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
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。
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
PS2阀门定位器简明操作指南 准备: 1.按照操作说明书将PS2与阀门连接. 2.检查并确认电路和气路的连接. 3.通电(4—20mA电流供电). 4.禁止电压供电. 初始化 没有经过初始化的定位器，接入电流信号后，LCD屏幕右下方出现闪烁细体“NOINI”字母.此时按上升键或下降键可以使执行机构动作，LCD屏幕能显示粗黑字体Pxx.x。在没有做初始化前,首先要做到按上升键使阀杆上升到最高，LCD屏幕显示的数值大约在P85～95% 之间，按下降键；使阀杆下降到最低，LCD屏幕显示的数值大约在P5～10%之间，在中间的过程中不能出现P---.--情况，否则需要做一系列的调整。 以直行程调节阀为例: 调节阀杠杆行程＜20 mm (阀门开度), 气开阀. 叙说如下； 选择反馈角度33°、量程＜=20 mm 和90°、量程＞=20 mm，分别利用调节轮和反馈杆长度调整PS2的零点和量程。PS2定位器与阀体固定前,先将反馈杠杆支点调整并固定在反馈杆上刻有33°、15 、20 一侧的20位置左右,U形定位槽与反馈支点配合使用,并与阀体固定. ⑴确定定位器内的33°/90°切换开关置于33°位置，互锁齿轮置于33°（黄颜色）（可参阅与定位器一起提供的资料）。 参见图1. ⑵通电、通气后, 按手键（组态键）>5秒，则会出现1. YFCT 上方黑体显示WAY、再按一下出现2.YAGL，上方黑体显示 33°，每按一下出现下一个新的参数值。 需要给定位器内的程序赋值；参数1设置在WAY, 参数2 设置在33°, 参数3设置在20 mm。 ａ. 将一字螺丝刀（4mm宽）插入黄颜色轮夹紧轮齿轮状部件内部，向右拨动，松开夹紧装置，向左或者向右转动耦合调节轮，阀杆位移指针指向阀位刻度0%左右时, (与下降键配合使用),使量程下限(液晶显示)在5%～10%左右，并记录其数值为P1。 ｂ. 按上升键,使阀杆指针指向阀位刻度100%左右, 使量程上限（液晶显示）数值连续上升不出现------ 的越限符号。量程范围在90%～98%左右，并记录其数值为P2。 ｃ. 如果显示＞100 则重新调整反馈杠杆支点离转轴远一点. ｄ. 如果显示＜100 则重新调整反馈杠杆支点离转轴近一点. ⑶位置开关、轮状夹紧装置（黄颜色），都锁紧。（一字螺丝刀向左拨动，则锁紧夹紧装置）如不再需要其它相关参数，可 直接进入A.步骤。 ⑷如需要更多的参数设置，可进入参数设置程序，并确认相关参数(参数1、参数2、-- -- -- -- -- 参数55.) 几个重要参数：(举例.实际操作按照说明书或工艺过程要求设置). 参数1. YFCT （执行机构的类型）WAY （直行程）. 参数2. YAGL （反馈角）33° 参数3. YWAL （行程范围）由调节阀行程决定. 参数4. INITA （自动初始化） 参数5. INITM （手动初始化） 参数41. YCUP （紧密关闭值）99％（仅上升）. 参数55. PRST （工厂设置）Strt A. 将记录的数值P1或P2进行简单的运算；即：P1+（P2﹣P1）÷2。若；P1量程下限(液晶显示)在4.8%，P2量程上限 （液晶显示）在95%，则：4.8+（95﹣4.8）÷2 = 49.9 。用手健操作，确认阀门开度位置在刻度值50%左右,（液晶显示）开度在50% ±5%左右。 B.在运行模式下，按手键>5秒，进入参数4，则PS2进入自动初始化，在按上升键>5秒，液晶显示‘strt.’之后，随即右下 方逐步出现（Run1、2、3、4、5）之后，右下方显示字体‘FINSH’表示初始化已完成。此时按手键＞5秒，退出组态模式，进入运行模式，液晶右下方显示为；Man 字样，表示进入了手动运行模式，再按一下手键，液晶右下方显示为； Aut 字样，表示进入了自动运行模式。此时，输入电流信号,执行机构的行程与将与4 ～20mA相一致。定位器可以正常运行了。
西门子定位器调整步骤 一、调试前准备工作 1接汽源，再接电源，将电流给到4mA以上 2如定位器没有调试过，这时显示屏中应出现P进入组态，先按“+”再同时按“—”，反之相同，看阀门的最大点或最小点。 3看最小点应在5-9之间，不对调定位器的黑色齿轮。看最大点应不超过95，调最小点尽量接近5. 4用“+”、“—”键将阀门行程调到50%，调试前准备工作完成。 注意：如果定位器调试过必须清零，清零步骤为：按手键进入(新出的为50，最初的为55)，再按“+”5秒出现OCAY，再按手键5秒，出现C4抬手出现P，进入组态后调试步骤同以上2、3、4相同。 二、初始化的调校步骤 Ⅰ、执行机构的自动初始化 注：自动初始化前一定要正确设定阀门的开关方向！否则初始化无法进行！ 1.