01
阀(fá)门(mén)定位器的分类
阀门定(dìng)位器(valvepositioner)阀门定位器按(àn)结构分:气(qì)动(dòng)阀门(mén)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(hào)去(qù)控制(zhì)气动调节阀,当调节阀动作后,阀杆(gǎn)的位移又通过机械装置反(fǎn)馈到阀门定位器,阀位状况通过电(diàn)信号传给上位系统。
阀门(mén)定位器按其结构形式和工作原理可以分成气(qì)动阀门定位器、电-气阀门(mén)定位器和(hé)智能式阀门定位器。
阀门定位器能够增大调节阀的输出功率,减少调节信号的传递滞后的情况发生,加快阀杆的移动速度,能够提高阀门的线性度,克服阀杆(gǎn)的摩擦力并消除不平衡力的影响,从而保 证(zhèng)调节阀的正确定位。
01
阀(fá)门(mén)定位器的分类
1、阀门定位器按输(shū)入信号分为气动阀门定位器、电气阀门定位器和(hé)智能阀门(mén)定位器。
(1)气动阀门定位器(qì)的输(shū)入信号是(shì)标准气信号,例如(rú),20~100kPa气信号,其输出信(xìn)号也是标准的气信号。
(2)电气阀门定位器的输(shū)入(rù)信号是标准电流或电(diàn)压(yā)信号,例如,4~20mA电(diàn)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(hào)转换为电磁力(lì),然后输出气信号(hào)到拨动控制阀。
(3)智能电气阀门定位(wèi)器它将控制室输出的电流(liú)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(dòng)而产生的不平衡力,使阀门开度对应于控制室输出的电(diàn)流信号。并且可以进行智(zhì)能组态设置相应的参数,达到改善控制阀性能的目的。
2、按动作的方向可分为单向阀(fá)门定位(wèi)器和双向阀门定位器。单向阀(fá)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(fá)门定位器作用(yòng)在活塞式执行机构气缸的两侧,在两个方向起作用。
3、按阀(fá)门定位(wèi)器输出和输入信(xìn)号的增益符号分为正作(zuò)用阀门定位(wèi)器和反作用阀门定位器。正作用阀门(mén)定位器的输入信号增加(jiā)时,输出信号也增加,因此(cǐ),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(yì)为负。
4、按阀门定(dìng)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(wèi)器和现场总线电气阀门(mén)定(dìng)位器。普通阀门定位器的输入信号是(shì)模拟气压或电流、电压信号,现(xiàn)场总线电气阀门定位器的输入(rù)信号是现场总线的数字信号。
5、按阀门定位器是否带CPU可分为普(pǔ)通电气阀门定位器(qì)和智能电气阀门定位器。普通电气阀门定位器没有(yǒu)CPU,因此,不具(jù)有智能,不(bú)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(děng),现场总线(xiàn)电气阀门(mén)定位器还可带PID等功能模块,实现相应(yīng)的运算。
6、按反馈信号的检测方法也可进行分类。例如,用机械连杆(gǎn)方式检测阀位信号的阀门定位器:用霍尔效应检测(cè)位移的方法(fǎ)检测阀杆位移的阀门(mén)定位器:用电磁感应(yīng)方(fāng)法检测阀杆位移的阀门定位器等。
02
定位器(qì)的作(zuò)用原理(lǐ)
阀门定位器是控制(zhì)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(hào),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(shí),改变其到执行机构的输(shū)出信号,使执行机构动作,建立了阀杆位移量与控制器(qì)输出信号之间的一一对应关(guān)系。因此(cǐ),阀门定位器组成以阀杆位移(yí)为测量信号,以控制器输出(chū)为(wéi)设定信号(hào)的反馈控制系统。该控制系统的操纵变量是(shì)阀门定位器去执行机构的输出信号。
