智能阀门定位器中压电阀工作原理
智能阀门定位器中压电
阀工作原理
Hessen was revised in January 2021
0引言
阀门定位器是气动调节阀的配套产品，长期以来国产的阀门定位器是使用模拟信号和力平衡原理方法实现的。近年来，由于电子技术的发展，国外多家公司推出了智能阀门定位器，因为其控制精度高、可靠性好、抗振性好、调试方便、流量特性可在线修改、可远程通讯等优越性能，深受用户的青睐。我公司经过多年攻关，研制出HVP型智能阀门定位器，该产品由CPU模板、阀门电流反馈模板、HART通讯模板、报警模板、显示模板、精密位置传感器和I／P
转换单元组成。
I／P转换单元是阀门定位器重要的关键部件之一，其可控性、抗振动性、耗电量、耗气量指标都将直接影响整机性能，设计出优良的I／P转换单元是实
现阀门定位器智能化的重要步骤之一。
1I／P转换单元的类型
I／P转换单元主要作用是把电信号变换成气动信号，通过放大喷嘴的背压和流量控制，使其具有足够的功率去操作气动调节阀。I／P转换单元的种类可按空气消耗量分为：耗气式和不耗气式两种结构。其中由于不耗气式I／P转换单元的耗气量小，气源压力易于稳定，压力放大倍数小，改善振荡现象，因此，不耗气式的I／P转换单元常常用于阀门定位器设计中。
I／P转换单元按结构形式可分为：线圈喷嘴挡板式、线圈滑阀式和压电阀式三种结构。由于线圈喷嘴挡板式I／P转换单元的结构简单、制造方便、成本低，因此，传统阀门定位器中的I／P转换单元绝大多数采用这种结构方式。线圈滑阀式主要在电磁阀中采用，压电阀式的I／P转换单元，最早出现是在二十世纪90年代西门子公司推出的SIPARTPS智能阀门定位器中，因其具有高抗振动性、高可靠性、低功耗、低耗气量和能够接受较高频率的控制信号等特点，非常适合智能阀门定位器对I／P转换单元的性能要求。
2压电阀工作原理和技术指标
（1）工作原理
压电阀实际是利用功能陶瓷片在电压作用下产生弯曲变形原理制成的一种两位式（或比例式）控制阀。控制压电阀动作只需提供足够的电压，电功耗几乎为零。其动作原理：压电阀的初始状态（不通电，如图1所示），功能陶瓷片作用在喷嘴口1上，这时，口2与喷嘴口3与先导腔连通，形成为一个整体。当压电阀接通电源时（如图2所示），功能陶瓷片变形向上翘，把喷嘴口
3压住，使得口2与喷嘴口1连通。
（2）技术指标
1）操作电压：24VDC
2）额定工作压力：120KPa
3）额定空气流量：1．5L／min 4）泄漏：0．10L／min
5）电容：＜100nF
6）能量消耗：0 W
7）工作温度：－30～＋80℃ 8）交换时间：＜2ms
9）介质：空气
10）重量：6g
3结构原理
压电阀在I／P转换单元中起先导阀的作用，每个I／P转换单元同时应用两个压电阀，压电阀Ⅰ控制I／P转换单元的输出（也称进气阀），压电阀Ⅱ控制I／P转换单元排气（也称排气阀），其工作原理如图3所示。
对于压电阀由于导压（即先导腔室中的气压力）太小，不具有产生气流的能力，所以必须增压。增压是在伺服部分完成，它的作用犹如气动继电器。伺服部分在先导腔室一侧有一个面积较大膜片，在输出及排气腔室一侧有一个面积较小的面。当导压达到120kPa时，施加在先导腔室一侧膜片上的力，大于作用在输出及排气腔室另一侧面上的力，这将迫使移动阀芯与排气阀芯移动，当两侧面的力达到平衡时，这样作用在输出及排气腔室一侧面上的气压将大于导
压，从而达到增压的目的。
当控制电路接通电源后，压电阀Ⅰ上无电压，压电阀Ⅱ加电压控制，气源P2进入压电阀Ⅱ的先导腔室中，形成120kPa左右的气压力，导压推动排气阀芯向下移动，把排气口关闭。这时如果控制电路发出输出气压力的脉冲，压电阀Ⅱ则保持上电状态，压电阀Ⅰ加控制电压，功能陶瓷片向上弯曲，陶瓷片堵
住压电阀喷嘴口3，气源P2通过喷嘴口1进入压电阀Ⅰ导压腔室，形成120kPa 左右的气压力，推动移动阀芯向下移动，气源P1通过进气口进入到气动调节阀的膜室中，驱动气动调节阀进行位置调节，当到达设定位置时，压电阀Ⅰ的电压变为零，其导压腔室气压变为0KPa，复位弹簧推动移动阀芯关闭输出口，气动调节阀膜室中的气压力就会保持在相对恒定压力下。当要减小气动调节阀膜室中的气压力时，压电阀Ⅰ控制电压为零，压电阀Ⅱ控制电压也为零，其导压腔室的气压也变为0kPa，排气阀芯在排气弹簧的作用下，打开排气口排气，达到膜室减压的目的。这样不断地对压电阀Ⅰ、Ⅱ的控制，I／P转换单元不断地输出气压力和排气，从而驱动气动调节阀对流过阀体的介质进行流量调节。
4电路控制原理
压电阀可采用on／off位式控制方法，控制电路较简单，采用电子开关就可实现。基本原理图见图4。控制开关K1、K2、K3采用单刀双投开关，K1控制进气阀，K2控制排气阀，K3与K1、K2配合可使压电阀两端产生反向电压，使压电阀非通电状态下关闭更可靠。控制状态有三种：a保持状态，此时可维持气动执行器的当前阀位；b进气状态，改变当前阀位；c排气状态，阀位复位。
5调压装置
由于标准电阀的额定压力为120kPa，而使阀门定位器正常工作的气源压力一般在140～500kPa之间，因此，进入压电阀的操作压力必须通过减压达到其额定压力，才能正常工作。目前，空气过滤减压器的减压结构体积大、重量也不轻，若把此结构用来调节压电阀的工作压力，势必使I／P转换单元体积和重量都增加，不利于实际应用。在压电阀式I／P转换单元中采用了如图5所示的调压结构，其主要特点：体积小（只有常规减压器的十分之一），调节范围广
（0～800kPa），输出稳定等。
压缩空气Ps经入口通过钢球与阀座盘之间的间隙流入膜片下方与给定弹簧片的力相平衡，使出口压力P保持在所需值而稳定不变。当顺时针方向旋转调
节螺钉，出口压力P增加，反之，出口压力P下降。在工作中输入压力Ps发生变化，出口压力P几乎不受影响，这是因为：当Ps增加，作用在膜片下方的压力增加，推动过渡盘向上移动，复位弹簧推动钢球向上移动，使其与阀座盘之间的间隙减小，输出口的压力P将保持不变。
根据减压阀理论，调压特性与膜片有效受压面积A1，和阀通口有效面积A2
有关：
P1：进口压力变化，△P2：出口压力变化
如果进口压力在140～800kPa之间变化，压力变化量：
△P1＝800－140＝660kPa，
若出口压力变化值为：
△P2＝5kPa
则根据上述公式可计算出A1和A2的比值：
如果膜片有效受压面积A1和阀通口有效面积A2比较值大于133，进口压力在140～800kPa之间变化时可使出口压力变化小于5kPa。
6 压电阀式I／P转换单元的优点
（1）大大提高了I／P转换单元的抗振动性
传统力平衡式阀门定位器在工作中，挡板与喷嘴间始终保持一段微小的距离，当阀门定位器安装在振动较大的环境，挡板位置就易左右摆动，导致阀门定位器输出不稳定。从图1、2中可看出，双陶瓷片在压电阀先导腔中，只有两个固定位置，一种是作用在口1表面上，另一种是作用在口3表面上，这就从
原理上消除了因外界振动而引起双陶瓷摆动；另外，也省掉了采用机械力平衡式时的许多零件，其可动零件数就大大减少，从而提高了I／P转换单元的抗振动性。
