01
閥門定位器的分類
閥門定位器(valvepositioner)閥門定位器按結構分:氣動閥門定位器、電氣閥門定位器及智能閥門定位器,是調節閥的主要附件(jiàn),通常與氣動調節閥(fá)配套使用,它接受調節器的輸出信號,然後以它的輸出信號去控製氣動調節閥(fá),當調節閥動作後,閥杆的位移又(yòu)通過機械(xiè)裝置反饋到閥門定位(wèi)器,閥位狀況通過電信(xìn)號傳給上位係統。
閥門(mén)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-氣閥門定位器和智能式(shì)閥門(mén)定位器。
閥門定位器(qì)能夠增大調節閥的輸出功率,減少調節(jiē)信號的傳遞滯後的情況發生,加快閥(fá)杆的移動速度,能夠提高閥門的線性度,克服閥杆的摩擦力並(bìng)消除(chú)不平衡力的影響,從而保 證調節閥的正確定位。
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閥門定位器的分類
1、閥門定位(wèi)器(qì)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位器。
(1)氣動閥門定位器的輸入(rù)信號是標準(zhǔn)氣信號,例如,20~100kPa氣信號,其(qí)輸出信號也是標準的氣信號。
(2)電氣(qì)閥門定位器的輸入(rù)信(xìn)號是標準電流或電壓信號,例如,4~20mA電流信號(hào)或1~5V電壓信號等,在電氣閥門定位器內部(bù)將電信號轉換為電磁力,然後輸(shū)出氣信(xìn)號到撥動控製閥。
(3)智能電氣閥門定位器它將控製室輸出的(de)電(diàn)流(liú)信號轉換成驅動調節閥的氣信號,根據調節閥工作時閥杆摩擦力,抵消介質壓(yā)力波動而產生的(de)不平衡力,使閥門開度對應於控製室輸出的電流(liú)信號(hào)。並且可以進行智能組態設置相應的參數,達到改善控製閥(fá)性能的目的。
2、按動(dòng)作的方向可分為單(dān)向閥門定位(wèi)器和雙向閥門定位器。單向閥門定位器用於活塞式(shì)執行機構時,閥門定位器(qì)隻有一個方向起作用,雙向(xiàng)閥門定(dìng)位器作用在活(huó)塞式執行機構氣缸的兩(liǎng)側,在兩個方(fāng)向起作用。
3、按閥門(mén)定位器輸出和輸入信(xìn)號的增益符號分為正作用閥(fá)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,輸出信(xìn)號(hào)也增加,因此,增益為正(zhèng)。反(fǎn)作用閥門(mén)定位器的輸入信號增加時,輸出信號減小,因此,增益(yì)為負。
4、按閥(fá)門(mén)定位器(qì)輸入信號是模擬信號或數字信號,可(kě)分(fèn)為普通閥門定(dìng)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是模擬氣壓(yā)或電流、電壓信號,現場總線電氣閥門定位器的輸入(rù)信號是現場總線的數字信(xìn)號。
5、按(àn)閥門定位器是否帶(dài)CPU可(kě)分為普通電氣閥門定位器和智能電氣閥門定位器。普通電氣閥門定位器(qì)沒有(yǒu)CPU,因此,不具有智能,不能處(chù)理有關的智能運算。智能電氣閥門(mén)定位器帶CPU,可(kě)處理有關智能(néng)運算,例如,可(kě)進行前向通道的非線性補償等,現場(chǎng)總線電氣閥門(mén)定(dìng)位器還可帶(dài)PID等功能模塊,實現相(xiàng)應的運算。
