機(jī)械閥門定位器和智能閥門定位器課件

1、機(jī)械定位器與智能定位器的 優(yōu)缺點(diǎn)定位器的作用及原理：作用：閥門定位器是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的關(guān)鍵附件之一，其作用是把調(diào)節(jié)裝置輸出的電信號(hào)變成驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作的氣信號(hào)。它具有閥門定位功能，既克服閥桿摩擦力，又可以克服因介質(zhì)壓力變化而引起的不平衡力，從而能夠使閥門快速的跟隨，并對(duì)應(yīng)于調(diào)節(jié)器輸出的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥快速定位，提升其調(diào)節(jié)品質(zhì)。隨著智能儀表技術(shù)的發(fā)展，微電子技術(shù)廣泛應(yīng)用在傳統(tǒng)儀表中，大大提高了儀表的功能與性能。定位器的作用及原理：原理：反饋桿反饋閥門的開度位置發(fā)生變化，當(dāng)輸入信號(hào)產(chǎn)生的電磁力矩與定位器的反饋系統(tǒng)產(chǎn)生的力矩相等，定位器力平衡系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，定位器處于穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)輸入信號(hào)與閥位成對(duì)

2、應(yīng)比例關(guān)系。當(dāng)輸入信號(hào)變化或介質(zhì)流體作用力等發(fā)生變化時(shí)，力平衡系統(tǒng)的平衡狀態(tài)被打破，磁電組件的作用力與因閥桿位置變化引起的反饋回路產(chǎn)生的作用力就處于不平衡狀態(tài)，由于噴嘴和擋板作用，使定位器氣源輸出壓力發(fā)生變化，執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室壓力的變化推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，使閥桿定位到新位置，重新與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)，達(dá)到新的平衡狀態(tài)。在使用中改變定位器的反饋桿的結(jié)構(gòu)(如凸輪曲線)，可以改變調(diào)節(jié)閥的正、反作用，流量特性等，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)閥性能的提升。 該閥門定位器的氣動(dòng)控制部分是機(jī)械式，靠給定信號(hào)控制的電磁鐵和彈簧共同作用來控制閥門的開度。機(jī)械式閥門定位器其工作方式如下： 壓縮空氣經(jīng)固定節(jié)流口進(jìn)入噴嘴的背壓室，并通過噴嘴與擋

3、板的間隙排出，力矩馬達(dá)的線圈得到420ma電信號(hào)后，在磁場(chǎng)作用下銜鐵以支點(diǎn)板彈簧為中心，從左到右方向旋轉(zhuǎn)，使擋板與噴嘴的間隙減小，噴嘴的背壓隨之升高，控制閥的閥芯由于供氣壓力室壓力升高而向上移動(dòng)，閥門打開，同時(shí)閥門反饋桿帶動(dòng)活塞薄膜桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使反饋彈簧的張力增加，增大擋板與噴嘴的間隙，以便使閥門開度達(dá)到平衡。序號(hào)序號(hào)名稱名稱序號(hào)序號(hào)名稱名稱3凸輪12噴嘴4凸輪隨動(dòng)桿13擋板5力矩馬達(dá)線圈14零點(diǎn)調(diào)節(jié)滑塊6量程調(diào)節(jié)滑塊15零點(diǎn)調(diào)節(jié)旋鈕7銜鐵16負(fù)載彈簧8反饋彈簧連桿17供氣閥9量程調(diào)節(jié)旋鈕19控制閥閥芯10反饋彈簧22供氣壓力室11支點(diǎn)板彈簧23噴嘴被壓室閥門定位器問題1、靈敏度不高 該閥門定位器

4、由于使用機(jī)械機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)效果不好，導(dǎo)致閥門動(dòng)作滯后，不能很好的起到對(duì)被調(diào)量的調(diào)節(jié)作用。2、定位不精確 閥門定位器的給定與反饋差值應(yīng)小于5%，而該定位器用過一段時(shí)間后，給定與反饋的差值經(jīng)常會(huì)大于5%，使生產(chǎn)人員得不到實(shí)際的閥門開度，從而可能會(huì)造成誤操作，影響生產(chǎn)。 閥門定位器問題3、校準(zhǔn)時(shí)間長(zhǎng) 該閥門定位器屬于非智能閥門定位器，不能進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，只能用手動(dòng)校準(zhǔn)，一次校準(zhǔn)時(shí)間通常在半個(gè)小時(shí)左右，甚至更長(zhǎng)，同時(shí)需要頻繁的開啟和關(guān)閉閥門，導(dǎo)致恢復(fù)生產(chǎn)的時(shí)間延長(zhǎng)。4、不適應(yīng)環(huán)境 該閥門定位器適應(yīng)的環(huán)境溫度是-2060 ，而雙減站內(nèi)溫度通常會(huì)達(dá)到70以上，這樣也會(huì)造成定位器故障。智能閥門定位器智能定位器的組