（2）低功耗、低耗气量，使定位器运行成本降低
智能定位器采用两线制工作方式，控制室送给阀门定位器的4～20mA阀位信号能量有限，它既要满足电路中各种元器件正常工作，又要能够驱动I／P转换单元，所以设计中各个部件电功耗都必须严格控制。压电阀是功能陶瓷片制成，供给一定的电压就能工作，几乎不消耗电流。选用压电阀作为I／P转换单元控制元件，降低了整机的功耗。
当调节阀处于相对稳定的调控位置时，进气阀的进气口是关闭的，排气阀的排气口也是关闭，使得气动调节阀膜室的气体容量在一段时间内是静态的，没有空气消耗。传统阀门定位器在气动调节阀达到某一稳定值时，进气口始终有空气供给，排气口始终有空气排出，只是供气量与排气量相等而已。通过分析，不难看出哪种阀门定位器的运行成本低。
（3）结构精巧
采用了压电控制技术的I／P转换单元，体积大大缩小，I／P转换外形尺寸只有30mm×45mm×
63mm大小。
（4）使整机可靠性更高
由于功能陶瓷片在使用中几乎不磨损，且动作寿命高达数十亿次，在产品使用中不会因为压电阀的损坏，导致产品出现故障。在使用了压电阀的智能阀门定位器中，最小节流孔径都在0．6mm以上，且压缩空气在通过节流孔之前，先经过微型过渡器过渡，从结构上就决定了整机产品不会堵塞（传统产品的气阻节流孔径只有0．3mm，该孔经常被杂质堵塞）。
总之，在智能阀门定位器中应用压电控制技术，克服了传统阀门定位器无法克服的问题，也使阀门定位器产品上了一个新台阶，为成套控制系统中的气动调节阀提供了一项新的控制选择。
智能阀门定位器中压电阀工作原理
智能阀门定位器中压电 阀工作原理 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
0引言 阀门定位器是气动调节阀的配套产品，长期以来国产的阀门定位器是使用模拟信号和力平衡原理方法实现的。近年来，由于电子技术的发展，国外多家公司推出了智能阀门定位器，因为其控制精度高、可靠性好、抗振性好、调试方便、流量特性可在线修改、可远程通讯等优越性能，深受用户的青睐。我公司经过多年攻关，研制出HVP型智能阀门定位器，该产品由CPU模板、阀门电流反馈模板、HART通讯模板、报警模板、显示模板、精密位置传感器和I／P 转换单元组成。 I／P转换单元是阀门定位器重要的关键部件之一，其可控性、抗振动性、耗电量、耗气量指标都将直接影响整机性能，设计出优良的I／P转换单元是实 现阀门定位器智能化的重要步骤之一。 1I／P转换单元的类型 I／P转换单元主要作用是把电信号变换成气动信号，通过放大喷嘴的背压和流量控制，使其具有足够的功率去操作气动调节阀。I／P转换单元的种类可按空气消耗量分为：耗气式和不耗气式两种结构。其中由于不耗气式I／P转换
单元的耗气量小，气源压力易于稳定，压力放大倍数小，改善振荡现象，因此，不耗气式的I／P转换单元常常用于阀门定位器设计中。 I／P转换单元按结构形式可分为：线圈喷嘴挡板式、线圈滑阀式和压电阀式三种结构。由于线圈喷嘴挡板式I／P转换单元的结构简单、制造方便、成本低，因此，传统阀门定位器中的I／P转换单元绝大多数采用这种结构方式。线圈滑阀式主要在电磁阀中采用，压电阀式的I／P转换单元，最早出现是在二十世纪90年代西门子公司推出的SIPARTPS智能阀门定位器中，因其具有高抗振动性、高可靠性、低功耗、低耗气量和能够接受较高频率的控制信号等特点，非常适合智能阀门定位器对I／P转换单元的性能要求。 2压电阀工作原理和技术指标 （1）工作原理 压电阀实际是利用功能陶瓷片在电压作用下产生弯曲变形原理制成的一种两位式（或比例式）控制阀。控制压电阀动作只需提供足够的电压，电功耗几乎为零。其动作原理：压电阀的初始状态（不通电，如图1所示），功能陶瓷片作用在喷嘴口1上，这时，口2与喷嘴口3与先导腔连通，形成为一个整体。当压电阀接通电源时（如图2所示），功能陶瓷片变形向上翘，把喷嘴口 3压住，使得口2与喷嘴口1连通。
ABB阀门定位器TZID中文手册
TZID-C 智能定位器 安装及操作说明书(修订版) ABB (中国)自动化有限公司仪器仪表总部 Tel: 010 8456 6688 F ax: 010 8456 7650
气路连接 ?使用与定位器气源端口处标识的标准接口连接气源 气源的要求：仪表气体（无油、无尘、无水，符合DIN / ISO8573-1污染及含油三 级标准，最大颗粒直径< 5um，且含量<5mg/m3，油滴<1mg/m3。露点温度低于工作 温度10k。 ?连接定位器的输出与气动执行器的气缸 电气连接 根据下列接线端子图以及设计要求进行相应的配线(一般只需+11，-12，+31，-32) 调试步骤 1.接通气源前，先将气源管放空一段时间以排除管路中可能存在的灰尘、杂质、水、油等。 建议放空时间30分钟，可以用手或者白纸、白布进行气源质量的检查。声明：如由于灰尘、杂质、水、油等造成定位器的损坏，ABB将不提供质保。检查减压阀后压力是否符合执行器的铭牌参数要求(定位器的最大供气压力为6 BAR，但实际供气压力必须参考执行器所容许的最大气源压力)。 2.接通4---20mA输入信号。(定位器的工作电源取自输入信号，由DCS二线制供电，不能将 DC24V直接加至定位器，否则有可能损坏定位器电路)。 3.检查位置返馈杆的安装角度（如定位器与执行器整体供货，则已经由执行器供货商安装调 试完毕，只需作检查确认，该步并非必须）： ?按住MODE键。 ?并同时点击?或?键，直到操作模式代码1.3显示出来。 ?松开 MODE键。 ?使用?或?键操作，使执行器分别运行到两个终端位置，记录两终端角度 ?两个角度应符合下列推荐角度范围（最小角位移20度，无需严格对称） 直行程应用范围在 -28o--- +28o之内。 角行程应用范围在 -57o--- +57o之内。 全行程角度应不小于25o 4.切换至参数配置菜单 ?同时按住?和?键 ?点击ENTER键 ?等待3秒钟，计数器从3计数到0 Page 2 of 10
浅谈阀门定位器的工作原理和使用
浅谈阀门定位器的工作原理和使用 气动薄膜调节阀 调节阀从它的名称则可知晓一些信息，关键词调节二字它的调节范围0～100%之间任意调节。 细心的朋友应该发现，每台调节阀的脑袋下面都挂着一个装置，熟悉的肯定知道，这就是调节阀的心脏，阀门定位器，通过这个装置可调节进入脑袋（气动薄膜）内气量，可以精准的控制阀门的位置。 阀门定位器有智能式定位器和机械式定位器，今天讨论的是后者机械式定位器，与图片所示的定位器一样的。 机械式气动阀门定位器的工作原理 阀门定位器结构示意图