6、按反饋信號的檢測(cè)方法也可進行分類。例(lì)如,用機械連杆方式檢測閥位信號的閥門定位器:用霍爾效應檢測位移(yí)的(de)方(fāng)法檢測閥杆位移的閥門定位器:用電磁感應方法檢測(cè)閥杆位移的閥門定位器等。
02
定位器的作用原理
閥門定位器是控製閥的主要附件.它將閥杆位移信號作為輸入的反饋測量信號,以控製器輸出信號(hào)作為設定信號,進行比較,當兩者有偏差時,改變其到執行機構的輸出信(xìn)號,使執行機構動作,建立了閥杆位移量與(yǔ)控製器輸出信號之間的一一對應關係。因此,閥門定位(wèi)器組成以閥杆位移為測量信號,以控製器輸出為設定(dìng)信號的反饋控製係統。該控製係(xì)統的操縱變量是閥門定位器去執行機構(gòu)的輸(shū)出信號。
(1)用於對調節(jiē)質量(liàng)要求(qiú)高的重要調節係統,以提高調節閥的定位精(jīng) 確及可 靠性。
(2)用於閥門兩端壓差(chà)大(△p>1MPa)的場合。通過提高氣源壓力增大執行機構的輸出力,以克服液體對閥芯產生的不平衡力,減小行(háng)程誤差。
(3)當被調介質為高溫、高壓、低溫、有毒(dú)、易燃(rán)、易爆時,為了防止對外泄漏,往往(wǎng)將填料壓得很緊,因此閥(fá)杆與填料間(jiān)的摩擦力(lì)較大,此時用定位(wèi)器(qì)可克服時(shí)滯。
(4)被調(diào)介質為粘性流體或含有固體懸浮物時,用定位(wèi)器可(kě)以克服介質對閥杆移動的阻力。
(5)用(yòng)於大口徑(Dg>100mm)的調節閥,以(yǐ)增大執行機構的(de)輸出推力。
(6)當調(diào)節器與執行器距離在(zài)60m以上時,用定位(wèi)器可克服控製信(xìn)號的傳(chuán)遞滯(zhì)後,改善閥門的動作反應速度。
(7)用來改善調節閥的流量特性。
(8)一個調節器控(kòng)製兩個執行器實行分程控製時,可用兩個定位器,分別接受低輸入(rù)信號和高輸入(rù)信(xìn)號,則一個執行器低程動作,另一個高(gāo)程動作,即構成了分程(chéng)調節(jiē)。
調試步驟:
1、定位器麵(miàn)板設(shè)置:
2、內部接線(4根)反饋和指令線。
3、調試前的重要參數切換方式:
(1)切換就(jiù)地、遠方。按住MODE鍵不要(yào)鬆開,再點(diǎn)擊↑ ↓鍵可以進(jìn)行(háng)切換。
(2)用(1)的(de)方式進入1.1(遠方控製)1.2(就地控製)
(3)若要實現快開,則先按住↑鍵再(zài)按(àn)鍵 ↓鍵;實現快(kuài)關,則先按住 ↓鍵再按住(zhù)↑鍵,方可完成操作。
(4)用(1)的方式進入(rù)1.3,出現單詞SENS-POS,其意思是顯示調節定位器後連杆與後旋鈕弧度保持在對稱的範圍內。
4、調試步驟
(1)P1.0:將↑↓鍵同時按,然後點擊”ENTER”鍵,出現單詞“LINEAR”調節角行程和直行程。
(2)P1.1:按(àn)住(zhù)MODE鍵,點擊↑ ↓鍵,進入P1.1菜單。常按ENTER鍵3S,然後麵板顯示倒數計時為0後鬆開,就(jiù)出現自整定,直到出現完成“COMPIETE”單詞。
(3)P1.4:退出(EXIT)會顯示“保存”和“不(bú)保存”,按住(zhù)“ENTER”3S,則保存調試,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(mén)和定位器的正(zhèng)反作用。
(5)P3.2出現CW/CCW單詞,調節的是DCS和就地定位器指令的正(zhèng)反作用。
(6)P3.3出(chū)現EXIT單詞,意思為退出(chū)。
(7)P8.2出現DIGEET單詞,則調節的是DCS和就地定位器反饋的正(zhèng)反作用。
以上參數為(wéi)重要參數調試步驟,詳情請查看說明書!