(1)用于对调节质量要求高的重要调节系统,以(yǐ)提高调节阀的定位(wèi)精 确(què)及(jí)可(kě) 靠性。
(2)用于阀门两端压差(chà)大(△p>1MPa)的场(chǎng)合。通过提高气源压力增大执(zhí)行机构的输出力,以克服液体对阀芯产生的(de)不平衡力,减小(xiǎo)行程误差。
(3)当被调介质为(wéi)高温(wēn)、高压、低温、有毒、易燃、易爆时,为了(le)防止对外泄(xiè)漏,往往将填(tián)料压得很(hěn)紧,因此阀杆与填料间的摩擦力较大,此时用定位器可克服时(shí)滞。
(4)被调介质为粘性流体或含(hán)有固体悬浮物时,用定位器可以克服介质对阀杆移动的阻力。
(5)用于大口径(Dg>100mm)的调节阀,以增大执行机构的输出推力(lì)。
(6)当调(diào)节器与执行器距离在60m以上时,用定位器可克服控制信号(hào)的传递滞后,改善阀门的动作反应速度。
(7)用来改(gǎi)善调(diào)节阀的流量特(tè)性。
(8)一个(gè)调节器(qì)控制两个执行器实行分程控制时(shí),可用两个定位器,分别(bié)接受(shòu)低输入(rù)信号和高输入信号,则一个执行器低程动作(zuò),另(lìng)一个高程动(dòng)作(zuò),即构成了分程调节。
调试步骤(zhòu):
1、定位器面(miàn)板设置:
2、内部接线(4根)反馈和指令线。
3、调试前的重要(yào)参数切(qiē)换方式:
(1)切换就地(dì)、远方。按住MODE键不要松开,再点击↑ ↓键(jiàn)可以进行切换。
(2)用(1)的方式进入1.1(远方控制)1.2(就地(dì)控制)
(3)若要实现快开,则先按住↑键再按键 ↓键;实现快关,则先按(àn)住 ↓键再按(àn)住↑键,方可完成(chéng)操作。
(4)用(1)的方式进入(rù)1.3,出现(xiàn)单词SENS-POS,其意思是显示调节(jiē)定位器后连杆与后旋(xuán)钮弧(hú)度保持在对称(chēng)的范围内。
4、调试步骤
(1)P1.0:将↑↓键同时按,然后点击(jī)”ENTER”键,出现单词“LINEAR”调节角行程(chéng)和直行程。
(2)P1.1:按住MODE键,点击↑ ↓键,进入P1.1菜单。常按ENTER键3S,然后面板显示(shì)倒数计时为0后(hòu)松开,就(jiù)出现(xiàn)自整定,直到出现完成“COMPIETE”单词。
(3)P1.4:退出(EXIT)会显示“保存”和“不保存”,按住“ENTER”3S,则保存调试,若不保存,直接(jiē)按↑键,退出到“放弃”单词,然后(hòu)再按(àn)住“ENTER”3S,退出。
(4)P2.3出现REVERSE单(dān)词,显示的是调节阀门和定位器的正反作(zuò)用。
(5)P3.2出现(xiàn)CW/CCW单词,调节的是DCS和(hé)就(jiù)地定位器指令(lìng)的正反作用。
(6)P3.3出现(xiàn)EXIT单词,意思为退出。
(7)P8.2出现(xiàn)DIGEET单(dān)词,则调节的是DCS和就地定位器反馈的正反作用。
以上参数为重要参数调试步骤,详情请查看说明书!
DVC6000调(diào)试步骤(zhòu):
打开275/375手操器 从主菜单(Main Menu) 选择Hart应(yīng)用(HART Application)从On line找到该定位器(qì)。依次进入Setup&Diag ——Detailed Setup——Mode——Instument Mode (或(huò)者按手操(cāo)器上快捷(jié)键直接进入)——警告!in service 模式被送(sòng)到仪表当中时阀(fá)门(mén)也许会动(WARNING!Valve may move when in Service mode is sent to the instrument.) 按OK 后进入仪表(biǎo)模式(Instrument Mode)选择Out of service 后 按ENTER——提(tí)示“Instrument mode is already out of service!” 后回到主界面依次进入 Setup&Diag——Basic Setup——Auto setup——Setup Wizard:
1、选择(zé)你所使用的压力单位(Pressure units (psi))后ENTER ;