图中基本将机械式气动阀门定位器的部件一一说清楚，接下来就是看它如何工作的？ 气源来自于空压站的压缩空气，在阀门定位器气源进口前段还有一个空气过滤减压阀，用于压缩空气的净化。从减压阀出口的气源从阀门定位器进入，至于多少气量进入阀门的膜头，根据控制器的输出信号决定。 控制器输出的电信号是4～20mA，气动信号是20Kpa~100Kpa，从电信号到气信号是通过电气转换器进行的。 当控制器输出的电信号转变为与之相对应的气信号时，然后将转换后的气信号作用在波纹管上。杠杆2则绕着支点运动，杠杆2下段向右运动靠近喷嘴。喷嘴的背压增加，经过气动放大器放大后（图中那个带小于符号的部件），将气源的一部分送入到气动薄膜的气室，阀杆带着阀芯向下自动逐渐将阀门开度变小。此时，与阀杆相连的反馈杆（图中摆杆）绕着支点向下移动，使轴的前端向下移动，与其连接的偏心凸轮做逆时针旋转，滚轮顺时针旋转向左移动，从而拉伸反馈弹簧。由于反馈弹簧拉伸杠杆2下段向左移动，此时就会与作用在波纹管上的信号压力达到力平衡，于是阀门就固定在某个位置不动作了。 通过上面的介绍，应该对机械式阀门定位器有一定的了解，有机会的时候再操作一边最好是能够动手拆卸一次，加深定位器每个零件的位置及每个零件的名。因此，机械式阀门的浅谈告一段落，接下来进行知识的扩展，让对调节阀有个更深层次的认知。
FESOO-PEV智能阀门定位器说明书
FESOO PEV型智能阀门定位器说明书 中文版 赵迪 北京岳能科技股份有限公司1 用户须知 1.1 安全指示 定位器先上电，后供气源； 产品使用过程中，不要随意的触摸； 产品必须正确安装、正确操作和正确维护。 1.2 开箱清单 PEV型智能阀门定位器； 安装配件； 用户手册； 另外订制附件，详见装箱清单。 1.3 重要信息提示 为了您能更好地应用这份说明，以及保障你在调试，运行和维修这台仪器时的安全，请注意下列符号的用途： 在安装和调试前请认真阅读此手册。 2 概述 PEV型智能阀门定位器是一种二线制现场仪表。本定位器作为气动阀门的配套控制部件，广泛运用于石油、化工、电力、冶金、轻工等领域的自动控制系统中。 PEV型智能阀门定位器接受来自控制系统的4~20mA 阀位设定信号，通过A/D 转换得到阀位设定值；同时通过位置传感器得到实际的阀位信号;两者经过控制软件的计算处理，从而控制气动执行机构的进气与排气，驱动阀位到达设定点（如图1 所示） PEV型智能阀门定位器是基于微处理器技术的高性能电/气阀门定位器，能很好地克服摩擦力和阀芯上的不平衡力，提高调节阀的响应速度，使其定位迅速准确。它不仅完全能替代传统的电/气阀门定位器，而且可直接接入HART 协议网络，实现与控制系统的信息交换。
2.1 功能介绍 自适应功能：自动寻找阀门零点和满度，优化阀门控制参数, 提高控制精度 组态功能：可设置阀门特性曲线、动作方式、死区、行程范围、关断值、事件输出 自诊断功能：能显示输入电流值、上/下行程时间、死区、预判值等 故障模式：故障时定位器可选择全开、全关、保持、手动等模式 通讯功能：HART 协议的通讯功能 电流反馈功能：输出4~20mADC 阀位反馈信号 2.2 特点 定位精度高，达0.5%F.S 操作无需开壳，高防护等级下实现真正的就地操作 具有本质安全型防爆，性能安全可靠 结构简单，体积小，可安装在小型执行机构上 自动整定，自动诊断，阀门特性曲线可组态设定 机械零件少，抗振性能好； 可就地或远程进行参数设置； 低功耗、低耗气量、低运行成本； 采用二线制4~20mA 标准信号； 3 技术参数 气指标气指标0.14～0.7 Mpa 阀泄漏量< 0.8L / H 稳态耗气量< 36L / H 输入输出适应执行机构单作用、双作用 行程范围直行程10～100mm；角行程30～150o 电流输入4～20mA DC，最小输入电流>3.6mA；可设定分程控制起 点和终点 反馈输出4～20mA DC 开关输入干节点，用于自保联锁功能 开关输出 2 路24V 2A 行程开关，2 路电子开关 压电阀开关动作次数平均无故障动作次数 > 20 亿次 输出特性修正线性、等百分比（1：25，1：33，1：50）、快开、用户 自定义20 段曲线
西门子阀门定位器操作技巧介绍材料
西门子阀门定位器操作手册 压电阀介绍： 1、引言 传统的气动阀中大量使用了电磁铁作为电－机械转换级，其把电控制信号转换为机械的位移，推动阀芯，实现气路的切换或气体压力、流量的比例控制。作为电－机械转换级的电磁铁有价格低廉，操作使用方便等优点；但其也有很多缺点：如功耗大、响应速度不够快、存在发热及有电磁干扰等。把压电材料的电－机械转换特性引入到气动阀中，作为气动阀的电－机械转换级，这是一项不同于传统气动阀的全新技术。采用了压电技术的气动阀在性能上有着传统气动阀无可比拟的优势。 2、压电效应简介 对于晶体构造中不存在对称中心的异极晶体，加在晶体上的张紧力、压应力或切应力，除了产生相应的变形外，还将在晶体中诱发出介电极化或电场。这一现象被称为正压电效应；反之，若在这种晶体上加上电场，从而使该晶体产生电极化，则晶体也将同时出现应变或应力，这就是逆压电效应。两者通称为压电效应。1880 年居里兄弟发现了电气石的压电效应，从此开始了压电学的历史。压电式气动换向阀即是利用压电逆效应而研制的。 3、压电技术在气动阀中的应用 1、微型直动式换向阀 利用压电材料在电场作用下的变形，来实现气动阀阀口的开启和关闭，这样就可以做成微型直动式换向阀。如下图所示的微型二位三通换向阀，1 口为进气口，2 口为输出气口，3、口为排气口，阀中间的弯曲部件为压电材料组成的压电片。当没有外加电场作用时，阀处于：图1 状态：进气口关闭，输出气口2 经排气口3 通大气。当在压电阀片上外加控制电场后，压电阀片产生变形上翘，上翘的压电阀片关闭了排气口3，同时进气口1 和输出气口2 连通。这样就完全实现了传统二位三通电磁换向阀的功能。 图1 图2 2、压电式电气比例调压阀 压电材料的变形量正比于施加在其上的电场强度，利用这一特点，可以开发出比例调压阀。如图3 所示，施加不同的控制电压到压电阀片上，压电阀片产生不同的弯曲变形量，这样就在进气口1 与输出气口2 之间及输出气口2 与排气口3 之间形成不同的气流阻力，从而在输出气口2 的得到不同的气体压力。由于压电阀片在变形过程中不受机械摩擦力，且压电阀片有响应快功耗低的特点，基于压电阀片的电气比例调压阀很多性能优于传统的比例调压阀。例如其没有死区，压力可以从零开始连续调节；其响应快，可满足高速系统的应用要求；其功耗低，对电源功率要求低。 图3
电气阀门定位器YT系列电气阀门定位器智能反馈模块详细调试说明
电气阀门定位器智能信号模块 使用调试方法 一、 模块简介 （电气）阀门定位器智能模块 是新一代电气阀门定位器信号处理模 块。与电气阀门定位器 配套使用，能够提高定位器的使用性能，并为远端 控制系统提供精确的阀门开度信号。 模块采用新一代全数字技术研制，并采用全 进口元件制作，具有精度高、抗干扰能力强、工作稳定等优点。内部设计有LED 工作状态指示，可以方便的识别模块的工作状态，并可以完全免工具进行精确 调整。 如图所示，EP 端为定位器指令输入端，用于输入4?20mA 的指令信号 PTM 端接直流24V 稳压电源，如串接电流表或电流传感器， 可观察到电流变化。 电气连接
