电气阀门定位器

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电气阀门定位器

电气阀门定位器工作原理：它主要与执行机构配套使用，输入4——20mA DC信号转换输出空气压力，控制执行机构动作，同时，执行机构的行程给定位器一个反馈行程，从而使执行机构的行程能够按控制信号电流的大小进行定位。它可以配单作型和双作用型执行机构

定位器的规格型号
规格

耐压防爆型
型号            

室外防水型
本质安全型

单作用
双作用

直行程执行机构
 角行程

定位器的安装
1.根据工况，确定定位器凸轮面，当输入信号增加，反馈杆朝压力表方向摆动的切合，凸轮用A面，反之用B面
2.将定位器固定在执行机构托架上，并将定位器反馈杆与执行机构反馈销连接
3.将信号及仪表空气输入阀门开度调到50％，定位器反馈杆与定位器面垂直后，紧固定位螺钉，若是单作用定位器，可用手自动切换将阀门开度调到50％开度，再紧固定位器螺钉
4.定位器固定好后，需调整定位器与执行机构配套时的全行程和零点，调整时，先给50％开度，用调零旋钮将输出调整到50％开度，然后将输入信号分别调到0％到100％，用调行程旋钮调到对应行程，由0％，25％，50％，75％，100％，5个点循回调整，调整完后将行程紧固螺钉拧紧
OC机仪控联锁
A、OC允许启动条件
PI803>0.2
TIAS803A>5°OC状态
FIAS801A>60
V802回流阀
V803防空阀20s
V801进气阀V803电磁阀得电
V802电磁阀得电
V801进气阀电磁阀得电
说明：OC允许启动同时，放空阀V803和回流阀V802电磁阀得电，若OC启动后延时20s进气阀V801电磁阀得电
1.运行中若OC机油温小于5°，电加热器自动加热，大于10℃时自动停电加热器，油压PI803<0.2Mpa时备用泵自动启，备用泵启动后延时，主油泵停
2.油泵启动后，油电加热器才可启动
B、OC联锁条件
1.定子温度>80℃
2.冷却水流量<50m3/h
3.排气压力>2.3Mpa
4.油温>60℃
5.油压<0.15Mpa
6.OC机启动40秒，吸气压力PS811<5kpa
上述条件满足任何一条，OC都会联锁停车

空压机启动条件及联锁
1.空压机启动条件
①工艺允许启动条件：油压>0.23Mpa
油温>30℃
进口导叶开度≈5°
冷却水压力>0.3Mpa
放空阀全开
②电气允许启动条件：励磁开关打至工作位置
水阻液位正常
封星形点开关合到位
主断路器开关打至远方
工艺允许条件满足
工艺允许启动条件满足后，电气才允许启动
2.引起空压机联锁停车条件：励磁失步或失电
油压<0.12Mpa
空压机电机定子温度>75℃；
空压机电机轴承及空压机各                      
级轴承轴温>75℃
空压机轴振>60μm
NC仪控
220V
pas1606FAS1601KA1SA1FS1601
KA2KA4PS1606
KA1KA3
KA5
KA2KA4
油压>0.18Mpa         

允许指示
水>30t/h仪控联锁
NC运行闭合
NC允许启动
说明：NC油压>0.18Mpa，水流量>30t/h，允许启动空压机，若水流量<15t/h,油压<0.12Mpa，联锁停NC机，若SA转换开关打至联锁解除后，油压、水流量不再联锁，回流阀不全开

气动功率放大器
1.气动功率放大器主要由气阻和气容组成
气阻：节流元件两端压差为⊿p，流过节流元件的气体流量为Q，气阻R＝⊿p/Q
气阻：①从结构上分：恒气阻（恒节流孔）
变气阻（针阀）
②从工作特性分：线形气阻
                     非线形气阻
气容：气路中能储存或放出气体的容室。气室的气容量C为升高或降低单位压力所需增加或放出的气体体积容量
2.气动功率放大器的好坏判断
用手按住挡板并盖住喷嘴，这时输出应迅速达到100kpa以上，再使挡板远离喷嘴，这时输出能迅速降到0附近时，说明功率放大器是好的。