2、输入zui大供气压力(Max Supply Press (psi))后(hòu)ENTER;
3、选(xuǎn)择执行机构的生(shēng)产厂家(Actuator Manufcture)后ENTER 以上(shàng)品牌没的话选OTHER ;
4、 如果执行机构单作用(yòng)带弹簧选3 、双作用带弹(dàn)簧选4 、双作用不带弹簧选2;
5.、选ROTARY 下(xià)一步根据阀门ling信号时是开选2 关的话选1 下一步再选(xuǎn)1 下一步选YES自(zì)动选择阀门转向及其增益大小(xiǎo);
6、选择是(shì)否(fǒu)有(yǒu)加速(sù)器或者快速释放阀(Is a Volume Booster or Quick Release Present ? );
7、提示 执行机构的信息正被发送到仪表当中,请稍等(děng)“Actuator information is being sent to the instrument. Please wait…” ;
8、选择使用出厂默认设置Use Factory defaults for setup?(Yes is recommended for Initial Setup) Yes 后ENTER ;
9、 提示 出厂默(mò)认设置正被发送到仪(yí)表当中(zhōng),请稍(shāo)等“Factory default are being sent to the instrument. Please wait… ” ;
10、继续(xù)自动设置 选(xuǎn)择放大(dà)器调整“To continue Auto Setup.select Relay Adjust ”;
11、你是否希望现在进行放大器(qì)调(diào)整(zhěng)?(Do you wish to run Relay Adjustment Calibration now ?) 假如是双作用选择(zé)Yes 单作用(yòng)选择No后ENTER ;
12、选择(zé)行程标定 (To continue.select Auto Calib Travel.)按OK;
13、 你希望(wàng)现在进行自动行程标定吗?(Do you wish to run Auto Travel Calib now ?Select YES if initial setup)选择Yes 后按 ENTER;
14、 警告!标定(dìng)将导致仪(yí)表的输出突然变化 按 OK;
15、选择交点的调整(Select Crossover Adjust)Manual/Last Value/Default 正常情况下选择 default 后 ENTER 假如默认的调整后精 度比较差 才会选择Manual手动(dòng);
16、 下面进入自动行程标定的过程,完成后仪表模(mó)式恢复到In service!
调试步骤:
1、检查接线及阀门(mén)安装(zhuāng)情况是否(fǒu)完整(zhěng);
2、切换到(dào)人工模式(Manual);
3、检查并调整好所 有的结构参数(CONFIGuration);
4、运(yùn)行全开、全关点(STOPS)自动搜索。
5、运行自动调整功能(autoTUNE),得到新的动态响应(yīng)参数;
6、检查是否有错误提示;
7、手动操作看看是否可以正常运行(háng);
退出(chū)人工状态,回到自动控制状(zhuàng)态。
菜单流程:
接通信号(hào)源后,将(jiāng)输入信(xìn)号调节到12mA。系统会进行(háng)自检,然后进入交替显示阀位和输(shū)入信号的值。此时系统有可能处(chù)于人工或自动的状态,取决于上次运行断电前的(de)状态。如(rú)果屏(píng)幕显示阀(fá)位时使用(POS-M)说明处于人工状(zhuàng)态;如(rú)果显示阀位时使用(POS)说明处于自动(dòng)状态。然后按照流程(chéng)图操作即可完成设定。
调(diào)试步骤:
1、条件:①稳定(dìng)的气源 压力≥0.3MPa(角行程定位器压力≥0.5MPa)
②4-20mA信号(hào)输入设备
2、调试:
①打开定位器前盖,打开电源(yuán)接线盒。
②把稳定气源接入过滤减压阀并密(mì)封(fēng)严紧。
③区分正负输(shū)入端接好信号输入设备。
④打开气源开关,向下调节调“0”旋钮,直至排气压力表(biǎo)指针不为0,然后反方向(xiàng)缓慢旋转调“0”旋钮,使压力表指针刚好(hǎo)处于0位置。