PTM 端必须接直流稳压电源，严禁使用未经整流稳压的电源。 注意事项： 推荐使用直流24V 开关稳压电源。 、使模块正常工作 当电气连接完成后，模块默认进入正常工作状态。如由于运输等原因模块反馈信号偏差超出允许范围，可参照下面的“调试方法”进行调整。 三、调试方法1．电气连接 分别在EP端和PTM端连接好4?20mA输入信号和24V直流稳压电源，并串接好电流表（或万用表直流100mA 电流档）以便观察PTM 端反馈信号电流。 注意事项：尽量不要直接连接DCS 系统调试，除非能确保DCS 系统是绝对完好，以便尽快完成智能模块的调试。 观察电流表读数：此时电流表读数应为4mA 左右至20mA 左右之间任意一个数值。 2．使模块进入调试状态 按住如上图所示最右边一个按键不放，待模块上的指示灯亮起，然后放开该按键，指示灯闪烁即表示模块已进入调试状态。 观察电流表读数：此时电流表读数应为4mA，如有偏差，可按“ + ”或“－” 键调整电流，使电流值符合要求。 3.反馈信号4mA （0%）位置调整 调整EP 端输入信号大小，使阀门处于需要反馈4mA 信号（即0％）的位置。按“+”或“－”键调整电流，使电流值符合要求，然后按一下上图所示最右边的按键。 观察电流表读数：如电流表读数从4mA 跳至8mA 左右，即表示需要反馈4mA 信号（即0％）的位置已确认完毕。模块等待反馈8mA 信号（即25％）的位置的确认。
阀门定位器讲解
智能电气阀门定位器在实际中的应用 一、前言 电气阀门定位器是气动调节阀的关键附件之一，其作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号。它具有阀门定位功能，既克服阀杆摩擦力，又可以克服因介质压力变化而引起的不平衡力，从而能够使阀门快速的跟随，并对应于调节器输出的控制信号，实现调节阀快速定位，提升其调节品质。随着智能仪表技术的发展，微电子技术广泛应用在传统仪表中，大大提高了仪表的功能与性能。其在电气阀门定位器中的应用使智能定位器的性能和功能有了一个大的飞跃。 二、智能电气阀门定位器与传统定位器的对比 2.1 传统电气阀门定位器的工作原理 电气阀门定位器经过几十年的发展，各公司产品虽不尽相同，但基本原理大致相似，下面画简图进行说明。其基本结构见图1: 反馈杆反馈阀门的开度位置发生变化，当输入信号产生的电磁力矩与定位器的反馈系统产生的力矩相等，定位器力平衡系统处于平衡状态，定位器处于稳定状态，此时输入信号与阀位成对应比例关系。当输入信号变化或介质流体作用力等发生变化时，力平衡系统的平衡状态被打破，磁电组件的作用力与因阀杆位置变化引起的反馈回路产生的作用力就处于不平衡状态，由于喷嘴和挡板作用，使定位器气源输出压力发生变化，执行机构气室压力的变化推动执行机构运动，使阀杆定位到新位置，重新与输入信号相对应，达到新的平衡状态。在使用中改变定位器的反馈杆的结构(如凸轮曲线)，可以改变调节阀的正、反作用，流量特性等，实现对调节阀性能的提升。 2.2 智能电气阀门定位器工作原理 虽然智能电气阀门定位器与传统定位器从控制规律上基本相同，都是将输入信号与位置反馈进行比较后对输出压力信号进行调节。但在执行元件上智能定位器和传统定位器完全不同，也就是工作方式上二者完全不同。智能定位器以微处理器为核心，利用了新型的压电阀代替传统定位器中的喷嘴、挡板调压系统来实现对输出压力的调节。目前有很多厂家生产智能型电气阀门定位器，西门子公司的SIPATT PS2系列智能电气阀门定位器比较典型，具有一定代表性，下面以就以SIPART PS2系列定位器为例，对智能定位器的工作原理进行说明，其基本结构如图2所示: 其具体工作原理如下: 由阀杆位置传感器拾取阀门的实际开度信号，通过A/D转换变为数字编码信号，与定位器的输入(设定)信号的数字编码在CPU 中进行对比，计算二者偏差值。如偏差值超出定位精度，则CPU输出指令使相应的开/关压电阀动作，即:当设定信号大于阀位反馈时，升压压电阀V一l打开，
阀门定位器的工作原理与结构(很详细的介绍)
阀门定位器的工作原理与结构 阀门定位器是气动调节阀的关键附件之一，其作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号。它具有阀门定位功能，既克服阀杆摩擦力，又可以克服因介质压力变化而引起的不平衡力，从而能够使阀门快速的跟随，并对应于调节器输出的控制信号，实现调节阀快速定位，提升其调节品质。随着智能仪表技术的发展，微电子技术广泛应用在传统仪表中，大大提高了仪表的功能与性能。 阀门定位器(图1) 阀门定位器的原理：反馈杆反馈阀门的开度位置发生变化，当输入信号产生的电磁力矩与定位器的反馈系统产生的力矩相等，定位器力平衡系统处于平衡状态，定位器处于稳定状态，此时输入信号与阀位成对应比例关系。当输入信号变化或介质流体作用力等发生变化时，力平衡系统的平衡状态被打破，磁电组件的作用力与因阀杆位置变化引起的反馈回路产生的作用力就处于不平衡状态，由于喷嘴和挡板作用，使定位器气源输出压力发生变化，执行机构气室压力的变化推动执行机构运动，使阀杆定位到新位置，重新与输入信号相对应，达到新的平衡状态。在使用中改变定位器的反馈杆的结构(如凸轮曲线)，可以改变调节阀的正、反作用，流量特性等，实现对调节阀性能的提升。 智能阀门定位器结构如下图所示，其中虚线内为定位器部分，右侧为气动执行机构。控制和驱动电路，以及位置反馈传感器的数据采集电路，均位于定位器内的电路板中。控制
电路主要完成控制信号和位置反馈信号的数据采集与处理工作，同时形成稳定输出电压。驱动电路用于PWM电流滤波后的功率放大。喷嘴挡板、喷嘴以及相应组件构成了I/P转换器，实现电气转换。调节喷嘴挡板和喷嘴的间距，通过气体放大器，完成对输出气体的调节。反馈杆和位置反馈传感器，完成气动执行机构位移的检测，并组成完整的闭环控制系统。 智能阀门定位器结构图(图2)
阀门定位器的工作原理与结构(很详细的介绍)
阀门定位器的工作原理与结构(很详细的介绍) -标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
阀门定位器的工作原理与结构 阀门定位器是气动调节阀的关键附件之一，其作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号。它具有阀门定位功能，既克服阀杆摩擦力，又可以克服因介质压力变化而引起的不平衡力，从而能够使阀门快速的跟随，并对应于调节器输出的控制信号，实现调节阀快速定位，提升其调节品质。随着智能仪表技术的发展，微电子技术广泛应用在传统仪表中，大大提高了仪表的功能与性能。 阀门定位器(图1) 阀门定位器的原理：反馈杆反馈阀门的开度位置发生变化，当输入信号产生的电磁力矩与定位器的反馈系统产生的力矩相等，定位器力平衡系统处于平衡状态，定位器处于稳定状态，此时输入信号与阀位成对应比例关系。当输入信号变化或介质流体作用力等发生变化时，力平衡系统的平衡状态被打破，磁电组件的作用力与因阀杆位置变化引起的反馈回路产生的作用力就处于不平衡状态，由于喷嘴和挡板作用，使定位器气源输出压力发生变化，执行机构气室压力的变化推动执行机构运动，使阀杆定位到新位置，重新与输入信号相对应，达到新的平衡状态。在使用中改变定位器的反馈杆的结构(如凸轮曲线)，可以改变调节阀的正、反作用，流量特性等，实现对调节阀性能的提升。 智能阀门定位器结构如下图所示，其中虚线内为定位器部分，右侧为气动执行机构。控制和驱动电路，以及位置反馈传感器的数据采集电路，均位于定位器内的电路板中。控