5、成：智能閥門定位器由微處理器、壓電式閥、閥位檢測(cè)與反饋部件、殼件與蓋板及電氣接線盒組成智能定位器的原理：微處理器接收輸入信號(hào)及閥位反饋信號(hào),根據(jù)兩端的偏差大小和方向進(jìn)行控制,向壓電閥發(fā)出指令,使其開閉動(dòng)作。壓電閥依據(jù)控制指令對(duì)應(yīng)于氣動(dòng)放大器輸出壓力的增量,同時(shí)驅(qū)動(dòng)放大器輸出并反饋至控制回路,再次與微處理器的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行比較。通過輸出信號(hào)到執(zhí)行機(jī)構(gòu),控制閥門行程。閥位檢測(cè)和反饋部件把檢測(cè)到的閥門位置信號(hào)反饋給微處理器。智能定位器的特點(diǎn)：(1)控制精度高,基本誤差小(小于全行程05%)。(2)免維護(hù)運(yùn)行。(3)響應(yīng)速度快(2-5s)。(4)死區(qū)可調(diào)范圍寬(0.1%10%)。(3)安裝簡(jiǎn)單,節(jié)省時(shí)間

6、,并能可靠運(yùn)行。(4)具有零位和行程范圍的手動(dòng)和自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。(5)可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)捷的操作和編程。(6)定位器中固化的參數(shù)只要相應(yīng)的組態(tài)就可以提供許多功能。(7)在線自適應(yīng)程序意味著即使在不利的工況條件下也能高質(zhì)量地實(shí)現(xiàn)控制。(8)具有通信功能,可以在現(xiàn)場(chǎng)或DCS機(jī)柜間用手控器進(jìn)行調(diào)整。智能定位器的安裝調(diào)試：接通電源和氣源。依據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向使定位器走完全程,并使反饋桿的中心線在上下公差帶內(nèi)。智能定位器安裝時(shí)對(duì)電源和氣源有較高要求,必須保證電源穩(wěn)定可靠,氣源是干燥清潔的壓縮空氣。在新裝置開車時(shí),定位器故障大多都是安裝原因造成智能定位器優(yōu)點(diǎn)1、由于智能定位器采用智能處理器，儀表氣通過電磁閥實(shí)現(xiàn)全

7、電氣控制，避免了因機(jī)械部件磨損、老化而引起的定位器故障，同時(shí)也提高了其響應(yīng)速度。2、智能定位器可以自動(dòng)進(jìn)行初始化校準(zhǔn)，只要閥位符合校準(zhǔn)要求，再按手冊(cè)執(zhí)行菜單操作，就可以進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，要整個(gè)校準(zhǔn)過程可以在5分鐘以內(nèi)完成，大大縮短了恢復(fù)生產(chǎn)的時(shí)間，而且閥給定與反饋信號(hào)的差值一般不會(huì)超過2%。3、該定位器由于有LED顯示窗，可以清楚地顯示閥門當(dāng)前的位置情況，同時(shí)也可以顯示當(dāng)前的故障情況，方便維護(hù)人員對(duì)閥門故障的判斷和處理，為恢復(fù)生產(chǎn)節(jié)省了時(shí)間。 普通閥門定位器與智能閥門定位器的主要區(qū)別1、控制閥流量特性的實(shí)現(xiàn)方式不同 智能定位器的反饋部分采用線性反饋，所需控制閥流量特性是在設(shè)定回路實(shí)現(xiàn)的。普通定位器

8、的反饋部分是不同形狀的凸輪，通過改變凸輪形狀來實(shí)現(xiàn)所需控制閥流量特性。普通閥門定位器與智能閥門定位器的主要區(qū)別2.輸入輸出方式不同通常，智能閥門定位器是智能電氣閥門定位器。與一般電氣閥門定位器比較，智能電氣閥門定位器的輸入信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的420mA或15V電信號(hào)，它需要經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后作為微處理器的輸入信號(hào)。而一般電氣閥門定位器輸入信號(hào)雖然是420mA或l5V電信號(hào)，但它不需要經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換，可直接送電磁線圈產(chǎn)生電磁力，實(shí)現(xiàn)力平衡。智能閥門定位器的輸出信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，它通常送壓電閥組，通過壓電閥組的開關(guān)來調(diào)節(jié)送控制閥膜頭的氣壓，一般電氣閥門定位器的輸出信號(hào)是經(jīng)氣動(dòng)放大器放大后的氣信號(hào)。普通閥門定位器與智能閥門定位器的主要區(qū)別3.采用的控制方式不同智能閥門定位器與一般的計(jì)算機(jī)控制裝置類似，采用離散控制方式，因此，在采樣間隔內(nèi)，控制閥開度不變化。運(yùn)行過程中，控制閥開度呈現(xiàn)階梯形變化。一般閥門定位器采用連續(xù)控制方式，因此，整個(gè)控制過程中，控制閥開度的變化是連續(xù)的(除了因死區(qū)造成的躍變外)。普通閥門定位器與智能閥門定位器的主要區(qū)別4.反饋信號(hào)檢測(cè)處理不同智能閥門定位器中控制閥反饋信號(hào)需經(jīng)