DVC6000調(diào)試步驟(zhòu):
打開(kāi)275/375手操器 從主菜單(Main Menu) 選擇Hart應用(HART Application)從On line找(zhǎo)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(mó)式被送到儀表當中時閥(fá)門也許會(huì)動(WARNING!Valve may move when in Service mode is sent to the instrument.) 按(àn)OK 後進入(rù)儀表模式(shì)(Instrument Mode)選擇Out of service 後 按ENTER——提示“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、選擇你(nǐ)所使用的壓力單位(Pressure units (psi))後ENTER ;
2、輸入zui大供(gòng)氣壓力(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OTHER ;
4、 如果執行機構單作用帶(dài)彈簧選3 、雙作用帶彈簧選4 、雙作用不帶彈簧選2;
5.、選ROTARY 下一步根(gēn)據閥門ling信號時是開選(xuǎn)2 關的話選(xuǎn)1 下一步再選1 下一步選YES自(zì)動選擇閥門轉(zhuǎn)向及其增益大小;
6、選擇(zé)是否有加速器或者快(kuài)速釋放閥(fá)(Is a Volume Booster or Quick Release Present ? );
7、提示 執行機構的信息正被發送到儀表(biǎo)當中,請稍等“Actuator information is being sent to the instrument. Please wait…” ;
8、選擇使用(yòng)出廠默認設置Use Factory defaults for setup?(Yes is recommended for Initial Setup) Yes 後ENTER ;
9、 提示 出廠默認設置正被發送到儀表當中(zhōng),請(qǐng)稍(shāo)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、你是否希望現在進行(háng)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(xuǎn)擇Yes 後按 ENTER;
14、 警告!標定將導致儀表的(de)輸出突然變化 按 OK;
15、選擇交點的調整(Select Crossover Adjust)Manual/Last Value/Default 正常情況下選擇 default 後 ENTER 假如默認的(de)調整後精 度比較差(chà) 才會選擇Manual手動(dòng);
16、 下麵進入自動行程標定的過程,完成後儀表(biǎo)模式恢複到In service!
調試步(bù)驟:
1、檢查接線及閥門安裝情況是否完整;
2、切(qiē)換到人工模式(Manual);
3、檢查並調整好所 有的結構參數(CONFIGuration);
4、運行全開、全關點(diǎn)(STOPS)自動搜索。
5、運行自動調整功(gōng)能(autoTUNE),得到新的動態響應參數;
6、檢查是(shì)否有錯誤提示;
7、手動操作看看(kàn)是否可以正常運行;
退出人工狀(zhuàng)態,回到自動控製狀(zhuàng)態。
菜單流程:
接通信號(hào)源後,將輸入信號調節(jiē)到12mA。係統會(huì)進行自檢,然後進入(rù)交替顯示閥位和輸入(rù)信號的值。此時係統有可能處於人工或自動的(de)狀態,取決於(yú)上次運行斷電前的(de)狀態。如果屏幕顯示閥位時使用(POS-M)說明處於人工狀態;如果顯示(shì)閥位時使用(POS)說明處於自動狀態(tài)。然後按照流程圖操作即可完成設定。
調試步驟:
1、條件:①穩定的氣源 壓力≥0.3MPa(角行程定位(wèi)器壓力≥0.5MPa)
②4-20mA信號輸入設備
2、調試:
①打開定位(wèi)器前蓋,打開電源接線盒。
②把穩定氣源接入過濾減壓閥(fá)並密封嚴(yán)緊。