制电路主要完成控制信号和位置反馈信号的数据采集与处理工作，同时形成稳定输出电压。驱动电路用于PWM电流滤波后的功率放大。喷嘴挡板、喷嘴以及相应组件构成了I/P 转换器，实现电气转换。调节喷嘴挡板和喷嘴的间距，通过气体放大器，完成对输出气体的调节。反馈杆和位置反馈传感器，完成气动执行机构位移的检测，并组成完整的闭环控制系统。 智能阀门定位器结构图(图2)
定位器原理
一、前言 电气阀门定位器是气动调节阀的关键附件之一，其作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号。它具有阀门定位功能，既克服阀杆摩擦力，又可以克服因介质压力变化而引起的不平衡力，从而能够使阀门快速的跟随，并对应于调节器输出的控制信号，实现调节阀快速定位，提升其调节品质。随着智能仪表技术的发展，微电子技术广泛应用在传统仪表中，大大提高了仪表的功能与性能。其在电气阀门定位器中的应用使智能定位器的性能和功能有了一个大的飞跃。 二、智能电气阀门定位器与传统定位器的对比 2.1 传统电气阀门定位器的工作原理 电气阀门定位器经过几十年的发展，各公司产品虽不尽相同，但基本原理大致相似，下面画简图进行说明。其基本结构见图1: 反馈杆反馈阀门的开度位置发生变化，当输入信号产生的电磁力矩与定位器的反馈系统产生的力矩相等，定位器力平衡系统处于平衡状态，定位器处于稳定状态，此时输入信号与阀位成对应比例关系。当输入信号变化或介质流体作用力等发生变化时，力平衡系统的平衡状态被打破，磁电组件的作用力与因阀杆位置变化引起的反馈回路产生的作用力就处于不平衡状态，由于喷嘴和挡板作用，使定位器气源输出压力发生变化，执行机构气室压力的变化推动执行机构运动，使阀杆定位到新位置，重新与输入信号相对应，达到新的平衡状态。 在使用中改变定位器的反馈杆的结构(如凸轮曲线)，可以改变调节阀的正、反作用，流量特性等，实现对调节阀性能的提升。 2.2 智能电气阀门定位器工作原理 虽然智能电气阀门定位器与传统定位器从控制规律上基本相同，都是将输入信号与位置反馈进行比较后对输出压力信号进行调节。但在执行元件上智能定位器和传统定位器完全不同，也就是工作方式上二者完全不同。智能定位器以微处理器为核心，利用了新型的压电阀代替传统定位器中的喷嘴、挡板调压系统来实现对输出压力的调节。 目前有很多厂家生产智能型电气阀门定位器，西门子公司的SIPA TT PS2系列智能电气阀门定位器比较典型，具有一定代表性，下面以就以SIPART PS2系列定位器为例，对智能定位器的工作原理进行说明，其基本结构如图2所示:
智能阀门定位器调试方法
数字式阀门控制器校准规程 1.目的：用于数字式阀门控制器检测/校准 2.范围：FieldVueDVC5000系列 3.技术参数和性能指标 3.1独立线性度：±0.5% 20mA DC 3.2模拟输入信号：4 ~ 3.3最小控制电流： 4.0mA 3.4最大电压：30V DC 3.5仪表电源：12~30V DC 4.校验基本条件 4.1环境温度：-40~80℃ 4.2输出压力：0.4~6.2bar 4.3气源压力：6.9 bar 5.校验所需设备： 6.工作原理： 当输入信号增大，去I/P转换器的驱动信号增大。使得I/P转换器的线圈和衔铁之间的磁吸引力增加，于是档板使喷嘴节流，即增大了喷嘴压力。喷嘴压力送去气动中继器子模块的输入模片。当喷嘴压力增大时，气动中继器的模片组件移动，使得阀芯去打开供气口和关闭排气口，以增加送去执行机构的输出压力，增大的输出压力使得执行机构阀杆向下移动。阀行程传感器通过反馈连杆感受阀杆的位置变化，阀行程传感器与印刷电路板组件子模块电信号相连。阀杆继续向下移动直至达到正确的阀杆位置。 4-20mA
7.调校DVC5000型：使用HART手操器连接到数字式阀门控制器时，回路必须串联大于 250Ω的电阻器。 7.1仪表模式：为了设置和校准仪表Instrument Mode (仪表模式)必须设成Out Of Service (不参与服务)，并按ENTER(F4)。 7.2初始位置： 7.2.1根据制定的执行机构类型和尺寸自动选择适当的组态参数。从Online(在线菜单) →Main menu（主菜单）→Initial Set-up（初始化设置）→Auto Setup（自动设置）→Setup Wizard（设置诀窍）,Out Of Service,如果本仪表之执行机构的制造厂名没未列入，则选Other（其它）→Enter. 7.2.1.1 执行机构类型：Single Acting(单作用)或Double Acting（双作用）→Enter. 7.2.1.2 Rotary(旋转)或Sliding Stem（滑杆）→Enter. 7.2.1.3 无气源时Close(阀关) Open（阀开）. 7.2.1.4 7.2.1.5 Counter Clock Wise(逆时针)或Clock Wise（(顺时针)。 7.2.1.6输入仪表气源压力。 7.2.1.7 整定参数值（灵敏度）。 7.2.1.8 确定工厂缺省数据是否用于初始位置。选择Yes，DVC5000系列工厂缺省值设定。 选择No，各设置参数保留它们原先的值。设置诀窍Setup Wizard 完成后，按OK回到自动 设置（Auto Setup）菜单。 7.3 自动校准行程： 7.3.1 Auto Calib Travel（自动校准行程）自动标定仪表行程。标定程序利用阀门与执行 机构的停止点作为0%与100%标定点。如果在完成自动设置和自动标定后，阀看起来有点不 稳或不灵敏，可以通过Auto Setup菜单选择Sta-bilize/Optimize来改善运行状况。详见 稳定/优化（Stabilize /Optimize）。 8.调校DVC6000型：使用HART手操器连接到数字式阀门控制器时，回路必须串联大于 250Ω的电阻器。 8.1仪表模式：为了设置和校准仪表Instrument Mode (仪表模式)必须设成Out Of Service (不参与服务)，并按ENTER(F4)。 8.2自动设置： 8.2.1根据制定的执行机构类型和尺寸自动选择适当的组态参数。从Online (在线菜单) Setup&Diag（设置与诊断）Setup （基本设置）Auto Setup（自动设置）Setup Wizard（设置诀窍）。 8.2.1.1 压力单位。 8.2.1.2 Actuator Setup(执行机构设置)如果本仪表之执行机构的制造厂名没未列入，则选Other（其它）。同7.2.1.2相同。 7.2.1.3 Relay Adjust。
气动阀门定位器工作原理..
