01
閥門(mén)定位器的分類(lèi)
閥門(mén)定位器(valvepositioner)閥門(mén)定位器按結構分:氣動(dòng)閥門(mén)定位器、電氣閥門(mén)定位器及智能閥門(mén)定位器,是調節閥的主要附件,通常與氣動(dòng)調節閥配套使用,它接受調節器的輸出信號,然后以它的輸出信號去控制氣動(dòng)調節閥,當調節閥動(dòng)作后,閥桿的位移又通過(guò)機械裝置反饋到閥門(mén)定位器,閥位狀況通過(guò)電信號傳給上位系統。
閥門(mén)定位器按其結構形式和工作原理可以分成氣動(dòng)閥門(mén)定位器、電-氣閥門(mén)定位器和智能式閥門(mén)定位器。
閥門(mén)定位器能夠增大調節閥的輸出功率,減少調節信號的傳遞滯后的情況發(fā)生,加快閥桿的移動(dòng)速度,能夠提高閥門(mén)的線(xiàn)性度,克服閥桿的摩擦力并消除不平衡力的影響,從而保 證調節閥的正確定位。
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閥門(mén)定位器的分類(lèi)
1、閥門(mén)定位器按輸入信號分為氣動(dòng)閥門(mén)定位器、電氣閥門(mén)定位器和智能閥門(mén)定位器。
(1)氣動(dòng)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(mén)定位器內部將電信號轉換為電磁力,然后輸出氣信號到撥動(dòng)控制閥。
(3)智能電氣閥門(mén)定位器它將控制室輸出的電流信號轉換成驅動(dòng)調節閥的氣信號,根據調節閥工作時(shí)閥桿摩擦力,抵消介質(zhì)壓力波動(dòng)而產(chǎn)生的不平衡力,使閥門(mén)開(kāi)度對應于控制室輸出的電流信號。并且可以進(jìn)行智能組態(tài)設置相應的參數,達到改善控制閥性能的目的。
2、按動(dòng)作的方向可分為單向閥門(mén)定位器和雙向閥門(mén)定位器。單向閥門(mén)定位器用于活塞式執行機構時(shí),閥門(mén)定位器只有一個(gè)方向起作用,雙向閥門(mén)定位器作用在活塞式執行機構氣缸的兩側,在兩個(gè)方向起作用。
3、按閥門(mén)定位器輸出和輸入信號的增益符號分為正作用閥門(mén)定位器和反作用閥門(mén)定位器。正作用閥門(mén)定位器的輸入信號增加時(shí),輸出信號也增加,因此,增益為正。反作用閥門(mén)定位器的輸入信號增加時(shí),輸出信號減小,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(mén)定位器和現場(chǎng)總線(xiàn)電氣閥門(mén)定位器。普通閥門(mén)定位器的輸入信號是模擬氣壓或電流、電壓信號,現場(chǎng)總線(xiàn)電氣閥門(mén)定位器的輸入信號是現場(chǎng)總線(xiàn)的數字信號。
5、按閥門(mén)定位器是否帶CPU可分為普通電氣閥門(mén)定位器和智能電氣閥門(mén)定位器。普通電氣閥門(mén)定位器沒(méi)有CPU,因此,不具有智能,不能處理有關(guān)的智能運算。智能電氣閥門(mén)定位器帶CPU,可處理有關(guān)智能運算,例如,可進(jìn)行前向通道的非線(xiàn)性補償等,現場(chǎng)總線(xiàn)電氣閥門(mén)定位器還可帶PID等功能模塊,實(shí)現相應的運算。
