1.智能閥門定位器的工作原理
整個(gè)控制回路由兩線、4~20mA信號(hào)控制。HART模件送出和接收疊加在4~20mA信號(hào)上的數(shù)字信息,實(shí)現(xiàn)與微處理器的雙向數(shù)字通信。模擬量的4~20mA信號(hào)傳給微處理器,與閥位傳感器的反饋進(jìn)行比較,微處理器根據(jù)偏差的大小和方向進(jìn)行控制計(jì)算(一級(jí)控制),向壓電閥發(fā)出電控指令使其進(jìn)行開、閉動(dòng)作。壓電閥依據(jù)控制指令脈沖的寬度對(duì)應(yīng)于氣動(dòng)放大器輸出壓力的增量,同時(shí)氣動(dòng)放大器的輸出又被反饋給內(nèi)控制回路,再次與微處理器的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行比較運(yùn)算(二級(jí)控制),通過(guò)兩級(jí)控制輸出信號(hào)到執(zhí)行機(jī)構(gòu),執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)空氣壓力的變化控制著閥門行程。當(dāng)控制偏差很大時(shí),壓電閥發(fā)出寬幅脈沖信號(hào),使定位器輸出一個(gè)連續(xù)信號(hào),大幅度的改變至執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)壓力驅(qū)動(dòng)閥門快速動(dòng)作;隨著閥門接近要求的位置,命令要求的位置與測(cè)得位置的差值變小,壓電閥輸出一個(gè)較小脈寬的脈沖信號(hào),斷續(xù)、小幅度的改變至執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)壓力,使執(zhí)行機(jī)構(gòu)接近新命令位置的動(dòng)作平緩。當(dāng)閥門到達(dá)要求的位置(進(jìn)入死區(qū))時(shí),壓電閥無(wú)脈沖輸出,定位器輸出保持為零,使閥門穩(wěn)定在某一位置不動(dòng)。
2.智能定位器的調(diào)校
通過(guò)就地用戶界面設(shè)置開關(guān),可完成定位器的增益、正反作用、定位器特性以及是否允許自動(dòng)調(diào)校等基本設(shè)置;在不增加工具的條件下,能夠進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)校準(zhǔn)定位器;并且可以通過(guò)就地用戶界面手動(dòng)控制按鈕,實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制調(diào)節(jié)閥。
3.智能閥門定位器的其他特點(diǎn)
1)通過(guò)多種組合指示操作狀態(tài)或警告工況,具有診斷、監(jiān)測(cè)功能;
2) 耗氣量非常小,在0.6 MPa穩(wěn)定狀態(tài)下,僅為0.12NM3/h,不足常規(guī)定位器的8 %;對(duì)氣源壓力的變化不敏感;
3) 采用同一型號(hào)既可用于直行程又可用于角行程;通過(guò)選配雙作用模件,可以實(shí)現(xiàn)控制雙作用活塞缸執(zhí)行器;
4) 使用HART通訊協(xié)議,與定位器進(jìn)行雙向通信;
4.在實(shí)際使用中應(yīng)該注意的問(wèn)題
5.1 對(duì)調(diào)節(jié)信號(hào)的帶負(fù)載能力有較高的要求
在實(shí)際使用過(guò)程中,智能定位器的輸入阻抗較高,當(dāng)輸入信號(hào)為20mA時(shí),供電電壓的zui小要求值為12VDC、帶負(fù)荷能力不小于600Ω,否則定位器不能正常工作;zui小輸入電流不小于3.6mA時(shí),才能確保其性能。
5.2 應(yīng)合理設(shè)置定位器的動(dòng)作死區(qū)
定位器死區(qū)設(shè)置越小,定位精度越高,這就給人們?cè)斐梢粋€(gè)誤區(qū),以為死區(qū)越小越好,但這樣會(huì)使壓電閥及反饋桿等運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作越頻繁,有時(shí)會(huì)引起閥門振蕩,影響定位器和閥門的使用壽命,故定位器的死區(qū)設(shè)置不易過(guò)?。欢ㄎ黄髟O(shè)置更改后,必須重新調(diào)校后才能生效;
5.3 定位器的安裝
定位器的安裝有一個(gè)重要原則就是,定位器、閥桿、反饋桿三部分要構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋。
安裝時(shí)可以這樣檢驗(yàn):定位器安裝后,閥桿和反饋桿不連接,用手轉(zhuǎn)動(dòng)反饋桿,若閥桿動(dòng)作方向與反饋桿動(dòng)作方向相反,則說(shuō)明已構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋;此時(shí)要將調(diào)節(jié)閥閥位置于50%,并使反饋桿處于水平位置,然后將反饋桿和閥桿固定,這樣可以保證定位器工作在線性段。定位器安裝不平正,也會(huì)增加其線性偏差。
5.4 定位器流量特性的選擇
調(diào)節(jié)閥的流量特性是由閥芯的加工特性所決定的,如果工藝要求與其相符,則定位器的輸出特性應(yīng)選擇線性輸出;在實(shí)際使用中,若閥芯特性與工藝要求不符,則可以通過(guò)定位器輸出特性的設(shè)置來(lái)改變閥門的整體流量特性,如可以將閥芯為線性特性的調(diào)節(jié)閥通過(guò)把定位器輸出特性設(shè)置為等百分比特性,即可將具有線性閥芯的閥門變?yōu)榈劝俜直攘髁刻匦缘拈y門來(lái)使用。
5.5 定位器的維修
定位器不同的功能模塊損壞,造成定位器無(wú)法使用時(shí),如果整體更換,費(fèi)用高昂;這時(shí)可以利用*的模塊對(duì)定位器進(jìn)行重新組裝,但組裝后要根據(jù)不同的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行重新設(shè)置,由于使用定位器的調(diào)節(jié)閥(行程等)變了,利用自動(dòng)調(diào)校可能達(dá)不到使用要求,這時(shí)可以先手動(dòng)調(diào)校確定其行程,然后再用自動(dòng)調(diào)校校準(zhǔn)。這樣可以使調(diào)節(jié)閥定位精準(zhǔn)、具有合適的響應(yīng)速度,從而滿足過(guò)程控制的要求。