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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。
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。
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：
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:
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。
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
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
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)
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”） 自动模式（MAN手动）阀门实际开度指令开度 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。
阀门定位器工作原理与故障维护 ※※※ 摘要：简要介绍阀门定位器的工作原理及日常故障维护。以海水淡化阀门定位器为例，通过阀门定位器控制器件，控制气源来驱动阀门机械单元，完成了一个集自动控制、手动调节、状态检测等功能于一体的智能控制系统。该系统适用于各类工业控制阀。 关键词：阀门定位器；故障维护；海水淡化；工作原理 The valve locator working principle and fault maintenance ※※※ Abstract：Briefly introduced the valve locator and working principle of the daily breakdown maintenance. With seawater desalination valve locator, for example, through the valve locator control device, control air to drive the valve mechanical units, completed a collection of automatic control, manual adjustment, state detection capabilities in one of the intelligent control system. The system is applicable to many kinds of industrial valve. Key words：The valve locator; Fault maintenance; Seawater desalination；Working principle 前言 气动调节阀在自动调节系统中是一个非常重要的环节。人们常把调节阀比喻为生产过程自动化的“手足”。由于生产过程的调节对象要求调节阀具有各种各样的特性，以满足生产工艺的需要。在调节阀的附属装置中，最主要、最实用的是阀门定位器。阀门定位器是气动调节阀的关键器件之一，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。海水淡化在蒸汽管道和海水管道应用了多种智能的阀门定位器，如SIEMENS SIPART PS2智能阀门定位器、ABB阀门定位器、上海高特阀门定位器，为了实现完全的自动化控制，多数阀门定位器都采用了带反馈调节控制。这些定位器的控制原理大同小异，常见故障也类似。节文中主要介绍了阀门的结构及工作原理、举例分析日常维护常出现的故障处理情况。 1.阀门定位器的工作原理 虽然智能阀门定位器与传统定位器从规律上基本相同，都是将输入信号（4～20mA）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不同，智能定位器以CPU（微处理器）为核心，利用了新型的压电阀代替定位器中的喷嘴、挡板调压系统来实现对输出压力的调节，海水淡化水路及蒸汽管网系统上，上海海高特阀门定位器与SIEMENS SIPART PS2阀门定位器是的传统阀门定位器和智能阀门定位器的典型。 壹
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
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。 图3
ABB定位器 一、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 连接定位器的输出与气动执行器的气缸 二、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) 三、调试步骤 1、接通气源，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7BAR，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↑或↓键，点击ENTER键等待3秒，计数器 从3计数到0，松开↑或↓键，程序自动进入配置菜单。 5、使用↑或↓键选择定位器安装形式为直行程或角行程。 角行程安装形式：定位器没有返馈杆，其返馈轴与执行器角位移输出轴同轴心 一般角位移为90o 直行程安装形式：定位器必须通过返馈杆驱动定位器的转动轴，一般定位器的返馈杆角位移小于60o, 用于驱动直行程阀门气动执行器。 注意：进行自动调整之前，请确认实际安装形式是否与定位器菜单所选形式相符，因为自动调整过程中定位器对执行器行程终端的定义方法不同，且 线性化校正数据库不同，可能导致较大的非线性误差。 6、启动自动调整程序（执行器或阀门安装于系统后最好通过此程序重新整定）： 按住MODE键，点击↑键一次或多次，直到显示出“P1.1”，松开MODE键，按住ENTER键3秒直到计数器倒计数到0，松开ENTER 键，自动调整程 序开始运行(显示器显示正在进行的程序语句号)，自动调整程序顺利结 束后，显示器显示“COMPLETE”。
阀门定位器常见故障分析 气动调节阀在自动调节系统中是一个非常重要的环节。人们常把调节阀比喻为生产过程自动化的“手足”。由于生产过程的调节对象要求要求调节阀具有各种各样的特性，以满足生产工艺的需要。在调节阀的附属装置中，最主要、最实用的是阀门定位器。 现场使用阀门定位器的种类非常繁多，有气动阀门定位器、电气阀门定位器、有配薄膜执行机构的阀门定位器、有配活塞执行机构的阀门定位器、有力平衡式阀门定位器、有位移平衡式阀门定位器，阀门定位器的广泛使用，在生产过程中，难免会出现各种故障，为保质、保量、安全地生产，就必须及时排除定位器可能产生地一切故障。要排除阀门定位器地的故障，必须正确判断阀门定位器的那一个环节、那一个元件发生的故障。通常有如下两种故障分析法：一是根据阀门定位器的传递函数，对阀门定位器进行逐个环节，逐个元件的分析，这种对现场检修不太适用，但对于疑难问题的分析，却非常有效；二是根据检修者对故障的现象进行综合分析和判断，此种方法最适于现场检修。下面将阀门定位器可能产生的常见故障的起因分析如下：1.阀门定位器有信号输入，但无输出压力信号 （1）电/气定位器，衔铁与线圈架之间有异物。 （2）恒节流孔堵塞。 （3）喷嘴挡板配合不良或喷嘴挡板损坏。 （4）放大器中膜片（金属膜片或者橡胶膜片）损坏。 （5）气路连接有误（包括放大器）。
（6）电/气定位器输入信号线正负极接反。 （7）定位器的输入接线盒内的二极管开路或接线不良。 （8）气源压力的大小不合要求。 （9）放大器耗气量超额定数值太大。 （10）电/气定位器磁钢极性的安装相异。 （11）放大器预紧力超重。 （12）滑阀式放大器内的滑阀被异物卡死。 （13）“手动/自动”切换位置不对（非手动位置和非自动位置）。（14）电/气定位器输入电信号短路。 （15）平衡弹簧安装，调试不好。 2.下行程定位器输出压力变化缓慢 （1）放大器的气锥阀的锥度较小。 （2）放大器膜片长期使用，产生弹性滞后现象。 （3）气动定位器的感测元件（波纹管或膜盒）长期使用，产生弹性滞后。 （4）反馈弹簧产生弹性滞后。 3.上行程定位器给出压力变化缓慢 （1）放大器进气球阀陷得过深。 （2）放大器耗气量较大。 （3）放大器进气球阀沾污，流通面积减小。 （4）恒节流孔的直径与喷嘴直径之比小于额定值（技术要求数值）。（5）喷嘴与挡板之间的配合不好。
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)
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。