气动阀门定位器工作原理
气动阀门定位器是按力平衡原理设计工作的，其工作原理方框见上图所示，它是按力平衡原理设计和工作的。 如图上图所示当通入波纹管的信号压力增加时，使杠杆2绕支点转动，档板靠近喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀杆向下移动，并带动反馈杆（摆杆）绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮（偏心凸轮）也跟着作逆时针方向转动，通过滚轮使杠杆1绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸、弹簧对杠杆2的拉力与信号压力作用在波纹管上的力达到力矩平衡时仪表达到平衡状态。此时，一定的信号压力就与一定的阀门位置相对应。 以上作用方式为正作用，若要改变作用方式，只要将凸轮翻转，A向变成B向等，即可。 所谓正作用定位器，就是信号压力增加，输出压力亦增加；所谓反作用定位器，就是信号压力增加，输出压力则减少。 一台正作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现反作用执行机构的动作；相反，一台反作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现正作用执行机构的动作。 ZPD-2000系列电气阀门定位器 ZPD-2000系列电气阀门定位器是根据国际先进的同类型产品，集多年成功的专业制造经验和先进的应用技术，经过消化吸收和针对（老产品）ZPD-2000 型系列电气阀门定位器加以综合改进的产品，并积极贯彻ISO9001质量保证体系，具有一定的先进性，符合国际标准要求的一种新型定位器。 一、产品的功能用途和适应范围： 1、产品的功能用途： ZPD-2000系列电气阀门定位器是各种气动执行器的主要配套仪表。它与气动调节阀配套使用，构成闭环控制回路。用以提高调节阀的控制精度。克服填料函与阀杆的磨擦力，克服介质压差对调节阀阀芯不平衡力。提高阀门动作速度，可实现分程控制
智能型电气阀门定位器
智能型电气阀门定位器 通过与常规定位器的比较 ,介绍了SIPART PS智能定位器的原理、性能、特点及其应用。 关键词：原理功能调校 l引言 随着计算机技术迅速发展，国外推出带微处理器的智能仪表，使差压变送器、压力变送器等现场变送器发生了极大变化。智能化仪表使用方便，精度高且可靠性高，现也有了智能化执行器。由于执行器发生故障时．对生产过程影响非常大，而且冗余化也很困难。因此，国外公司如德国西门子公司开发了智能化电气阀门定位器，这样为执行器的智能化打下了基础。德国西门子公司生产的智能化电气阀门定位器在控制精度、耐环境性、投运、维护及操作费用等方面都优于常规定位器，采用该产品可优化资源利用，减少能耗，节约资金。 下面以德国西门子公司SIPART PS产品为例，介绍智能化阀门定位器。 2常规定位器的问题 常规定位器是采用机械式力平衡原理，即喷咀一档板技术，如图1所示。该产品已使用多年，但存在以下几个问题。 a. 因采用机械力平衡式原理工作，可动件较多，容易受温度波动的影响。 b．耐环境性差。采用机械力平衡原理的定位器易受外界振动影响，外界振动传到力平衡机构，有时会使定位器难以工作。
c．装好的调节阀由于尺寸、衬垫摩擦等是多变的，若将各种调节阀也做相应改变，达到最佳控制状态，难以实现。 d．喷咀本身是一个潜在故障源，易被灰尘或污物颗粒堵住，使定位器不能正常工作。 e．能耗大。常规定位器由喷咀连续供给压缩空气，在执行器处于稳定状态也要供给压缩空气，工厂使用执行器较多，能耗较大。 f．常规定位器手动调整时不用专用设备(如减压阀)，不中断控制回路是不可能的。 g．常规定位器零点和行程的调整分别用手动调整，须反复调整，很费时间。3智能定位器操作原理 德国西门子公司SIPART、PS新型智能定位器由微控制器( cPU )、A／D、D ／A转换器、电磁阀和压电控制阀即双气动系统等部分组成。 智能电气阀门定位器的操作原理完全不同于过去的喷咀档板式定位器，给定值和．实际值的比较纯是电动信号，不再是力的平衡。用微控制器的控制程序取代了易于受振动等干扰的力平衡方式，可以消除力转换过程及机械传动所产生的问题。智能定位器如图2所示。 智能定位器和执行器组成一个反馈回路，阀位参数 Y为被控参数X，X和给定值W比较，则有一个系统编差，它使五接点开关确定动作方向，使调节阀动作士△Y。在系统高偏差区域(高速区)保持开关接通，行程移动。在系统中偏差区域( 短步区 )用最小长度脉冲地调节行程的移动，这些位置脉冲使执行器的气室有不同的压力，从而调节执行器行程。在系统低偏差区域没有位置脉冲输出(自适应死区)。
阀门定位器.模块使用说明书
阀门定位器.模块使用说明书
ZXQ 系列电动阀门智能定位器/阀门操作器 （电子式伺服控制器） 使用说明书 DOC NO ：201109 ZXQ20 ZXQ20 ZXQ20 ZXQ20
目录 1
一、概述 (2) 二、主要技术指标 (2) 三、定位器面板 (3) 四、接线方式 (5) 五、设定操作方法 (6) 六、错误代码列表 (9) 附录：其它标定操作（出厂后如需此项操作，请在厂家指导下使用） (9) 如顾客所购买的是本公司Z型（机电一体）执行器，内部定位器无需对执行器转角标定，接线无误即可正常使用。 系列电动阀门智能定位器是以工业单片机为核心的智能信号采集控制系统，体积小巧，可选择安装在电动执行器的接线盒内或以DIN导轨方式固定在外，能直接接收工业仪表或计算机等输出的4~20mA DC信号(其它输入信号类型可在出厂前定制)，与电位器反馈的电动执行器配套对各种阀门或装置进行精确定位操作，能对电动执行器的转角（或位移）进行自由标定，同时输出4~20mA DC的执行器转角位置（或位移）反馈转换信号，可精确设定执行器转角位置的下限限位值和上限限位值，定位器采用3个按键操作，9个LED灯可直接显示定位器模态，4位数码LED通过 2