6、按反饋信號的檢測方法也可進(jìn)行分類(lèi)。例如,用機械連桿方式檢測閥位信號的閥門(mén)定位器:用霍爾效應檢測位移的方法檢測閥桿位移的閥門(mén)定位器:用電磁感應方法檢測閥桿位移的閥門(mén)定位器等。
02
定位器的作用原理
閥門(mén)定位器是控制閥的主要附件.它將閥桿位移信號作為輸入的反饋測量信號,以控制器輸出信號作為設定信號,進(jìn)行比較,當兩者有偏差時(shí),改變其到執行機構的輸出信號,使執行機構動(dòng)作,建立了閥桿位移量與控制器輸出信號之間的一一對應關(guān)系。因此,閥門(mén)定位器組成以閥桿位移為測量信號,以控制器輸出為設定信號的反饋控制系統。該控制系統的操縱變量是閥門(mén)定位器去執行機構的輸出信號。
(1)用于對調節質(zhì)量要求高的重要調節系統,以提高調節閥的定位精 確及可 靠性。
(2)用于閥門(mén)兩端壓差大(△p>1MPa)的場(chǎng)合。通過(guò)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(chǎn)生的不平衡力,減小行程誤差。
(3)當被調介質(zhì)為高溫、高壓、低溫、有毒、易燃、易爆時(shí),為了防止對外泄漏,往往將填料壓得很緊,因此閥桿與填料間的摩擦力較大,此時(shí)用定位器可克服時(shí)滯。
(4)被調介質(zhì)為粘性流體或含有固體懸浮物時(shí),用定位器可以克服介質(zhì)對閥桿移動(dòng)的阻力。
(5)用于大口徑(Dg>100mm)的調節閥,以增大執行機構的輸出推力。
(6)當調節器與執行器距離在60m以上時(shí),用定位器可克服控制信號的傳遞滯后,改善閥門(mén)的動(dòng)作反應速度。
(7)用來(lái)改善調節閥的流量特性。
(8)一個(gè)調節器控制兩個(gè)執行器實(shí)行分程控制時(shí),可用兩個(gè)定位器,分別接受低輸入信號和高輸入信號,則一個(gè)執行器低程動(dòng)作,另一個(gè)高程動(dòng)作,即構成了分程調節。
調試步驟:
1、定位器面板設置:
2、內部接線(xiàn)(4根)反饋和指令線(xiàn)。
3、調試前的重要參數切換方式:
?(1)切換就地、遠方。按住MODE鍵不要松開(kāi),再點(diǎn)擊↑ ↓鍵可以進(jìn)行切換。
?(2)用(1)?的方式進(jìn)入1.1(遠方控制)1.2(就地控制)
?(3)若要實(shí)現快開(kāi),則先按住↑鍵再按鍵 ↓鍵;實(shí)現快關(guān),則先按住 ↓鍵再按住↑鍵,方可完成操作。
?(4)用?(1)的方式進(jìn)入1.3,出現單詞SENS-POS,其意思是顯示調節定位器后連桿與后旋鈕弧度保持在對稱(chēng)的范圍內。
4、調試步驟
(1)?P1.0:將↑↓鍵同時(shí)按,然后點(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(diǎn)擊↑ ↓鍵,進(jìn)入P1.1菜單。常按ENTER鍵3S,然后面板顯示倒數計時(shí)為0后松開(kāi),就出現自整定,直到出現完成“COMPIETE”單詞。
(3)P1.4:退出(EXIT)會(huì )顯示“保存”和“不保存”,按住“ENTER”3S,則保存調試,若不保存,直接按↑鍵,退出到“放棄”單詞,然后再按住“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反作用。
(6)P3.3出現EXIT單詞,意思為退出。
(7)P8.2出現DIGEET單詞,則調節的是DCS和就地定位器反饋的正反作用。
以上參數為重要參數調試步驟,詳情請查看說(shuō)明書(shū)!