金属浮子流量计
金属管浮子流量计的工作原理：力平衡原理：F＝pgh
浮子流量计的安装要求：
1.使用前，先取掉流量计进出口端用于防尘的胶纸，并取掉固定浮子用的胶圈，确定浮子能自由运动
2.流量计必须垂直安装，被测介质必须自下而上
3.流量计调节阀必须安装在流量计下游侧
4.流量计前5倍公称通径直管段，出口要有250mm
5.流量计前装过滤器，过滤介质中的杂质、铁屑等

空压机水阻工作特性
6000空分空压机高压热变电阻是由具有定温度特性的三相平衡电阻组成，当该电阻通入电流时，电阻体温度逐步升高而电阻阻值逐渐降低，从而实现电机端电压逐步升高，起动转矩逐步增大，满足电机平稳启动且降低启动电流的目的
6000空分空压机水阻型号：HTP3-4500
特点：恒电流，软启动，启动电流为电机额定电流的2.0——3.5倍
温度计：pt100铂电阻（用于信号远传）
压力式温度计（用于现场指示）
双金属温度计（用于现场）
压力式温度计：利用感温物质的压力随温度变化特性工作，感温物质充在温包内，然后通过毛细管和弹簧管压力计相连
温包中气体：氮气与温度成线形关系
           水银、二甲苯、甲醇
双金属温度计：由两层不同膨胀系数的金属牢固结合在一起组合而成，一种膨胀系数大，一种膨胀系数小，当温度升高时，由于膨胀系数不同，主动层形变大，被动层形变小，因而向上弯曲
仪表显示或测量误差的确定
精度＝[（测量值－真实值）/量值]*=引用误差
相对误差＝（测量值－真实值）/仪表示值
精度：即准确度等级，一般用表示，仪表zui大误差1.5％
执行机构的调试步骤
1.调节系统在手动状态时，执行机构的动作方向和位置与手操信号相对应
2.调节系统在自动状态时，执行机构动作方向和位置应与调节起输出信号相对应
3.用手操器给信号检查执行机构的动作，应平稳、灵活、无卡涩、无跳动
4.执行机构的开度，应与调节机构开度和阀位表指示相对应
5.若有行程开关，行程开关的固定位置应与执行机构的位置相一致
屏蔽电缆、屏蔽导线、屏蔽补偿导线的规定
1.总屏蔽层及对设屏蔽层均应接地
2.全线路的屏蔽层应有可靠的电气连续性，同一信号回路或同一线路的屏蔽层只允许有一个接地点
3.屏蔽层接地的位置应符合设计规定，宜在表盘侧，但信号源接地时，屏蔽层的接地点应靠近信号源的接地点。
气动功率放大器
1.气动功率放大器主要由气阻和气容组成
气阻：节流元件两端压差为⊿p，流过节流元件的气体流量为Q，气阻R＝⊿p/Q
气阻：①从结构上分：恒气阻（恒节流孔）
变气阻（针阀）
②从工作特性分：线形气阻
                      非线形气阻
气容：气路中能储存或放出气体的容室。气室的气容量C为升高或降低单位压力所需增加或放出的气体体积容量
2.气动功率放大器的好坏判断
用手按住挡板并盖住喷嘴，这时输出应迅速达到100kpa以上，再使挡板远离喷嘴，这时输出能迅速降到0附近时，说明功率放大器是好的。
金属浮子流量计
金属管浮子流量计的工作原理：力平衡原理：F＝pgh
浮子流量计的安装要求：
1.使用前，先取掉流量计进出口端用于防尘的胶纸，并取掉固定浮子用的胶圈，确定浮子能自由运动
2.流量计必须垂直安装，被测介质必须自下而上
3.流量计调节阀必须安装在流量计下游侧
4.流量计前5倍公称通径直管段，出口要有250mm
5.流量计前装过滤器，过滤介质中的杂质、铁屑等
空压机水阻工作特性
6000空分空压机高压热变电阻是由具有定温度特性的三相平衡电阻组成，当该电阻通入电流时，电阻体温度逐步升高而电阻阻值逐渐降低，从而实现电机端电压逐步升高，起动转矩逐步增大，满足电机平稳启动且降低启动电流的目的
6000空分空压机水阻型号：HTP3-4500
特点：恒电流，软启动，启动电流为电机额定电流的2.0——3.5倍
八、温度计：pt100铂电阻（用于信号远传）
压力式温度计（用于现场指示）
双金属温度计（用于现场）
压力式温度计：利用感温物质的压力随温度变化特性工作，感温物质充在温包内，然后通过毛细管和弹簧管压力计相连
温包中气体：氮气与温度成线形关系
          水银、二甲苯、甲醇
双金属温度计：由两层不同膨胀系数的金属牢固结合在一起组合而成，一种膨胀系数大，一种膨胀系数小，当温度升高时，由于膨胀系数不同，主动层形变大，被动层形变小，因而向上弯曲
仪表显示或测量误差的确定
精度＝[（测量值－真实值）/量值]*=引用误差
相对误差＝（测量值－真实值）/仪表示值
精度：即准确度等级，一般用表示，仪表zui大误差1.5％
执行机构的调试步骤
1.调节系统在手动状态时，执行机构的动作方向和位置与手操信号相对应
2.调节系统在自动状态时，执行机构动作方向和位置应与调节起输出信号相对应
3.用手操器给信号检查执行机构的动作，应平稳、灵活、无卡涩、无跳动
4.执行机构的开度，应与调节机构开度和阀位表指示相对应
5.若有行程开关，行程开关的固定位置应与执行机构的位置相一致
屏蔽电缆、屏蔽导线、屏蔽补偿导线的规定
1.总屏蔽层及对设屏蔽层均应接地
2.全线路的屏蔽层应有可靠的电气连续性，同一信号回路或同一线路的屏蔽层只允许有一个接地点
3.屏蔽层接地的位置应符合设计规定，宜在表盘侧，但信号源接地时，屏蔽层的接地点应靠近信号源的接地点。