按键切换显示阀位实际开度值、阀位设定开度值、定位器壳内温度，操作方便。 通过U4参数可调) ●可接电动执行器反馈信号：电位器500Ω～10KΩ ●可接收外部控制信号（DC）：4~20mA （1~5V、0~10V、开关量等出厂前定制）●输入阻抗：250Ω； ●通过修改U1参数可设定：①DRTA/正动作，RVSA/逆动作模态②输入信号中断时“中断”模态—OPEN(开)、STOP(停)、SHUT(闭) ●可选：可控硅输出（AC，1000V，25A）●输出执行器位置信号：低漂移输出4~20mADC对应执行器全闭至全开，信号完全与输入隔离（光电隔离），输出负载≤500Ω ●环境温度：0~80℃，相对湿度：≤90%RH ●有超温保护功能: 定位器壳内温度≥70℃时，定位器停止对执行器的开闭控制 ●外形尺寸： ZXQ2003→77mm(底面长)× 76mm(底面宽)×51mm(高/厚); ZXQ2004→74 mm(底面长)×57mm(底面宽)×45mm(高/厚) ZXQ2004B→119mm(底面长)× 76mm(底面宽)×26mm(高/厚) ZXQ2004C→62mm(底面长)×48mm(底面宽)× 26mm(高/厚) ●可通过按键自由标定输入信号所对应执行器的动作区间（一般标定为电动执行器全闭、全开位置） ●可设定最大阀位限制值与最小阀位限制值 ●密码锁，防止误操作 ●防执行器频繁启动功能●带故障报警代码指示功能（E-0X） 3
几种阀门定位器工作原理的介绍
几种阀门定位器工作原理介绍： 气动阀门定位器（一） 气动阀门定位器是按力平衡原理设计工作的，其工作原理方框见上图所示，它是按力平衡原理设计和工作的。如图所示当通入波纹管的信号压力增加时，使杠杆2绕支点转动，档板靠近喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀杆向下移动，并带动反馈杆(摆杆)绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮(偏心凸轮)也跟着作逆时针方向转动，通过滚轮使杠杆1绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸、弹簧对杠杆2的拉力与信号压力作用在波纹管上的力达到力矩平衡时仪表达到平衡状态。此时，一定的信号压力就与
一定的阀门位置相对应。以上作用方式为正作用，若要改变作用方式，只要将凸轮翻转，A向变成B向等，即可。所谓正作用定位器，就是信号压力增加，输出压力亦增加;所谓反作用定位器，就是信号压力增加，输出压力则减少。一台正作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现反作用执行机构的动作;相反，一台反作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现正作用执行机构的动作。 气动阀门定位器（二） 气动阀门定位器是一种将电气信号转换成压力信号的转换装置，以压缩空气或氮气为工作气源来控制工业炉调节阀的开度大小。普遍用于工业炉温度自动控制系统中对气动阀门执行机构的连续控制。 气动阀门定位器是按力平衡原理工作的，实现由输入的4～20mA电流信号控制气动阀门由0～100％的开启度。其工作原理如下图。
当需要增加阀门开启度，计算机控制系统的输出电流信号就会上升，力矩马达①产生电磁场，挡板②受电磁场力远离喷嘴③。喷嘴③和挡板②间距变大，排出放大器④内部的线轴⑤上方气压。受其影响线轴⑤向右边移动，推动挡住底座⑦的阀芯⑨，气压通过底座⑦输入到执行机构⑩。随着执行机构气室⑩内部压力增加，执行机构推杆⑥下降，通过反馈杆⑩把执行机构推杆@的位移变化传达到滑板⑩。这个位移变化又传达到量程④反馈杆，拉动量程弹簧16。当量程弹簧16和力矩马达①的力保持平衡时，挡板②回到原位，减小与喷嘴③间距。随着通过喷嘴③排出空气量的减小，线轴⑤上方气压增加。线轴⑤回到原位，阀芯⑧重新堵住底座⑦，停止气压输入到执行机构⑩。当执行机构⑩的运动停止时，定位器保持稳定状态。 电气阀门定位器工作原理 1.杠杆 2.活塞膜片 3.反馈弹簧 4.杠杆 5.凸轮 6.反馈轴 7.联结 8.传动轴 9.执行机构 10.先导阀滑阀芯 11.先导阀体 12.零点和范围联动机构 13.内部反馈弹簧 14.转换块
阀门定位器原理与调节
阀门定位器原理与调节第一章气动阀门定位器 气动阀门定位器的原理图如下：（气关阀正作用） 气动阀门定位器实物图如下：
气动阀门定位器是按力平衡原理设计工作的，其工作原理方框见上图所示，它是按力平衡原理设计和工作的。 如图上图所示当通入波纹管的信号压力增加时，使杠杆2绕支点转动，档板靠近喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀杆向下移动，并带动反馈杆（摆杆）绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮（偏心凸轮）也跟着作逆时针方向转动，通过滚轮使杠杆1绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸、弹簧对杠杆2的拉力与信号压力作用在波纹管上的力达到力矩平衡时仪表达到平衡状态。此时，一定的信号压力就与一定的阀门位置相对应。 以上作用方式为正作用，若要改变作用方式，只要将凸轮翻转，A向变成B向等，即可。 所谓正作用定位器，就是信号压力增加，输出压力亦增加；所谓反作用定位器，就是信号压力增加，输出压力则减少。要改变正反作用，Fisher的阀只需要把里面的调节盘拨到另一侧即可。 一台正作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现反作用执行机构的动作；相反，一台反作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现正作用执行机构的动作。 至于气开阀，由于是在膜盒下面通气，需要将如图中的凸轮反转。
第二章电气阀门定位器 由于现在DCS在现场使用越来越多，很多控制器都是使用了中控系统的控制器，所以中控到现场的都是4-20mA的电信号，到现场又需要阀动作的比较快。 虽然阀门定位器由最初的气/气阀门定位器、电/气阀门定位器发展到现在的数字阀门定位 器、区域总线阀门定位器，但它们的基本原理和主要功能都没有大的改变。 定位器中基本自控元件介绍--电/气转换器原理 随着仪表技术的发展，气动仪表领域已逐步被电动仪表和计算机控制所占领，现在只有在一些特 殊的场合还在使用气动仪表，作为仪表中的阀门附件“定位器”也由原来的气动阀门（P/P）定
智能电气阀门定位器工作原理
2.2电-气阀门定位器的作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号，而且具有阀门定位功能，即克服阀杆摩控力，抵消被调价质压力变化而引起的不平衡力，从而使阀门开度对应于调节装置输出的控制信号，实现正确定位。由于本定位器具有防爆结构，故能使用于爆炸危险场所。 智能电气阀门定位器工作原理 虽然智能电气阀门定位器与传统定位器从控制规律上基本相同，都是将输入信号与位置反馈进行比较后对输出压力信号进行调节。但在执行元件上智能定位器和传统定位器完全不同，也就是工作方式上二者完全不同。智能定位器以微处理器为核心，利用了新型的压电阀代替传统定位器中的喷嘴、挡板调压系统来实现对输出压力的调节。目前有很多厂家生产智能型电气阀门定位器，西门子公司的SIPATT PS2系列智能电气阀门定位器比较典型，具有一定代表性，下面以就以SIPART PS2系列定位器为例，对智能定位器的工作原理进行说明，其基本结构如图2所示: 其具体工作原理如下: 由阀杆位置传感器拾取阀门的实际开度信号，通过A/D转换变为数字编码信号，与定位器的输入(设定)信号的数字编码在CPU中进行对比，计算二者偏差值。如偏差值超出定位精度，则CPU输出指令使相应的开/关压电阀动作，即:当设定信号大于阀位反馈时，升压压电阀V一l打开，输出气源压力P1增大，执行机构气室压力增加是阀门开度增加，减小二者偏差;如设定信号小于阀位反馈则排气压电阀V-2打开，通过消音器排气减小输出气源压力P1，执行机构气室压力减小是阀门开度减小，二者偏差减小。正是通过CPU 控制压电阀来调节输出气源压力的大小使输入信号与阀位达到新的平衡。
2.3 智能电气阀门定位器对输出气源压力调节的新颖之处 1) 输出压力调节采用PID脉宽调制(PWM)技术，迅速准确。由于CPU对压电阀的控制采用一个五步开关程序来控制，可以精确、快速地控制输出气源压力增减。其控制算法一般采用数字PID调节方式，CPU根据输入信号与阀位产生偏差的大小和方向进行PID计算，输出一个PWM脉宽调制脉冲信号来控制压电阀开、闭动作。由于脉冲的宽度对应于定位器输出气源压力的增量，从而可以迅速、准确的改变气源压力输出P1。当偏差较大时，定位器输出一个连续信号，快速连续、大幅度的改变P1的大小，当偏差较小时，定位器输出一个较小脉宽的脉冲信号，断续、小幅改变P1的大小，当偏差很小(进入死区)时，则无脉冲输出，阀位稳定工作。 2) 新型压电阀器件的采用，保证了控制的高精度。压电阀的主导元件是一个压电柔韧开关阀，也称作硅微控制阀，由于其质量小，开关惯性非常小，可以执行很高的开关频率，因而作为一个高频率的脉冲阀，对输出气路压力P1进行控制，驱动执行机构，可以达到很高的阀门定位精度。 3) 阀位反馈元件定位精度高，寿命长。阀位反馈元件是一个结构简单、高精度、高可靠性的导电塑料电位器，将执行机构的直线或转角位移转换为电阻信号，因而可以精确的检测阀位并且可以方便的对阀门进行零位，满度及阀门流量特性曲线的定位。 2.4 智能定位器的特点由于新型控制元件如导电塑料和压电阀的使用，可以使阀门定位达到很高精度，由于微处理的使用，可以使定位器的调校以及适用范围有大的改善。主要特点是: 1) 安装简易;可以进行自动调校。组态简便、灵活，可以非常方便的设定阀门正反作用，流量特性，行程限定或分程操作等功能。 2) 定位器的耗气量极小。传统定位器的喷嘴、挡板系统是连续耗气型元件。由于智能定位器采用脉冲压电阀替代了传统定位器的喷嘴、挡板系统,而且五步脉冲压电阀控制方式可实现阀门的快速、精确定位。智能定位器只有在减小输出压力时，才向外排气，因此在大部分时间内处于非耗气状态，其总耗气量为 20L/h，相对于传统定位器来说可以忽略不计。 3) 具有智能通讯和现场显示功能，便于维修人员对定位器工作情况进行检查维修。 4) 定位器与阀门可以采用分离式安装方式。因为智能定位器的位置反馈元件是电位器，即阀位信息是用电信号传递的，并且可以在CPU中对阀门的特征进行现场整定。因此采用行程位置检测装置外置的方法，将阀位反馈组件与定位器本身分离安装。将行程位置检测装置在执行机构上，定位器安装在离执行器一定距离的地方，如图3所示:
智能阀门定位器及其工作原理
智能阀门定位器及其工作原理 中国泵业网一：智能阀门定位器及其工作原理 （一）阀门定位器的定义和特点 阀门定位器是一种用于调节阀上的主要附件。通常来说又称为气动阀门定位器。一般来说必需与气动调节阀配套使用，才能正常运作。它的工作原理是接受调节器所输出的信号，然后利用这一信号去控制气动调节阀。当调节阀根据信号的指示做出一定的动作后，调节阀上的阀杆位置有一定的位移，这一位移的动作也会通过机器的机械装置反馈到阀门的定位器，这时阀门的状况通过这一个回合的电信号传给上位系统。阀杆位置移动的信号传输至它，然后经由它的反馈，它将这种信号作为反馈信号。控制器同样会输出一种信号，这种是一种输出信号。这两种信号作为比较。假如这两种信号泛起了某种偏差，使其足以改变机械操纵的执步履作，输出了执步履作的输出信号，会建立一种阀杆位置移动与控制器输出信号之间的对应关系。这时，阀门定位器能够组成一组以阀杆位置移动为丈量信号，以控制输出为设定信号的反馈控制系统。一般来说，阀门的定位器结构按照其结构形式和工作原理可以分气动阀门定位器、电气阀门定位器和智能式阀门定位器。阀门定位器的作用是增大调节阀的输出功率，对于调节信号快速传递很反映。对于阀杆来说，可以增加阀杆的移动速度，阀杆移动是所产生的摩擦力带来的平衡性题目有很大改善。阀门的线性度可以通过定位器装置的反应有很大的进步。对于阀门的准确定位和机器的
有效运行有巨大作用。 （二）智能阀门定位器的定义和工作原理 智能阀门调节定位器是一种不需要人工矫正和调整的，可以自动检测所带的调节阀零点、满度、摩擦系数、自动设置控制参数的阀门定位器。它的工作原理又和传统的阀门定位器工作原理有所区别。一般来说，后者接受的是来至控制系统的4～20mA模拟信号，然后通过驱动力，使电念头产生一定的电磁力，这种电磁力会作用于主杠杆。阀门器上阀位的变化一般来说主要经由反馈杆、凸轮、副杠杆和反馈弹簧传递到要做出反应的主杠杆上。主杠杆上的平衡直接影响挡板喷嘴机构，这一机构受它的影响，经由气动放大器来控制气动执行机构的进气与排气这逐一进一出的气体反应。然后才终极达到已经设定的参数，及设定点。简朴的来说，后者的主要工作原理主要是利用物理上的力平衡理论，来达到对于阀门的操控。 对前者，即智能阀门调节定位器来说。它的工作原理显然与科学技术的发展和市场需求相关。它的工作原理主要是通过电子化、数字化的信号控制。这也是人工智能做显著用于产业出产的特点。它接受的是来自于控制系统的4～20mA阀位设定信号，然后通过软件装置和计算机系统进行高精确度的A/D采样转换，得到一个设定值的变量数字元素。阀门位置的变化在经由了阀门位置所设置的反馈机构的阀门位置的电信号后，也需要经由A/D采样转换，计算出设定值的变量数字元素和阀门位置移动所产生的变量数值。这两个数值经由微处理器的处理，最后汇集成一个关于阀门位置变动的信号。通过电子