DVC6000調試步驟:
打開(kāi)275/375手操器 從主菜單(Main Menu) 選擇Hart應用(HART Application)從On line找到該定位器。依次進(jìn)入Setup&Diag ——Detailed Setup——Mode——Instument Mode (或者按手操器上快捷鍵直接進(jìn)入)——警告!in service 模式被送到儀表當中時(shí)閥門(mén)也許會(huì )動(dòng)(WARNING!Valve may move when in Service mode is sent to the instrument.) 按OK 后進(jìn)入儀表模式(Instrument Mode)選擇Out of service 后 按ENTER——提示“Instrument mode is already out of service!” 后回到主界面依次進(jìn)入 Setup&Diag——Basic Setup——Auto setup——Setup Wizard:
1、選擇你所使用的壓力單位(Pressure units (psi))后ENTER ;
2、輸入zui大供氣壓力(Max Supply Press (psi))后ENTER;
3、選擇執行機構的生產(chǎn)廠(chǎng)家(Actuator Manufcture)后ENTER 以上品牌沒(méi)的話(huà)選OTHER ;
4、 如果執行機構單作用帶彈簧選3 、雙作用帶彈簧選4 、雙作用不帶彈簧選2;
5.、選ROTARY 下一步根據閥門(mén)ling信號時(shí)是開(kāi)選2 關(guān)的話(huà)選1 下一步再選1 下一步選YES自動(dòng)選擇閥門(mén)轉向及其增益大??;
6、選擇是否有加速器或者快速釋放閥(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,請稍等“Actuator information is being sent to the instrument. Please wait…” ;
8、選擇使用出廠(chǎng)默認設置Use Factory defaults for setup?(Yes is recommended for Initial Setup) Yes 后ENTER ;
9、 提示 出廠(chǎng)默認設置正被發(fā)送到儀表當中,請稍等“Factory default are being sent to the instrument. Please wait… ” ;
10、繼續自動(dòng)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(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后ENTER ;
12、選擇行程標定 (To continue.select Auto Calib Travel.)按OK;
13、 你希望現在進(jìn)行自動(dòng)行程標定嗎?(Do you wish to run Auto Travel Calib now ?Select YES if initial setup)選擇Yes 后按 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(diǎn)的調整(Select Crossover Adjust)Manual/Last Value/Default 正常情況下選擇 default 后 ENTER 假如默認的調整后精 度比較差 才會(huì )選擇Manual手動(dòng);
16、 下面進(jìn)入自動(dòng)行程標定的過(guò)程,完成后儀表模式恢復到In service!
調試步驟:
1、檢查接線(xiàn)及閥門(mén)安裝情況是否完整;
2、切換到人工模式(Manual);
3、檢查并調整好所 有的結構參數(CONFIGuration);
4、運行全開(kāi)、全關(guān)點(diǎn)(STOPS)自動(dòng)搜索。
5、運行自動(dòng)調整功能(autoTUNE),得到新的動(dòng)態(tài)響應參數;
6、檢查是否有錯誤提示;
7、手動(dòng)操作看看是否可以正常運行;
退出人工狀態(tài),回到自動(dòng)控制狀態(tài)。
菜單流程:
接通信號源后,將輸入信號調節到12mA。系統會(huì )進(jìn)行自檢,然后進(jìn)入交替顯示閥位和輸入信號的值。此時(shí)系統有可能處于人工或自動(dòng)的狀態(tài),取決于上次運行斷電前的狀態(tài)。如果屏幕顯示閥位時(shí)使用(POS-M)說(shuō)明處于人工狀態(tài);如果顯示閥位時(shí)使用(POS)說(shuō)明處于自動(dòng)狀態(tài)。然后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(角行程定位器壓力≥0.5MPa)