⑤输入25%(8mA)、50%(12mA)、75%(16mA)、100 %(20mA)信号,观察(chá)指针下降(上升)行程:
A.、若单(dān)次行程超过刻度(dù)盘的1/4,说明定位器量(liàng)程过大,此时应调节量程调节旋钮(先松开螺丝,然后调节下方的旋钮,向“—”方向调(diào)节。根据(jù)实际情况确定调节(jiē)的程度,单次微调,边试边调)。
B、若(ruò)单次行程过小或不足刻度盘的1/4,说明定位器量程过小,操作与A相同,方向相反。
⑥每次调节量程调节(jiē)旋钮后,重新进行试验,若实际(jì)行程与理论行(háng)程差距仍然很大,则再调节量程调节旋钮;若实际行程与理论行程差距较小,则(zé)调节调“0”旋钮,使 指针移动(dòng)到对(duì)应的刻度上,再输入信号观察指针移动是否正确。
注:通过量程调节旋钮和调(diào)“0”旋(xuán)钮的配合来调节(jiē)量程和行程,已达到调(diào)试的目的(de)。
注意事项:
(1)当输入信号为20mA是,定位器排气压力(lì)必(bì)须>3公斤(球阀5公斤),一(yī)般为3.2-4公斤。若压力不足则调节阀开启/关闭不严,无法(fǎ)正常工作。
(2)气开阀:当输入信号为0时,排(pái)气压力必须(xū)为0,否则阀门没有(yǒu)完 全关闭。
调试步骤:
1、调试前准备(bèi)工作
(1)接汽源,再接电源,将电流给到4mA以上;
(2)如定位器没(méi)有调(diào)试过,这时显示屏中应出现P进入组态,先按“+”再同时按“—”,反之相同,看阀门的zui大点(diǎn)或zui小点;
(3)看zui小点应在5-9之间(jiān),不对调定位器的黑色齿(chǐ)轮。看zui大点应不超(chāo)过95,调zui小点尽量(liàng)接近5;
(4) 用“+”、“—”键将阀门行程调到50%,调试前(qián)准备工作完成(chéng);
注意:如果定位器(qì)调试过必须清0,清0步(bù)骤为:按手键进入(新出的为50,zui初(chū)的(de)为55),再按“+”5秒出现OCAY,再按手键5秒,出现C4抬(tái)手出(chū)现P,进入组态后调试步骤同(tóng)以上2、3、4相同。
2、初始化的调校步骤
A、执行机构的自动初(chū)始化
注:自动初始化前一定要正确设定阀门的开关方向!否(fǒu)则(zé)初始(shǐ)化无法进行!
(1)正确移动执行机构,离开中心位置(zhì),开始初始化。
直行(háng)程选择:
角行程选择:
用“+”,“—”键切换;
(2)短按功能键,切换到第 二参数:
显示:
或
,用“+”,“—”键切换;
注:这一参数必须与杠杆(gǎn)比率开关的设定值相匹配。
(3)用功能键切换到参数三,显示如下:
如果你希望在初始化阶段完成后,计算(suàn)的整个冲程量用mm 表示,这一步必须设置。为此(cǐ),你需(xū)要在显示屏上选择与刻度杆上驱动钉设定值相同的(de)值。
(4)用功能(néng)键切换(huàn)参数四(sì),显示(shì)如下:
(5)下按“+”键超过 5 秒,初始化开始:
初始化进行时,“RUN1”至“RUN5”一个接一(yī)个出现于显示屏下行。
注:初始化过程(chéng)依据执行机构,可持续 15 分钟。
有下列显示时,初始化完成。
在你短促下压功能键后,出现显示:
通过下按功能键超过 5 秒,退(tuì)出组态方式。约5 秒后,软键显示将出现。松开功能键后,装置将在Manual 方式,按功能键将方式切换为AUTO,此时可以远控操作。
B、执行器(qì)手动初始化
利用(yòng)这一功能,不需(xū)硬性驱动执行机构到终点位置即可进行初始化。杆的开始和终止位置可手工设定。初(chū)始化剩下(xià)的步骤(控制(zhì)参数zui佳化(huà))如同自动初始化一样自动进行。
直行程执行机构手动初始化(huà)的顺序步(bù)骤。
(1)对直行程执行机构实(shí)行初始化。通过手(shǒu)工驱动保 证覆盖全部冲程,即显示电位计设定处(chù)于P5.0 和P95.0 的允(yǔn)许范围(wéi)中间
(2)下按功能键 5 秒以上,你将进入组(zǔ)态方式。
直(zhí)行程选择:
角行程选择:
用“+”,“—”键切换;
(3)短按功能键,切换到第 二参数:
显示:
或
用“+”,“—”键切换;
