǎn)測閥位(wèi)信號的閥門定位器:用霍(huò)爾效應檢測位(wèi)移的方法檢測閥(fá)杆位移(yí)的閥門定位(wèi)器:用電磁感應(yīng)方法檢測閥杆位移的閥(fá)門定位(wèi)器等。
02
定位器的作用原理
閥門定位器是控製閥的主要附(fù)件.它將閥杆位移信號作為輸(shū)入的反(fǎn)饋測量(liàng)信號,以控(kòng)製器輸出信號作為設定信號,進行比較(jiào),當兩(liǎng)者有偏差時,改(gǎi)變其到執行機構的輸(shū)出信號,使執行機構動作,建(jiàn)立了閥杆位(wèi)移量與控製器輸出(chū)信號之間的一一對應(yīng)關係。因此,閥門定位器(qì)組成以閥杆(gǎn)位移為測量信號,以控製器輸出為設(shè)定(dìng)信號的反饋控製係統。該(gāi)控(kòng)製係統(tǒng)的操縱變量是閥門定位器去執行機構的輸出信號。
(1)用於對(duì)調節質量要求高的重要(yào)調節係統(tǒng),以提高調節閥(fá)的定(dìng)位精 確及可 靠性。
(2)用於閥門兩端壓差大(△p>1MPa)的(de)場合。通過提高氣源壓力增大執行機構(gòu)的輸出力,以克服液體對閥芯產生(shēng)的不(bú)平衡力,減小行程(chéng)誤(wù)差(chà)。
(3)當被調介質為高溫、高壓、低溫(wēn)、有毒、易燃、易爆時(shí),為了防止對外泄漏,往往將填料壓得很(hěn)緊,因此閥杆與填(tián)料間的摩(mó)擦力較大,此時用定位器可克服時滯。
(4)被調介質為粘性流體或(huò)含有固體懸浮物時,用定位器可以克服介質對閥杆移動的(de)阻力。
(5)用於大口(kǒu)徑(Dg>100mm)的調節閥,以增(zēng)大(dà)執行(háng)機構的輸出推力。
(6)當調節器與執行器距離在60m以上時,用定位器可克服控製信號的(de)傳遞滯後,改善閥門的(de)動作(zuò)反應速度。
(7)用來改善(shàn)調(diào)節閥的流量特性。
(8)一個(gè)調節器控製兩(liǎng)個執行(háng)器實行分程控製時,可用兩個定位(wèi)器(qì),分別接受低輸入信號和高輸入信號,則一個執行器低(dī)程動作,另一個高程動作(zuò),即(jí)構成了分程調節。
調試步驟:
1、定(dìng)位器麵板設置:
2、內部接線(4根)反饋和指令(lìng)線(xiàn)。
3、調試前的重要參數(shù)切換方式:
(1)切換就(jiù)地、遠方。按住MODE鍵不(bú)要鬆開,再點擊↑ ↓鍵可以(yǐ)進行(háng)切換。
(2)用(1)的方(fāng)式(shì)進入1.1(遠方控製)1.2(就地控製)
(3)若(ruò)要實現(xiàn)快開,則先按住↑鍵再按鍵 ↓鍵;實現快關,則先按住 ↓鍵再按(àn)住↑鍵,方可(kě)完成操作。
(4)用(1)的(de)方式(shì)進入1.3,出(chū)現單詞SENS-POS,其意思是顯示調節定位(wèi)器後連杆與後旋鈕弧度保持在(zài)對稱的範圍內。
4、調試步驟
(1)P1.0:將↑↓鍵同時(shí)按,然後點(diǎn)擊”ENTER”鍵,出現單詞“LINEAR”調節角行程和直行程。
(2)P1.1:按住MODE鍵,點擊↑ ↓鍵,進入P1.1菜單。常(cháng)按ENTER鍵3S,然後麵板顯示倒數計時為0後(hòu)鬆開,就出現自整(zhěng)定,直到出現完成“COMPIETE”單詞(cí)。
(3)P1.4:退出(EXIT)會顯示“保(bǎo)存”和“不保(bǎo)存”,按住“ENTER”3S,則保存調試,若不保存,直接按↑鍵,退(tuì)出到“放棄”單詞(cí),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器的正反作(zuò)用(yòng)。
(5)P3.2出現CW/CCW單詞,調(diào)節(jiē)的是DCS和就地定位器指令的正(zhèng)反作用。
(6)P3.3出現EXIT單詞,意思(sī)為退(tuì)出。
(7)P8.2出現DIGEET單詞,則調(diào)節(jiē)的是DCS和就(jiù)地定(dìng)位器反饋的正反作用。
以上參數為(wéi)重要參數調試步驟,詳情請查(chá)看說明書!