②4-20mA信號輸入設備
2、調試:
①打開(kāi)定位器前蓋,打開(kāi)電源接線(xiàn)盒。
②把穩定氣源接入過(guò)濾減壓閥并密封嚴緊。
③區分正負輸入端接好信號輸入設備。
④打開(kāi)氣源開(kāi)關(guān),向下調節調“0”旋鈕,直至排氣壓力表指針不為0,然后反方向緩慢旋轉調“0”旋鈕,使壓力表指針剛好處于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(guò)刻度盤(pán)的1/4,說(shuō)明定位器量程過(guò)大,此時(shí)應調節量程調節旋鈕(先松開(kāi)螺絲,然后調節下方的旋鈕,向“—”方向調節。根據實(shí)際情況確定調節的程度,單次微調,邊試邊調)。
B、若單次行程過(guò)小或不足刻度盤(pán)的1/4,說(shuō)明定位器量程過(guò)小,操作與A相同,方向相反。
⑥每次調節量程調節旋鈕后,重新進(jìn)行試驗,若實(shí)際行程與理論行程差距仍然很大,則再調節量程調節旋鈕;若實(shí)際行程與理論行程差距較小,則調節調“0”旋鈕,使 指針移動(dòng)到對應的刻度上,再輸入信號觀(guān)察指針移動(dòng)是否正確。
注:通過(guò)量程調節旋鈕和調“0”旋鈕的配合來(lái)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,定位器排氣壓力必須>3公斤(球閥5公斤),一般為3.2-4公斤。若壓力不足則調節閥開(kāi)啟/關(guān)閉不嚴,無(wú)法正常工作。
(2)氣開(kāi)閥:當輸入信號為0時(shí),排氣壓力必須為0,否則閥門(mén)沒(méi)有完 全關(guān)閉。
調試步驟:
1、調試前準備工作
(1)接汽源,再接電源,將電流給到4mA以上;
(2)如定位器沒(méi)有調試過(guò),這時(shí)顯示屏中應出現P進(jìn)入組態(tài),先按“+”再同時(shí)按“—”,反之相同,看閥門(mén)的zui大點(diǎn)或zui小點(diǎn);
(3)看zui小點(diǎn)應在5-9之間,不對調定位器的黑色齒輪??磟ui大點(diǎn)應不超過(guò)95,調zui小點(diǎn)盡量接近5;
(4) 用“+”、“—”鍵將閥門(mén)行程調到50%,調試前準備工作完成;
注意:如果定位器調試過(guò)必須清0,清0步驟為:按手鍵進(jìn)入(新出的為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(jìn)入組態(tài)后調試步驟同以上2、3、4相同。
2、初始化的調校步驟
A、執行機構的自動(dòng)初始化
注:自動(dòng)初始化前一定要正確設定閥門(mén)的開(kāi)關(guān)方向!否則初始化無(wú)法進(jìn)行!
(1)正確移動(dòng)執行機構,離開(kāi)中心位置,開(kāi)始初始化。
直行程選擇:
角行程選擇:
用“+”,“—”鍵切換;
(2)短按功能鍵,切換到第 二參數:
顯示:
或
,用“+”,“—”鍵切換;
注:這一參數必須與杠桿比率開(kāi)關(guān)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后,計算的整個(gè)沖程量用mm 表示,這一步必須設置。為此,你需要在顯示屏上選擇與刻度桿上驅動(dòng)釘設定值相同的值。
(4)用功能鍵切換參數四,顯示如下:
(5)下按“+”鍵超過(guò) 5 秒,初始化開(kāi)始:
初始化進(jìn)行時(shí),“RUN1”至“RUN5”一個(gè)接一個(gè)出現于顯示屏下行。
注:初始化過(guò)程依據執行機構,可持續 15 分鐘。
有下列顯示時(shí),初始化完成。
在你短促下壓功能鍵后,出現顯示:
通過(guò)下按功能鍵超過(guò) 5 秒,退出組態(tài)方式。約5 秒后,軟鍵顯示將出現。松開(kāi)功能鍵后,裝置將在Manual 方式,按功能鍵將方式切換為AUTO,此時(shí)可以遠控操作。
B、執行器手動(dòng)初始化
利用這一功能,不需硬性驅動(dòng)執行機構到終點(diǎn)位置即可進(jìn)行初始化。桿的開(kāi)始和終止位置可手工設定。初始化剩下的步驟(控制參數zui佳化)如同自動(dòng)初始化一樣自動(dòng)進(jìn)行。
直行程執行機構手動(dòng)初始化的順序步驟。