电气阀门定位器及调节阀

一、电气阀门定位器

阀门定位器伴随着控制阀的应用已有几十年的历史了，由于阀门定位器的出现，使控制阀的控制精度、抗干扰能力、响应时间、流量特性等得到了大大地改善，现在几乎所有的控制阀都使用了阀门定位器，它已经成为控制阀不可缺少的搭档，在自控元件中起着越来越重要的角色。电气阀门定位器是按力平衡原理设计工作的，其工作原理是在气动阀门定位器的基础上开发而成的电流信号控制阀门定位器。

当从电动调节器来的电流信号，输入到力矩马达组件的线圈时，在力矩马达的气隙中产生一个磁场，它与磁铁产生的磁场共同作用，使衔铁产生一个向左的力，主杠杆（衔铁）绕支点⒂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，并带动反馈杆绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮作逆时针主向转动，通过滚轮使付杠杆绕支点转动，并将反馈弹簧⑾拉伸、弹簧对主杠杆的拉力与力矩马达作用在主杠杆上的力矩相等时，械杆系统达到平衡状态。此时，一定的信号电流就与一定的阀门位置相对应。弹簧是作调整零位用的。

 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，就是信号电流增加，输出压力亦增加；所谓反作用定位器，就是信号电流增加，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。

 本文主要介绍SAMSON 阀门定位器的工作原理和功能，通过列举模拟和数字阀门定位器，使大家能够比较地掌握阀门定位器，其目的为了我们更好地理解和应用阀门定位器。

虽然阀门定位器由初的气/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。 

SAMSON的阀门定位器也跟随着控制技术的发展，经历了由气动、电动、数字、发展到现在的区域总线阀门定位器。在同类产品中，SAMSON 的阀门定位器以它的结构紧凑、耗气量低、工作可靠、定位器中可选附加功能多等得到了大家广泛的好评。

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）定位器逐步由电/气（E/P）阀门定位器所代替。

那么在电/气阀门定位器中输入的电信号是如何转换成气信号的呢？我们以SAMSON 6111 型电/气转换器为例介绍一下它的工作原理： 

气动功率放大器（8）在设计时；选用合适的弹簧力（8.2），使当输入信号为0 mA 时保持输出PA 在100mbar ，样输出的压力通过恒节流孔（8.4）使喷嘴（7）内有一定的背压。 