③區分正負輸入端接好信號(hào)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(lì)表指針不為0,然(rán)後反方向緩(huǎn)慢(màn)旋轉調“0”旋鈕,使(shǐ)壓力表指針剛好處於0位置。
⑤輸入25%(8mA)、50%(12mA)、75%(16mA)、100 %(20mA)信號,觀(guān)察指針下降(上升)行程:
A.、若單次行程超過刻(kè)度盤的1/4,說明定位(wèi)器量程過大,此時應調節量程調(diào)節旋鈕(先鬆開螺絲,然後調(diào)節下方(fāng)的旋鈕,向(xiàng)“—”方向(xiàng)調節。根據實際情況(kuàng)確(què)定調節的程度,單次微調,邊試邊調)。
B、若單次行程過小或不足刻度盤的1/4,說明定位器量(liàng)程過小,操作與A相同,方向相反。
⑥每次調節量程調節旋鈕後,重新進行試驗,若實際行程與理論行(háng)程差距仍然(rán)很大,則再調節量程調節(jiē)旋鈕;若實際行程與理論行程(chéng)差距較小,則調節(jiē)調“0”旋鈕,使 指針移動到對應的刻度上,再(zài)輸入(rù)信號觀察指(zhǐ)針移動是否正確。
注:通過量(liàng)程調節旋鈕和(hé)調“0”旋鈕的(de)配合來調節量程和行程,已達到調試的目的。
注意事項:
(1)當輸入信號為20mA是(shì),定位器排氣壓力必須>3公斤(球閥5公斤),一般為3.2-4公(gōng)斤。若壓力不足則調節閥開啟/關閉不嚴,無法正常(cháng)工作。
(2)氣開閥:當輸入信(xìn)號為0時,排氣壓力必須為0,否則閥門沒有完(wán) 全關閉。
調(diào)試步驟:
1、調試前準備工作
(1)接汽源,再接(jiē)電(diàn)源,將電流給到4mA以上;
(2)如定位器沒有(yǒu)調試過,這時顯示屏中應出現P進入組(zǔ)態,先按“+”再同時按“—”,反之相同,看閥門的zui大(dà)點或zui小點(diǎn);
(3)看zui小點應在5-9之間,不對調定位器的黑色齒輪。看zui大點應不超過95,調zui小點盡量接近5;
(4) 用“+”、“—”鍵將閥門行程調到50%,調試(shì)前準備工作完成;
注意(yì):如(rú)果(guǒ)定位器(qì)調試過必須清0,清0步驟為:按手鍵進入(新出(chū)的(de)為50,zui初的為55),再按“+”5秒出現OCAY,再按手鍵5秒,出現C4抬手出現P,進入組態後調試(shì)步驟(zhòu)同以上2、3、4相同。
2、初始化的調校步驟
A、執行機構的自動初始化
注:自動初始化前一定(dìng)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(háng)機(jī)構,離開中心位置,開(kāi)始初始化。
直行程(chéng)選擇:
角行程選擇:
用“+”,“—”鍵切(qiē)換(huàn);
(2)短(duǎn)按功能鍵,切換到第 二參數:
顯示:
或
,用“+”,“—”鍵切換;
注:這一參數必須與杠(gàng)杆(gǎn)比率開關的設定值相匹配。
(3)用功能鍵切換到參數三,顯示(shì)如下:
如(rú)果你希望在初始化階段完成後,計(jì)算的整個衝程量用mm 表示,這一步必須(xū)設置。為此,你需要在顯示屏上選擇與刻(kè)度(dù)杆上驅動釘設定值相同的值(zhí)。
(4)用功能鍵切換參(cān)數四,顯示如下:
(5)下按“+”鍵超過 5 秒,初始化(huà)開(kāi)始:
初始化進行時,“RUN1”至“RUN5”一個接一個出現於顯示屏下行。
注(zhù):初始(shǐ)化過程依據執行機構,可持續 15 分鍾。
有下列顯示時,初始化(huà)完成。
在你短(duǎn)促下壓功能(néng)鍵後,出(chū)現顯示:
通過下按功能鍵超過 5 秒,退(tuì)出組態(tài)方式。約5 秒後,軟鍵顯示將出現。鬆開功(gōng)能鍵後,裝置將(jiāng)在Manual 方式(shì),按功能鍵將(jiāng)方式切換為AUTO,此時可以遠控操作。
B、執行(háng)器手動初(chū)始化
利用(yòng)這(zhè)一功能,不需硬(yìng)性驅動執行機構到終點位置即可進行初始化(huà)。杆的開始(shǐ)和終止位置可手工設(shè)定。初始化剩下的步驟(控製參數zui佳化)如同自動初始化一(yī)樣自動進行。
直行程執行機構手(shǒu)動初(chū)始化的順序步(bù)驟(zhòu)。