(1)對直行程執行機構實(shí)行初始化。通過(guò)手工驅動(dòng)保 證覆蓋全部沖程,即顯示電位計設定處于P5.0 和P95.0 的允許范圍中間
(2)下按功能鍵 5 秒以上,你將進(jìn)入組態(tài)方式。
直行程選擇:
角行程選擇:
用“+”,“—”鍵切換;
(3)短按功能鍵,切換到第 二參數:
顯示:
或
用“+”,“—”鍵切換;
注:這一值必須與傳送速率選擇器的設定相對應。(33°或90°)
(4)用功能鍵切換到參數三,顯示如下:
如果你希望初始化過(guò)程結束時(shí),測定的全沖程用mm 表示,你需要在顯示器中選擇與驅動(dòng)銷(xiāo)釘在桿刻度上設定的值相同,或對介質(zhì)調整來(lái)說(shuō)下一個(gè)更高的值。
(5)通過(guò)下按功能,選擇參數五:
①先按住“—”再同時(shí)按住“+”鍵,快關(guān)閥門(mén)(顯示在6.5左右),否則調節黑色旋鈕調節,使其在范圍內;
注:如果按此操作顯示的數是減小的,請先調整執行器的開(kāi)關(guān)方向;
②然后先按住“+”再同時(shí)按住“—”鍵,快開(kāi)閥門(mén)。開(kāi)展后觀(guān)察顯示應在95以?xún)?,否則調節黑色旋鈕,使其在正常范圍內,然后下按功能鍵確認;
③先按住“—”再同時(shí)按住“+”鍵快關(guān)閥門(mén),顯示應在5到9之間,然后按下功能鍵確認;
④初始化自動(dòng)開(kāi)始。
⑤初始化的停止是自動(dòng)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(shí),出現如下顯示:
下按功能鍵超過(guò) 5 秒,離開(kāi)桿組態(tài)方式。接近5 秒后,軟鍵顯示將出現。松開(kāi)功能鍵后,裝置將在Manual 方式,按功能鍵將方式切換為AUTO,此時(shí)可以遠控操作。
注:改變調整門(mén)的開(kāi)關(guān)方向,需要調整定位器的7和38項,兩項同時(shí)用“+”、“—”鍵更改,兩項的設置必須要相同。
手動(dòng)初始化時(shí),出現
下按“+”鍵5秒以上,開(kāi)始初始化顯示。
調試步驟:
調試步驟:
1、檢查氣路、電路是否滿(mǎn)足定位器工作要求;
2、給定12mA信號,將反饋桿調整至水平位置,
并緊固;
3、給定8mA信號,通過(guò)0位調節螺母將0位調節至對應值;
4、給定16mA信號,通過(guò)量程調節螺母將量程調節至對應值;
5、給定4mA信號,檢查閥門(mén)全關(guān)位置,必要時(shí)進(jìn)行微調;
6、給定20mA信號,檢查閥門(mén)全開(kāi)位置;必要時(shí)進(jìn)行微調;
7、給定4mA(或20mA)、8mA(或16mA)、12mA、4mA(或 20mA)、16mA(或8mA)、20mA(或4mA)進(jìn)行刻度驗證,必要時(shí)進(jìn)行微調。
說(shuō)明:1、通過(guò)量程調節螺母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均有上下刻度值,可以明顯反應0位和量程的位置,而4mA向下下沒(méi)有刻度(和20mA向上也沒(méi)有刻度值),不宜采用4mA和20mA來(lái)調節0位和量程。
3、定位器調校時(shí),必須保 證閥門(mén)能夠完 全關(guān)閉,有時(shí)候雖然給定4mA(或20mA)信號,閥門(mén)仍然有開(kāi)度。
4、氣動(dòng)閥門(mén)定位器和電-氣閥門(mén)均屬機械式閥門(mén)定位器,因此調校方法類(lèi)似,不再詳細介紹。
1、閥門(mén)定位器有輸入信號但是沒(méi)有輸出信號。
(1)電磁鐵組件發(fā)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(dòng)放大器擋板0點(diǎn)調節過(guò)高,擋板遠離噴嘴。
(4)氣路堵塞。
(5)氣路連接有誤(包括放大器)。
(6)電/氣定位器輸入信號線(xiàn)正負接反。
2、閥門(mén)定位器沒(méi)有輸入信號但是輸出信號一直xui大。
(1)氣動(dòng)放大器擋板0點(diǎn)調節過(guò)低,擋板過(guò)于壓緊噴嘴。
(2)噴嘴堵塞。
(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(dòng)作緩慢的故障,使調節閥達不到及時(shí)調節的效果,處理辦法檢查膜室,更換膜片。
3、定位器線(xiàn)性不好
(1)反饋凸輪或彈簧選擇不當或者方向不對。
(2)反饋連桿機構安裝不好或者在某些位置有卡住的現象。
(3)噴嘴或擋板有異物。
(4)背壓有輕微泄漏現象。