DVC6000調(diào)試步驟:
打開275/375手操器 從主菜單(Main Menu) 選擇Hart應用(yòng)(HART Application)從On line找到該定位器。依次進入Setup&Diag ——Detailed Setup——Mode——Instument Mode (或者按手操器上快捷鍵直接進入)——警告!in service 模式被送到儀(yí)表(biǎo)當中時閥門也許會動(WARNING!Valve may move when in Service mode is sent to the instrument.) 按OK 後進入儀表模(mó)式(Instrument Mode)選擇Out of service 後 按ENTER——提示“Instrument mode is already out of service!” 後回到主界(jiè)麵依次(cì)進入 Setup&Diag——Basic Setup——Auto setup——Setup Wizard:
1、選擇你所(suǒ)使用的壓力單位(Pressure units (psi))後ENTER ;
2、輸入zui大供氣壓力(Max Supply Press (psi))後(hòu)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OTHER ;
4、 如果執行機構單作用帶彈簧(huáng)選3 、雙作用帶彈簧選4 、雙作用不帶彈(dàn)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(xià)一步再選1 下一步選YES自動選擇閥門轉向及其增益大小;
6、選擇(zé)是否有加速器或者快速(sù)釋放閥(Is a Volume Booster or Quick Release Present ? );
7、提示 執行機構的信息正被發(fā)送到儀表當中,請(qǐng)稍等“Actuator information is being sent to the instrument. Please wait…” ;
8、選擇使用出(chū)廠默認設置Use Factory defaults for setup?(Yes is recommended for Initial Setup) Yes 後ENTER ;
9、 提示 出廠默認設置(zhì)正被發送到儀表當中,請稍等“Factory default are being sent to the instrument. Please wait… ” ;
10、繼續自動設置 選擇放大器調整“To continue Auto Setup.select Relay Adjust ”;
11、你是否(fǒu)希望現在進(jìn)行放大器調整?(Do you wish to run Relay Adjustment Calibration now ?) 假如是(shì)雙作用選擇Yes 單作(zuò)用選擇No後ENTER ;
12、選擇行程標定 (To continue.select Auto Calib Travel.)按OK;
13、 你希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(jǐng)告!標定將導致儀表的輸出突然變化 按 OK;
15、選(xuǎn)擇交點的調整(Select Crossover Adjust)Manual/Last Value/Default 正常情(qíng)況下選擇 default 後 ENTER 假如默認的調整後精 度比較差 才會選擇Manual手動;
16、 下麵(miàn)進入自動行程標定(dìng)的過程,完成(chéng)後(hòu)儀表模(mó)式恢複到In service!
調試步驟:
1、檢查接線及閥門安(ān)裝情況是否完整;
2、切(qiē)換到人工模式(Manual);
3、檢查並調整好所 有(yǒu)的結構參數(CONFIGuration);
4、運(yùn)行全開、全關點(STOPS)自動搜索。
5、運行自動調整(zhěng)功(gōng)能(autoTUNE),得到新的(de)動態(tài)響應參數;
6、檢查是否有錯誤提(tí)示;
7、手動操作看看是否可以正常運行(háng);
退出人工狀態,回到自(zì)動(dòng)控(kòng)製狀態。
菜單流(liú)程:
接通信號源後,將輸入信(xìn)號調節到12mA。係統會進行自檢(jiǎn),然後進入交替顯示閥位和輸入信號的值。此(cǐ)時(shí)係統有可(kě)能處於人工或自動的狀態(tài),取決於上(shàng)次運行斷電(diàn)前的狀態(tài)。如(rú)果屏幕顯示閥位時使用(POS-M)說明處於人(rén)工狀態;如果顯示閥位時使用(yòng)(POS)說明處於自(zì)動狀(zhuàng)態。然後按照流程圖操作即(jí)可完成設定(dìng)。