(1)對直行程執行機構實行初始化。通過手工驅動保 證覆蓋全部衝程,即顯示電位計設(shè)定處於P5.0 和P95.0 的允(yǔn)許範圍中間
(2)下按功能鍵 5 秒以上,你將進入組(zǔ)態方式。
直行程(chéng)選擇:
角行程選擇:
用“+”,“—”鍵切換;
(3)短按功能鍵(jiàn),切換到第 二參數:
顯示:
或
用“+”,“—”鍵切換;
注:這一(yī)值必須與傳送速率選擇器的設(shè)定相對應。(33°或90°)
(4)用功能鍵切換到參數三,顯示如下:
如果你希望初始化過程(chéng)結束時,測定的全衝程用mm 表示(shì),你需要在顯示器中選擇(zé)與驅動銷釘在杆刻度上設定的值相同,或對介質調整來說(shuō)下一個(gè)更高的值。
(5)通過下按功能,選擇參數五:
①先按住(zhù)“—”再同時按住(zhù)“+”鍵,快關閥門(顯示在(zài)6.5左右),否則調節黑色旋鈕調(diào)節,使其在範圍內;
注:如果按此操作顯示的數(shù)是減小的,請先調整執行器的(de)開關方向;
②然後先按住“+”再同時按住“—”鍵,快開閥門。開展後觀察顯示應(yīng)在95以內(nèi),否則調節黑(hēi)色旋(xuán)鈕,使其在正常範圍內,然後下按(àn)功能(néng)鍵確認;
③先按住“—”再同時(shí)按住“+”鍵快關閥門,顯示應在5到9之間(jiān),然後(hòu)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(chéng)時,出現如下顯示:
下按功能鍵超過 5 秒,離開杆組態方式。接近(jìn)5 秒(miǎo)後,軟鍵顯示將出現(xiàn)。鬆(sōng)開功能鍵後,裝置將(jiāng)在Manual 方式,按功能鍵將方(fāng)式切換為AUTO,此時可以遠控操(cāo)作。
注:改變調整門的開關方向,需要調整定位器的7和38項,兩項同時用“+”、“—”鍵更改,兩項的設置必須要相同(tóng)。
手動初始化時,出現
下按“+”鍵5秒以上,開始(shǐ)初始化顯示。
調試步驟:
調試步驟:
1、檢查氣路、電路是否(fǒu)滿足定位器(qì)工作(zuò)要求;
2、給定12mA信號,將反饋杆調整至水平位置,
並緊固;
3、給定8mA信號,通過0位調節螺母將0位(wèi)調節至對應值;
4、給定(dìng)16mA信號(hào),通過量程調節(jiē)螺母將量程調節至對應值;
5、給定4mA信號,檢查閥(fá)門全(quán)關位置,必要時進行微調;
6、給定20mA信號,檢查(chá)閥門全開位置;必要時進行微調;
7、給定4mA(或(huò)20mA)、8mA(或(huò)16mA)、12mA、4mA(或 20mA)、16mA(或8mA)、20mA(或4mA)進行刻度驗證,必要時進行微調(diào)。
說明:1、通過量程調節螺(luó)母可以改變定位器的作用方式。
2、取用8mA和12mA信號(hào),分別調整0位和量程,是因為(wéi)8mA和12mA均有上下刻度值,可以明顯反應0位和量程的位置,而4mA向下下沒有刻度(和20mA向上也沒有刻度值),不宜(yí)采用4mA和20mA來調節(jiē)0位和量程。
3、定位器調校時,必須保 證閥門能(néng)夠完 全關閉,有(yǒu)時候雖然給定4mA(或20mA)信號,閥門仍然有開度。
4、氣動閥門定位器和電-氣閥門均屬機械式(shì)閥門定位器,因此調校方法類似,不再詳細介紹(shào)。
1、閥門定位器有輸入信號但是沒有輸出信號。
(1)電磁鐵組件發生故障,建議(yì)換電磁鐵組件。
(2)供氣壓力不對,建議檢查氣(qì)源壓力。
(3)氣(qì)動放大器擋板0點調節過高,擋板遠離噴嘴。
(4)氣路(lù)堵塞。
(5)氣路連接(jiē)有誤(包括放大器)。
(6)電/氣定位器輸入信號線正負接反。
2、閥門定(dìng)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。
會導致(zhì)調節閥的膜頭受損、漏氣,造成有輸入信號但調節閥動作緩慢(màn)的故(gù)障,使調節閥達不到及時調節的效果,處理辦(bàn)法檢查膜室,更換膜片。
3、定位器線性不好
(1)反饋凸輪或彈簧選擇不當或者(zhě)方向不對。
(2)反饋連杆機構安裝不好或者在某些位置(zhì)有卡住的現象。
(3)噴嘴或擋板有異物。
(4)背壓有輕微泄漏現象。