注:这一值(zhí)必须与传送速(sù)率选择器的设定相对应(yīng)。(33°或90°)
(4)用功(gōng)能键(jiàn)切换到参数三,显示(shì)如下(xià):
如果你希望初始化(huà)过程结束时,测定(dìng)的全冲程用mm 表示,你需要在显示器中选择与(yǔ)驱动销(xiāo)钉在杆刻度上设定的值相同,或对介质调整来说下一个更高的值。
(5)通过下按功能,选择参数五(wǔ):
①先(xiān)按住“—”再同时按住“+”键,快关阀门(mén)(显示在6.5左右),否则调节黑(hēi)色旋(xuán)钮调节,使(shǐ)其在范(fàn)围内;
注:如果按此操作显示的数是减小的,请先调整执行器的开关方向;
②然后先按住“+”再同(tóng)时按住“—”键,快开阀门。开(kāi)展后观察显示(shì)应在(zài)95以内,否则调节黑色(sè)旋钮,使其在正常范围内,然(rán)后(hòu)下按功能键确认;
③先按住“—”再同时(shí)按住“+”键快关阀门,显(xiǎn)示应在5到9之间,然后按下功(gōng)能键确认;
④初始化自动开始。
⑤初始化(huà)的停止是自(zì)动出现的。RUN1 到(dào)RUN5 顺(shùn)序(xù)出现在显示屏的下(xià)行。当初始化已全部完成时,出现如下显示:
下按功能键超过 5 秒,离开杆组态方式。接近(jìn)5 秒后,软键显示将出现。松开功能键后,装置(zhì)将在(zài)Manual 方式,按功能键将方式切换为AUTO,此时可以远控操作。
注:改变调整门的开关方向,需(xū)要调(diào)整定位器的7和38项,两项同时用“+”、“—”键更改,两项的设置必(bì)须要相同。
手动初始化(huà)时,出(chū)现(xiàn)
下按“+”键5秒以上,开始(shǐ)初始化显示。
调试步骤:
调(diào)试步骤:
1、检查气路、电路是否满足定位器工作要求;
2、给定12mA信号,将反(fǎn)馈(kuì)杆调整至水平位置,
并紧(jǐn)固(gù);
3、给定8mA信号,通过0位调节螺母将0位调(diào)节至对应值;
4、给定(dìng)16mA信号,通过量程调(diào)节(jiē)螺母将量(liàng)程调节至对应值;
5、给定4mA信号,检查阀门全(quán)关位(wèi)置,必(bì)要(yào)时进行微调;
6、给定20mA信号,检查阀门全开位置;必要时(shí)进行微调;
7、给定4mA(或20mA)、8mA(或16mA)、12mA、4mA(或(huò) 20mA)、16mA(或8mA)、20mA(或4mA)进行刻度验(yàn)证,必要时进行微调。
说明:1、通过量程调节螺母可以改变定位器(qì)的作用方式。
2、取用8mA和12mA信号(hào),分(fèn)别调整0位(wèi)和量程,是因(yīn)为8mA和(hé)12mA均有上下刻度(dù)值,可以明显反应0位和量程的位置,而4mA向下下没有刻度(和20mA向上也没有刻度值(zhí)),不宜采用4mA和20mA来调节0位和量程。
3、定位器调校时,必须保 证阀门能够完 全关(guān)闭,有时候虽然(rán)给定(dìng)4mA(或20mA)信号,阀门仍(réng)然有开度。
4、气动阀门定(dìng)位器和电-气阀门均属机械式阀门定(dìng)位器(qì),因此调校(xiào)方法类似,不再详(xiáng)细介绍。
1、阀门定位器有输入信号但是没有输出(chū)信(xìn)号。
(1)电磁铁组件发生故障,建议换电磁铁组(zǔ)件。
(2)供气压力不对,建议检(jiǎn)查气源压力。
(3)气动放大器挡板0点调节过高,挡板远离喷嘴。
(4)气路堵塞。
(5)气(qì)路连(lián)接有误(包括放大器(qì))。
(6)电/气定(dìng)位器输入信号线正负接反。
2、阀门定位器没有输入信号但是输出(chū)信号一直xui大。
(1)气(qì)动放(fàng)大器挡板0点调(diào)节过低,挡板过于压紧喷(pēn)嘴。
(2)喷嘴堵(dǔ)塞。
(3)输出压力缓慢或不正常。
会导致调节阀的膜头受损、漏气,造成有输入信号但调节阀动作缓慢的故障,使调节阀达不(bú)到及时调节的效果,处理办法检查膜室(shì),更换膜片。
3、定位器线性不好
(1)反馈凸轮或弹簧选择不当或(huò)者方向不对。
(2)反馈连杆(gǎn)机构安装不好或者在某些(xiē)位置有卡住的现(xiàn)象(xiàng)。
(3)喷嘴或挡板(bǎn)有异物。
(4)背压有轻微泄漏现象。