当输入的信号增加时；通电的线圈（2）切割磁铁（3）的磁力线，产生向上的力→挡板（6）靠近喷嘴（7）使背压（PK）增加→膜片（8.3）↓→打开阀芯（8.5）→输出PA↑。

当输入信号减少时；挡板（6）离开喷嘴（7）→背压（PK）减少→输出压力（PA）作用下膜片（8.3）↑→阀芯（8.5）关死→输出压力通过阀芯（8.5）释放。

当PA 同PK 平衡时输出压力保持不变；这时电信号在线圈（2）中产生的力也同背压（PK）取得平衡。这样输入的电信号就转换成气信号了。

定位器的组成

HART 定位器 

HART定位器同模拟定位器的主要区别是：

a）定位器在接收4~20mA 模拟信号的同时，还可接收到在4~20mA 模拟信号上叠加的一个带有HART 传输协议的交流信号。

b）模拟的4~20mA 信号用于控制阀位，定位器可以用模拟信号发生器进行阀位调校。

c）HART 信号主要用于定位器的设定和组态以及阀门的故障诊断（取决于定位器功能）。

4）.PROFIBUS 和Fieldbus 定位器

主要特点是：

a）信号的传输是通过PROFIBUS 或Fieldbus 协议的区域总线进行的。

b）定位器不能直接接受4~20mA 的模拟信号。

c）定位器中含有符合相关协议的输入，输出及PID 控制模块。

d）检查和调校定位器；必须用能与定位器进行通讯和含有应用软件的设备进行。

4．定位器的基本功能 

比例动作和定位作用

比例动作：根据输入的信号，使阀门的阀位与输入信号相对应。定位作用：当输入信号固定时，阀位不受工艺条件的变化而变化。

功率放大

针对气动输入信号而言，定位器可将输入的气信号；通过定位器中的气动功率放大器进行放大，使微小的信号就可以控制阀门动作。

提高阀门的控制精度 

由于定位器是根据输入信号与阀门位置的偏差对输出信号进行调整的，一旦输入信号与阀门位置有偏差，定位器将自动调整输出信号以改变阀位，直到阀位与输入信号相对应为止，这样大大提高了阀门的控制精度。 

克服摩擦力

由于定位器本身的定位闭环控制，当摩擦力变化时（指阀杆的填料、执行器的密封等部分的摩擦力）；定位器可以根据由摩擦力造成的位置偏差，自动增加或减少输出到执行器的压力，以克服摩擦力对阀门开度造成的影响。

改变作用方式 

通过定位器我们可以改变阀门的作用方式。 

改变阀门特性曲线 

阀门的流量特性，除了在阀门制造时通过改变阀芯/座的形状来实现外；我们还可以在定位器中，通过改变反馈量（模拟定位器）和设定参数（数字定位器）来改变阀门的流量特性。SAMSON 定位器中只有数字定位器（3730-2/3，3780，3785，3787）和在角行程应用时的3767模拟定位器；可以通过定位器改变阀门的流量特性。

用定位器改变阀门流量特性的实质是：通过改变定位器输入信号和阀位的关系来改变阀门的开度，实现不同的阀门流量特性。

当利用阀芯形状改变调节阀的流量特性时，无论线性和等百分比特性的阀门，它们的开度（行程指示牌）同输入的信号是相对应的。（但实际阀门内部的开度是不同的）而通过定位器实现等百分比特性的阀门开度；相对线性特性而言，其输入信号同阀位的关系有明显的不同，而且它们关系与阀门的结构和类型以及阀门固有的流量特性有关。如果阀门的固有流量特性是线性特性，我们就可以利用定位器很方便地改变它们的特性，反之我们要慎重行事。 

信号转换/分程控制 

我们可以通过定位器实现电/气转换，也可以利用定位器来实现阀门的分程控制。

阀门故障诊断（数字定位器） 

在数字定位器中，我们可以利用定位器实现对阀门的故障进行诊断。 

整合其它功能（回讯开关，电磁阀，位置变送器等） 
利用定位器我们可以将：回讯开关，电磁阀，位置变送器等整合在一起，这样可使阀门的附件之间的连接更加紧凑和可靠，同时也可提高定位器的性能价格比