正确移动执行机构，离开中心位置，开始初始化。 直行程选择：；角行程选择：，用“+”，“—”键切换； 2.短按功能键，切换到第二参数： 显示：或，用“+”，“—”键切换； 注：这一参数必需与杠杆比率开关的设定值相匹配。 3．用功能键切换到参数三，显示如下： 显示： 如果你希望在初始化阶段完成后，计算的整个冲程量用mm 表示，这一步必须设置。为此，你需要在显示屏上选择与刻度杆上驱动钉设定值相同的值。 4．用功能键切换参数四，显示如下： 显示： 5．下按“+”键超过 5 秒，初始化开始 显示： 初始化进行时，“RUN1”至“RUN5”一个接一个出现于显示屏下行。 注：初始化过程依据执行机构，可持续 15 分钟。 有下列显示时，初始化完成。
在你短促下压功能键后，出现显示： 通过下按功能键超过 5 秒，退出组态方式。约5 秒后，软键显示将出现。松开功能键后，装置将在Manual 方式，按功能键将方式切换为AUTO，此时可以远控操作。 Ⅱ、执行器手动初始化 利用这一功能，不需硬性驱动执行机构到终点位置即可进行初始化。杆的开始和终止位置可手工设定。初始化剩下的步骤（控制参数最佳化）如同自动初始化一样自动进行。 直行程执行机构手动初始化的顺序步骤。 1．对直行程执行机构实行初始化。通过手工驱动保证覆盖全部冲程，即显示电 位计设定处于P5.0 和P95.0 的允许范围中间 2．下按功能键 5 秒以上，你将进入组态方式。 直行程选择：；角行程选择：，用“+”，“—”键切换； 3．短按功能键，切换到第二参数： 显示：或，用“+”，“—”键切换； 注：这一值必需与传送速率选择器的设定相对应。（33°或90°） 4．用功能键切换到参数三，显示如下： 显示： 如果你希望初始化过程结束时，测定的全冲程用mm 表示，你需要在显示器中选择与驱动销钉在杆刻度上设定的值相同，或对介质调整来说下一个更高的值。 5．通过下按功能，选择参数五： 显示： 6. ①先按住“—”再同时按住“+”键，快关阀门（显示在6.5左右），否则调节黑色旋钮调节，使其在范围内； 注：如果按此操作显示的数是减小的，请先调整执行器的开关方向； ②然后先按住“+”再同时按住“—”键，快开阀门。开展后观察显示应在95以内，否则调节黑色旋钮，使其在正常范围内，然后下按功能键确认； ③先按住“—”再同时按住“+”键快关阀门，显示应在5到9之间，然后按下功能键确认； ④初始化自动开始。 ⑤初始化的停止是自动出现的。RUN1 到RUN5 顺序出现在显示屏的下行。当初始化已全部完成时，出现如下显示： 显示：
西门子定位器调试 及智能定位器技术介绍 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。
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。
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
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 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)
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。
西门子定位器使用二大核心：基础设置初始化调试步骤！ 仪表人自己的圈子阀门定位器是起控制作用的，配合气动执行机构一起使用，它控制着阀门的开度，实现精确定位，地位可见不一般。西门子定位器，也是众多仪表人的好朋友，但是如何维护好他，用好他，学问很多，那么作为一名仪表人，首要掌握二大核心：基础设置+初始化调试步骤！思考题：西门子定位器经常出现喘气现象？什么原因？怎么解决？ （参与底部留言，获赞最多，免费领取圈服一件！）小常识阀门定位器工作原理：阀门定位器是控制阀的主要附件.它将阀杆位移信号作为输入的反馈测量信号,以控制器输出信号作为设定信号，进行比较，当两者有偏差时，改变其到执行机构的输出信号，使执行机构动作，建立了阀杆位移倍与控制器输出信号之间的一一对应关系。因此，阀门定位器组成以阀杆位移为测量信号，以控制器输出为设定信号的反馈控制系统。该控制系统的操纵变量是阀门定位器去执行机构的输出信号。阀门定位器的作用主要有：1.改善调节阀的静态特性，提高阀门位置的线性度。2.改善调节阀的动态特性，减少调节信号的传递滞后。3.改变调节阀的流量特性。4.改变调节阀对信号压力的响应范围实现分程控制。5.使阀门动作反向。西门子定位器基本设置步骤
