智能电气阀定位器的应用

在石化生产自动控制系统中，调节阀的选择对控制精度至关重要，其使用影响产品质量，与设备安全有关。阀门定位器作为调节阀的主要附件，可以提高阀门的特性，提高控制的精度和速度，是提高调节阀控制性能的重要前提。目前，西门子公司、ABB、FISHER公司开发的智能电气阀定位器具有自动化高、安装简单、免日常维护等优点，应用越来越广泛。

2 智能定位器性能优越

传统常规定位器采用机械力平衡原理，即喷嘴挡板机构，存在以下问题：

(1)可移动部件多，易受外部振动影响。

(2)耐环境性差，易受温度波动影响。

(3)由于尺寸衬垫摩擦的影响，不易实现最佳控制。

(4)喷嘴容易被灰尘和污垢颗粒堵塞，导致定位器无法工作。

(5)必须提供能耗大的连续气源。

(6)操作中不能手动调整，手动调整费时。

智能定位器可以在这些方面提高其性能，具有环境适应性高、控制精度高、运行维护量小、运行成本低等优点，在实际应用中也发挥着重要作用。

3 智能定位器的操作原理及功能

3.11

智能定位器通常是微处理器（μCPU）、转换器、电磁阀、压电控制阀和双气动系统。其操作原理不同于原喷嘴挡板结构定位器。其给定值和设定值的比较是通过电信号进行比较，而不是通过力或扭矩平衡来实现的。用微处理器程序代替原来易受干扰的力平衡可以消除理转换和机械传动造成的问题。

其操作原理如下：调节器的行程或角度通过刚性的非振荡连杆转换为电信号。大多数通过电位器，西门子公司使用的不是传统的电位器，而是一带球轴承和非常耐用的电阻片。给定的电信号也输入到微处理器中，微处理器比较两个信号，产生偏差。偏差发生后，微处理器发出控制指令，通过五个通道插件传输到压电阀，控制压电阀的输出压力，即控制执行机构气室的压力，从而控制调节阀的动作。当偏差较大时，输出连续指令；偏差小时，无控制指令输出；当偏差适中时，输出连续脉冲指令。

3.2 智能定位器的主要功能：

(1)简化行程和压力换向的调整。

(2)实现分程调解。

(3)可调节响应速度，防止长管压力波动。

(4)流量特性可选择。

(5)规定调节阀的上下行程。

(6)实现报警功能。

(7)根据诊断和监测功能。

（8）实现在线修改参数。

(9)功耗仅为常规定位器的0.2%。

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4 调试智能定位器

由于智能定位器具有微处理器，可以存储相当多的内部参数和处理相当多的操作步骤，其调试与传统的定位器调试方法完全不同。西门子智能定位器SIPARTPS例如，主要有三个步骤：

4.安装1 智能定位器

与常规定位器相比，智能定位器还有专用的安装板和行程销，也需要安装紧固，反馈杆在开度一半时保持水平。

此外，在西门子智能定位器背面，还有上下公差带的区域标志。上公差带必须确保阀门开度为4.0%~下公差带必须保证阀门开度为54%~97%。否则，自检就不会成功。

4.2 智能定位器自检调试

(1)智能定位器接入电路后，定位器的液晶显示屏显示Pⅹⅹ.ⅹ，其中P表示手动调试(定位器在此步骤完成前不能投入运行)，ⅹⅹ.ⅹ表示当前显示阀位。

(2)按下功能键，进入内部参数状态，LCD上交替闪显示YFct”和“nLin按下功能键，显示屏交替显示init”和“no显示no按钮固定字母。

(3)按下功能键或让执行机构动作，使阀门处于非全开、全关位置。否则会影响以后的自检和调整过程。

（4）按键>5s，待出现“Strt，run1字母松开后。若出现或出现，则向左或向右调整连接器；或调整定位器的安装高度，使显示。

(5)然后按钮，让定位器继续运行。定位器依次运行run1，run2，run3，run4，run5步后，显示屏将显示oCAY字母，表明

位器自检功能结束。

其中，run1决定动作方向。此时，定位器输出气源压力降至零，定位器自动检查执行机构的动作方向；

run2.检查执行机构的行程，调整零点和行程。在此步骤中，定位器输出的气源压力从最小到最大，并反复检查阀门的行程范围

显示的阀位是否符合规定。如果符合上下公差带的要求，此步可以向下运行，否则无法自检。定位器的安装高度或连接器必须重新调整，然后重新运行run1；

run确定并显示阀位的变化。步骤显示的dⅹⅹ.ⅹ和Uⅹⅹ.ⅹ分别表示阀位上下调整量；

run4.确定阀位的最佳响应精度。在此步骤中，定位器的输出气源压力逐渐增加，直到阀位发生变化，然后逐渐减少，使阀位移动，调试完成；

run5是指定位器的瞬时特性的最佳优化。在此步骤中，定位器输出气源压力首先增加阀门动作，然后减少阀门反向动作，从而调整定位器的瞬时响应特性。

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4.调整3 定位器技术参数

(1)定位器自检功能调整后，显示屏交替显示init，Ocay字母，按键，交替显示YFcT，nLin”字母。

(2)根据调节阀的实际流量特性，通过修改参数进行选择。

(3)按钮进入下一个参数SCUr根据实际情况设置。

(4)以此类推，定位器内部技术参数按顺序逐一设置。

(5)显示屏交替显示PrST，no在字母中，如果设置了技术参数，则必须选择no字母，否则将回到出厂预置状态。见表1定位器内部技术参数：

表1 定位器的内部技术参数

5 小结

在石化行业，为了严格保证工艺生产过程，提高产品质量，或提高控制系统，提高控制精度，或由于工艺管道振动，使用传统定位器难以控制，使用智能定位器，智能定位器的应用将越来越广泛。由于智能定位器的特殊内部结构，目前国内只有少数厂家的智能定位器投放市场，其特点与国外智能定位器基本相同，填补了国内智能定位器的空白。我相信在不久的将来，随着自动化程度的不断提高，智能定位器将越来越广泛地应用于工业控制中。