調試步驟:
1、條件:①穩定的氣源 壓力≥0.3MPa(角行(háng)程定(dìng)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(dìng)氣源(yuán)接入過濾減壓閥並密封嚴緊(jǐn)。
③區(qū)分正(zhèng)負輸入端接(jiē)好信號輸入設備。
④打開氣(qì)源開關,向下調節調“0”旋鈕,直至(zhì)排氣壓力表指針不為0,然後反方向緩慢(màn)旋轉調“0”旋鈕,使壓(yā)力表指針剛好處於0位置。
⑤輸入25%(8mA)、50%(12mA)、75%(16mA)、100 %(20mA)信號,觀察指針下降(上升)行程(chéng):
A.、若單次行程超(chāo)過刻度盤(pán)的1/4,說明定位器量程過大,此時應調(diào)節量程調(diào)節旋鈕(先鬆開螺絲,然後調節下方(fāng)的旋鈕,向“—”方向(xiàng)調節。根據實際情況確定調節的程度,單次微調,邊試邊調)。
B、若(ruò)單次行程過小或不足刻度盤的(de)1/4,說明定位器(qì)量程過(guò)小,操作與(yǔ)A相同,方向相反。
⑥每次調節量(liàng)程調節(jiē)旋鈕後,重(chóng)新進行試驗(yàn),若實際行程與理(lǐ)論行程差距仍然很大(dà),則再調節量程調節旋鈕;若實際行程與理論行程差距較小,則調節調“0”旋鈕,使 指針(zhēn)移動到對應的刻度上,再輸入(rù)信號觀(guān)察指針(zhēn)移動是否正確。
注:通過量程調節(jiē)旋鈕和(hé)調“0”旋(xuán)鈕的配合來調節量程和行程(chéng),已達到調試的(de)目的。
注(zhù)意事(shì)項:
(1)當輸入(rù)信號為20mA是,定(dìng)位(wèi)器排氣壓力必須>3公斤(球閥5公(gōng)斤),一般為3.2-4公斤。若壓力不足(zú)則調節閥開啟/關閉不嚴,無法正常工作。
(2)氣開(kāi)閥:當輸入信號為0時,排氣壓力必須為0,否(fǒu)則閥門沒有完 全關閉。
調試步驟(zhòu):
1、調試前準備工作
(1)接汽源,再接電源,將電流(liú)給到4mA以上;
(2)如定位器(qì)沒有調試過,這時顯示屏中(zhōng)應出現(xiàn)P進入組態,先按“+”再(zài)同(tóng)時按“—”,反之相同,看閥門(mén)的zui大點或zui小點(diǎn);
(3)看zui小點應在5-9之間(jiān),不對調定(dìng)位器(qì)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(chéng)調到50%,調試前準備工作完成;
注意(yì):如果定位器調試過必須清0,清0步驟為:按手鍵進(jìn)入(新出的為(wéi)50,zui初的(de)為(wéi)55),再按“+”5秒出現OCAY,再按手鍵5秒,出現(xiàn)C4抬手(shǒu)出現P,進入組態後調試(shì)步驟(zhòu)同以上2、3、4相同。
2、初始化的(de)調校步驟
A、執行機構的自動初始化
注:自動初始化前一定要正確設定閥門的開關方向!否則初始化無法進行!
(1)正確移動執行機構,離開中心位(wèi)置,開始初始化。
直行程選擇:
角行程(chéng)選擇:
用“+”,“—”鍵切換;
(2)短按功(gōng)能鍵,切換到第 二參數:
顯示:
或
,用“+”,“—”鍵切換(huàn);
注:這一參數必須(xū)與杠杆比率開關的設定值相匹配。
(3)用功能鍵切換到參數三,顯示如下:
如果你希望在初始化階段完成後,計算的整個衝程量用mm 表示,這一步必(bì)須設置。為此,你需要在顯示屏上選擇與(yǔ)刻度杆上驅動釘設定值相同(tóng)的值。
(4)用功能鍵切換參數四,顯示如下:
(5)下按“+”鍵超過 5 秒,初(chū)始化開始:
初始化進行時,“RUN1”至“RUN5”一個接一個出現於顯示屏下行。
注:初始化過程依據執行機構,可持續 15 分鍾。
有下(xià)列顯示時,初始化完成。
在(zài)你短促下(xià)壓功能鍵(jiàn)後,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(jiàn)顯示將(jiāng)出現。鬆開功能鍵後,裝置(zhì)將在Manual 方式,按功能鍵將方式切換為AUTO,此時可以遠控(kòng)操(cāo)作。
B、執行器手動初(chū)始化
利用這一功能,不需硬(yìng)性驅(qū)動執行機構到終點位置即可進行初始(shǐ)化。杆的開始和終止位置可手工設定。初始化(huà)剩下(xià)的步驟(控製參數zui佳化)如同自動初始化一(yī)樣自(zì)動進行。
直行程執行機構(gòu)手動初始化(huà)的順序步(bù)驟。
(1)對直行程執行機構實行初始(shǐ)化。通過手工驅動保 證覆蓋全部衝程,即顯示電位計設定處於P5.0 和(hé)P95.0 的允許範圍中間
(2)下按功能鍵 5 秒以上,你將進入組態方式。
直行程選擇(zé):
角行程選(xuǎn)擇:
用“+”,“—”鍵切換;
(3)短按功能鍵,切換到第 二參數:
顯示:
或
用“+”,“—”鍵(jiàn)切換;
注:這一值必須與傳送速率選擇器的設定相對應。(33°或90°)
(4)用功能鍵切換(huàn)到參數三,顯(xiǎn)示(shì)如下:
如果你希望初始化過程結束時,測定的全衝程用mm 表示,你需要在顯(xiǎn)示器中選擇與驅動銷釘在杆刻度(dù)上設(shè)定的值相同,或對介質調整來(lái)說下一個更高的值。
(5)通過下按功能,選擇參數五:
①先按住“—”再同時按住“+”鍵,快關閥門(顯示在6.5左右),否則(zé)調節黑色旋鈕調節,使其在範圍(wéi)內;
注:如果按此(cǐ)操作顯示的數是減小的,請先調整執行器的開關方向;
②然後先按(àn)住“+”再(zài)同時按住“—”鍵,快開閥門。開展後觀察顯示應在95以內(nèi),否(fǒu)則調節黑色旋鈕,使其在正常範(fàn)圍內,然後下按功能鍵確認;
③先按住“—”再同時按住“+”鍵快關閥門,顯示應在5到9之間,然後按下功能鍵確認;
④初(chū)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(shì):
下按功能鍵超過 5 秒,離開杆組態方(fāng)式。接近5 秒後,軟鍵顯示將出現。鬆(sōng)開功能鍵後,裝置將在Manual 方(fāng)式,按功能鍵將方式切換為AUTO,此(cǐ)時可以遠控操作。
注:改變調整門的開(kāi)關方向,需要調整定位器的(de)7和38項,兩項同時用“+”、“—”鍵更改,兩項的設置必須要相同。
手動(dòng)初始化時,出現
下按(àn)“+”鍵5秒以上,開始初(chū)始化(huà)顯示。
調試步驟:
調試步驟:
1、檢查氣路、電路(lù)是否滿足定(dìng)位器(qì)工作要求;
2、給定(dìng)12mA信號,將反饋杆調整至水平位置,
並緊固(gù);
3、給(gěi)定8mA信號,通過0位調節螺母將0位調(diào)節至(zhì)對應值;
4、給定16mA信號,通過量程調節螺母將量程調節至對(duì)應值;
5、給定4mA信號,檢查閥門全(quán)關位置,必(bì)要時進行(háng)微調;
6、給定20mA信號,檢查閥門全開(kāi)位置;必(bì)要(yào)時(shí)進行微調;
7、給定4mA(或20mA)、8mA(或16mA)、12mA、4mA(或 20mA)、16mA(或8mA)、20mA(或4mA)進行刻度驗(yàn)證,必要(yào)時(shí)進行微調。
說明:1、通過量程調節螺母(mǔ)可以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,是因為8mA和12mA均有上下刻度(dù)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(dù)值(zhí)),不宜(yí)采用(yòng)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(néng)夠完 全(quán)關閉,有時候雖然給定(dìng)4mA(或(huò)20mA)信號,閥門仍然有開度。
4、氣動(dòng)閥門定位器(qì)和電-氣閥(fá)門均屬機械式閥門定位器,因此調校方法類似,不再詳細介紹。
1、閥門定位器(qì)有輸入信號但是沒有輸出信號。
(1)電磁(cí)鐵組件發生故障,建議換電磁鐵組件。
(2)供氣壓力不對,建議檢查氣源壓力。
(3)氣動放大器擋板0點調節過高,擋板遠離噴嘴(zuǐ)。
(4)氣路堵塞。
(5)氣路連接有誤(包括放大器)。
(6)電/氣定位器輸入信(xìn)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,擋板過於壓緊噴嘴。
(2)噴嘴堵塞。
(3)輸出壓力緩慢或不正常。
會(huì)導(dǎo)致調節閥的膜頭受損、漏氣,造(zào)成有輸入信號但調節閥動作緩慢的故障,使調節閥達不(bú)到(dào)及時調節的效果,處理辦法檢查(chá)膜室,更換膜片。
3、定位器線(xiàn)性不好
(1)反(fǎn)饋凸輪或彈簧選擇不當或者方(fāng)向不對。
(2)反饋連(lián)杆機(jī)構(gòu)安裝不好或者在某些位置有卡住的(de)現象。
(3)噴嘴或擋板有異物。
(4)背壓有輕(qīng)微泄漏現象。
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