准备工作：1、将定位器、执行器及其它气路元件用气源管连好，并给上气源。2、将定位器的信号线和反馈线连接完毕。3、现在定位器处于手动模式，在定位器显示窗口上方显示的为电位计的电压百分数，例如：“P 12.3”，窗口的下方闪烁显示“NOINIT”即“未初始化”。4、用定位器显示窗口下方的‘+’和‘-’两个按键，使执行机构运动，看整个机构能否自由走满行程。5、让执行器运动到行程的中间位置（直行程的反馈杆处于水平位置），就可以进行初始化了。注：当你按住其中一个键的同时再按另一个键可以加快执行机构的 动作。 参数设置：1、按功能键（小手形）5秒后就可以进行参数设置。2、SIEMENS定位器共有36组参数，可以根据现场的实际情况进行设置。用‘+’和‘-’键可以在一组参数中进行选择，选择完后可以按一下功能键进入第二组参数的设置，若上一个参数设置有误，可以按功能键同时按‘-’键，回到上一个参数再进行设置。3、在这些参数中有几个是经常用到的。YFCT （执行器类型）：直行程选WAY，角行程选TURN。YAGL （额定反馈角度）：一般情况下，直行程设置成33、角行程90。SDIR：给定方向上升RISE，给定方向下降FALLYDIR （操作变量方向显示）：上升RISE，下降FALL同时改变SDIR和YDIR这两组参数可改变执行器动作方向。 初始化：1、开始初始化时执行器必须处于行程的中间位置。
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
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
西门子智能定位器调试说明： SIPART PS2电气定位器用来控制气动直行程或角行程执行机构如下图： 角行程 直行程
一、智能定位器功能图： 说明：1、①机侧凝结水补充水箱出口调门为单作用定位器，反馈：61－ZI+;62-ZI-;②当失信号时阀门全开③操作时按“+”健阀门向关方向走，按“－”健阀门向全开方向走（与说明书上相反）。（单作用铭牌）
2、炉侧磨煤机入口冷热风调门为双作用定位器，（双作用铭牌）
3.炉侧磨煤机入口冷热风调门为双作用定位器接线原理图： 二、校验与调整 1、参数设置： （定位器上有三个按键：小手形、“+”健、“－健”） 1.1 按住功能键（小手形）5秒后就可以进行参数设置 1.2 西门子智能定位器共有55组参数，可以根据现场实际情况进行设置。用“+”和“－” 健可在一组参数中进行选择，选择完了可以按一下功能键进入第二组参数的设置，若上一个参数有误，可以按功能键的同时按住“－”健，回到上一个参数进行设置。 1.3 组态：以下几个参数是经常用到的，具体请参考说明书上的组态表。 YFCT(参数组号①)执行器类型：直行程选WAY，角行程选TURN(本厂机侧的凝结水补充水箱出口调门和炉侧的磨煤机入口冷热风调门都为直行程) YAGL②额定反馈角度：一般情况下直行程33度，角行程90度，（本厂本厂机侧的凝结水补充水箱出口调门和炉侧的磨煤机入口冷热风调门都为直行程，但选的是90度，具体应该看反馈杆的长度，短杠杆33度的长度为：5/10/15/20mm,短杠杆90度的长度
为：25/30/35mm,长杠杆90度的长度为：40/50/60/70/90/110/130mm) INITA④初始化（自动） SDIR⑦给定方向：上升RISE,下降FAIL YDIR（38）操作变量显示：上升RISE，下降FAIL.同时改变SDIR和YDIR这两组的参数可以改变执行器的动作方向。 2、西门子智能定位器初始化步骤： 2.1 接通4－20mA输入信号，现在定位器处于手动模式“MAN”，在定位器显示窗口上方显示的为电位计的电压百分数，例如：“P12.3”，窗口的下方闪烁显示“HDINIT”即“未初始化”； 2.2 用定位器显示窗口下方的“+”和“－”两个按键使执行机构运动，看整个机构是否走满全程； 2.3 让执行器运动到行程的中间位置（直行程的反馈杆处于水平位置）就可以进行初始化了。 （注：当按住一个健的同时再按住另一个健可以加快执行机构动作。如想要执行机构向开的方向运动的更快需按住“+”健的同时再按住“－”健。） 2.4 参数设置完毕后，用功能键切换到第四个参数，即显示“4.INIT”,按住”+”健5秒定位器就可以自动初始化了。 2.5 初始化一共分为5步： RUN1 决定动作方向 RUN2 检查执行机构行程和零点 RUN3 确定执行机构上下动作时间，按住“+”健停止，按“－”健开始泄漏检查RUN4 确定最小的定为增量 RUN5 最佳的瞬时响应 2.6 当初始化完成时屏幕显示“FINISH”按一下功能健显示“4.INIT”。按功能键5秒后，当屏幕显示有变化时松手，定位器进入手动模式，再按一下功能键定位器处于自动模式。 2.7 此时初始化结束，定位器进入正常工作状态，日常使用时按一下功能键可在自动和手动间切换，手动时按“+”“－”使执行器动作。 3、初始化过程中易出现的故障及解决方法： （双击打开此图标） 4、三段保护原理： ①使用信号检测装置，可以调整动作电流值，当电流小于4mA（或任意一设定值，即 断信号）时通过动作电磁阀，释放锁定阀讯号压力闭锁执行器气路，从而实现断信号保位的功能； ②断电保位就是通过动作电磁阀，释放锁定阀讯号压力实现； ③断气保位是直接用闭锁阀实现。
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: