控制阀细节分析之7_阀门定位器的连接
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阀门定位器工作原理阀门定位器是一种用于控制阀门位置的装置,它可以精确地控制阀门的开启和关闭,以实现流体管道系统的自动化控制。
在工业生产中,阀门定位器扮演着非常重要的角色,它可以提高生产效率,减少人工操作,同时也可以保证管道系统的安全运行。
那么,阀门定位器是如何工作的呢?接下来,我们将详细介绍阀门定位器的工作原理。
首先,阀门定位器是通过控制阀门执行器的运动来实现阀门的开启和关闭。
当需要控制阀门时,阀门定位器会接收到来自控制系统的信号,根据信号的指令来调节阀门执行器的运动。
阀门执行器会根据阀门定位器的指令,通过压缩空气、液压或电动力来推动阀门的运动,从而实现阀门的精确控制。
其次,阀门定位器通常会配备传感器来监测阀门的位置和运动状态。
传感器可以实时地监测阀门的开启程度、关闭速度以及阀门执行器的运动情况,确保阀门的运行状态符合设定要求。
一旦发现阀门位置偏差或异常,阀门定位器会立即发出警报并采取相应的措施,以避免管道系统发生意外事故。
此外,阀门定位器还可以根据管道系统的实际情况进行智能化的控制。
它可以根据流体流量、压力、温度等参数来自动调节阀门的开启程度,以实现管道系统的稳定运行和节能减排。
同时,阀门定位器还可以与控制系统进行联动,实现自动化的管道控制,提高生产效率和运行安全性。
总的来说,阀门定位器通过精确控制阀门执行器的运动,配备传感器监测阀门状态,以及智能化的管道控制,实现了对阀门位置的精准控制和管道系统的自动化运行。
它在工业生产中发挥着重要的作用,为生产运行提供了可靠的保障。
希望通过本文的介绍,您对阀门定位器的工作原理有了更深入的了解。
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剂阀的关键附件之一,其作用是把调剂装置输出的电信号变成驱动调剂阀动作的气信号。
它具有阀门定位功能,既克服阀杆摩擦力,又能够克服因介质压力转变而引发的不平稳力,从而能够使阀门快速的跟从,并对应于调剂器输出的操纵信号,实现调剂阀快速定位,提升其调剂品质。
随着智能仪表技术的进展,微电子技术普遍应用在传统仪表中,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照传统电气阀门定位器的工作原理电气阀门定位器通过几十年的进展,各公司产品虽不尽相同,但大体原理大致相似,下面画简图进行说明。
其大体结构见图1:反馈杆反馈阀门的开度位置发生转变,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,定位器力平稳系统处于平稳状态,定位器处于稳固状态,现在输入信号与阀位成对应比例关系。
当输入信号转变或介质流体作使劲等发生转变时,力平稳系统的平稳状态被打破,磁电组件的作使劲与因阀杆位置转变引发的反馈回路产生的作使劲就处于不平稳状态,由于喷嘴和挡板作用,使定位器气源输出压力发生转变,执行机构气室压力的转变推动执行机构运动,使阀杆定位到新位置,从头与输入信号相对应,达到新的平稳状态。
在利用中改变定位器的反馈杆的结构(如凸轮曲线),能够改变调剂阀的正、反作用,流量特性等,实现对调剂阀性能的提升。
智能电气阀门定位器工作原理尽管智能电气阀门定位器与传统定位器从操纵规律上大体相同,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剂。
但在执行元件上智能定位器和传统定位器完全不同,也确实是工作方式上二者完全不同。
智能定位器以微处置器为核心,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剂。
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,具有必然代表性,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,其大体结构如图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转换变成数字编码信号,与定位器的输入(设定)信号的数字编码在CPU中进行对照,计算二者误差值。
电气阀门定位器电气阀门定位器是一种用来自动控制工业阀门定位的仪器。
它可以通过开关控制电动阀门的动作,从而实现对阀门的控制和定位。
电气阀门定位器的主要作用是根据工业系统需要调整阀门的开度、关闭和位置,以实现流体控制和调节。
电气阀门定位器工作原理电气阀门定位器通过将执行器转换为电气信号来控制阀门的位置。
当开关控制电气信号到传感器时,定位器内部的比例阀可以控制执行器的移动。
比例阀与执行器通过连接杆相连,从而实现阀门的定位和控制。
当传感器接收到信号时,比例阀就会根据执行器的压力来调整阀门的位置和开度。
电气阀门定位器的特点电气阀门定位器具有以下特点:1.自动化控制:通过电气信号自动控制阀门的开关和位置,免去了人工操作的繁琐。
2.高效节能:电气阀门定位器可以根据实际的流量、压力等参数来调整阀门的开度和位置,从而实现节约能源的目的。
3.精准控制:电气阀门定位器可以精确地控制阀门的开度和位置,从而实现精准的流体控制和调节。
4.可靠性高:电气阀门定位器采用高品质的电气元件和执行器,保证了系统的稳定性和可靠性。
电气阀门定位器的应用电气阀门定位器广泛应用于石化、化工、电力、矿山、冶金、制药等行业。
在这些行业中,电气阀门定位器被用于调节各种流体的控制,例如水、气体、蒸汽、油、化学品等。
它们通常配备在各种特殊的工业设备中,例如气体发电机、工业炉等。
电气阀门定位器的优势电气阀门定位器具有以下优势:1.自动化控制,省去了人工操作的繁琐。
2.高效节能,可以实现精准控制阀门开度和位置,从而节约能源。
3.可靠性高,采用高品质的电气元件和执行器,保证了系统的稳定性和可靠性。
4.精准控制,可以实现精准的流体控制和调节。
总结作为一种用来自动控制工业阀门定位的仪器,电气阀门定位器具有自动化、高效节能、精准控制和可靠性高等特点。
它广泛应用于石化、化工、电力、矿山、冶金、制药等行业,在各种特殊的工业设备中都扮演着重要的角色。
阀门调试看过来—定位器常见故障及方法定位器常见问题解决方法阀门调试看过来—定位器常见故障及方法定位器常见故障1、阀门定位器有输入信号但是没有输出信号。
(1)电磁铁组件发生故障,建议换电磁铁组件。
(2)供气压力不对,建议检查气源压力。
(3)气动放大器挡板零点调整过高,挡板阔别喷嘴。
(4)气路堵塞。
(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。
2、阀门定位器没有输入信号但是输出信号一直()大。
(1)气动放大器挡板零点调整过低,挡板过于压紧喷嘴。
(2)喷嘴堵塞。
(3)输出压力缓慢或不正常。
会导致调整阀的膜头受损、漏气,造成有输入信号但调整阀动作缓慢的故障,使调整阀达不到适时调整的效果,处理方法检查膜室,更换膜片。
3、定位器线性不好(1)反馈凸轮或弹簧选择不当或者方向不对。
(2)反馈连杆机构安装不好或者在某些位置有卡住的现象。
(3)喷嘴或挡板有异物。
(4)背压有细小泄漏现象。
阀门定位器的类别介绍阀门定位器是调整阀的紧要附件,通常与气动调整阀配套使用,它接受调整器的输出信号,然后以它的输出信号去掌控气动调整阀,当调整阀动作后,阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器,阀位情形通过电信号传给上位系统。
阀门定位器是掌控阀的紧要附件,它将阀杆位移信号作为输入的反馈测量信号,以掌控器输出信号作为设定信号,进行比较,当两者有偏差时,更改其到执行机构的输出信号,使执行机构动作,建立了阀杆位移量与掌控器输出信号之间的一一对应关系。
阀门定位器按输入信号分为气动阀门定位器、电气阀门定位器和智能阀门定位器:1、气动阀门定位器的输入信号是标准气信号,例如,20~100kPa气信号,其输出信号也是标准的气信号。
2、电气阀门定位器的输入信号是标准电流或电压信号,例如,4~20mA电流信号或1~5V电压信号等,在电气阀门定位器内部将电信号转换为电磁力,然后输出气信号到拨动掌控阀。
3、智能电气阀门定位器它将掌控室输出的电流信号转换成驱动调整阀的气信号,依据调整阀工作时阀杆摩擦力,抵消介质压力波动而产生的不平衡力,使阀门开度对应于掌控室输出的电流信号。
阀门定位器工作原理
阀门定位器是一种用于定位阀门位置的设备,主要用于工业自动化领域。
它基于先进的传感技术和信号处理算法,能够准确地检测阀门的位置,并提供相应的信号输出。
阀门定位器的工作原理如下:首先,设备通过安装在阀门上的传感器来获取阀门的位置信息。
传感器可以采用各种不同的技术,比如霍尔效应传感器、光电传感器或者电位器传感器等。
这些传感器能够测量阀门的开度或者关闭状态,并将其转换为电信号。
接下来,阀门定位器会将传感器获取到的信号进行处理和分析。
通过对信号的采样和滤波,可以去除噪声和干扰,保证信号的可靠性和准确性。
然后,设备会根据特定的算法对信号进行解析,以确定阀门的位置。
最后,阀门定位器会输出相应的位置信号。
这个信号可能以数字或者模拟形式存在,可以根据需要连接至其他设备,比如控制系统、仪表或者记录器等。
通过与其他设备的通信,阀门定位器可以实现远程监控和控制阀门的位置。
总的来说,阀门定位器通过传感器获取阀门位置信息,然后经过信号处理和解析,最终输出相应的位置信号。
这种设备在工业自动化过程中起到重要的作用,能够实现对阀门位置的准确定位和控制。
电动阀门的接线方法
常见的电动阀门有两种接线方法:平行线接线和单线接线。
1. 平行线接线方法:将电源的两根接线线缆与控制器的两个端子相连接,再将电动阀门的两个电机线缆与控制器的另外两个端子相连接。
这样,电源与电动阀门之间就形成了平行线接线。
2. 单线接线方法:将电源的一根接线线缆与控制器的一个端子相连接,再将电动阀门的电机线缆与控制器的另外一个端子相连接。
这样,电源与电动阀门之间就形成了单线接线。
无论是平行线接线还是单线接线,都需要根据电动阀门和控制器的具体型号和规格来确定正确的接线方法。
在进行接线之前,一定要断开电源,以确保安全。
同时,如果不确定接线的方法和步骤,建议咨询相关专业人员进行指导,以避免错误操作。
阀门定位器的详情介绍及操作规程阀门定位器的详情介绍阀门定位器按结构分:气动阀门定位器、电气阀门定位器及智能阀门定位器,是调整阀的紧要附件,通常与气动调整阀配套使用,它接受调整器的输出信号,然后以它的输出信号去掌控气动调整阀,当调整阀动作后,阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器,阀位情形通过电信号传给上位系统。
(一)结构阀门定位器按其结构形式和工作原理可以分成气动阀门定位器、电-气阀门定位器和智能式阀门定位器。
阀门定位器能够增大调整阀的输出功率,削减调整信号的传递滞后的情况发生,加快阀杆的移动速度,能够提高阀门的线性度,克服阀杆的摩擦力并除去不平衡力的影响,从而保证调整阀的正确定位。
(二)定位器分类1、阀门定位器按输入信号分为气动阀门定位器、电气阀门定位器和智能阀门定位器。
(1)气动阀门定位器的输入信号是标准气信号,例如,20~100kPa气信号,其输出信号也是标准的气信号。
(2)电气阀门定位器的输入信号是标准电流或电压信号,例如,4~20mA电流信号或1~5V电压信号等,在电气阀门定位器内部将电信号转换为电磁力,然后输出气信号到拨动掌控阀。
(3)智能电气阀门定位器它将掌控室输出的电流信号转换成驱动调整阀的气信号,依据调整阀工作时阀杆摩擦力,抵消介质压力波动而产生的不平衡力,使阀门开度对应于掌控室输出的电流信号。
并且可以进行智能组态设置相应的参数,达到改善掌控阀性能的目的。
2、按动作的方向可分为单向阀门定位器和双向阀门定位器。
单向阀门定位器用于活塞式执行机构时,阀门定位器只有一个方向起作用,双向阀门定位器作用在活塞式执行机构气缸的两侧,在两个方向起作用。
3、按阀门定位器输出和输入信号的增益符号分为正作用阀门定位器和反作用阀门定位器。
正作用阀门定位器的输入信号加添时,输出信号也加添,因此,增益为正。
反作用阀门定位器的输入信号加添时,输出信号减小,因此,增益为负。
4、按阀门定位器输入信号是模拟信号或数字信号,可分为一般阀门定位器和现场总线电气阀门定位器。
各类型阀门定位器构造及工作原理阀门定位器是一种用于控制阀门位置的装置,它能够确保阀门在需要的位置上精确停止。
根据不同的阀门类型和工作原理,阀门定位器的构造和工作原理也会有所不同。
下面我将从不同类型的阀门定位器构造和工作原理的角度来进行详细解释。
首先,我们来看气动阀门定位器的构造和工作原理。
气动阀门定位器通常由气源接口、气动执行机构、位置反馈装置和控制单元组成。
气源接口用于连接气源管道,通过控制气源的压力来实现阀门的定位。
气动执行机构是阀门定位器的核心部件,它接收气源信号并将其转换为机械运动,从而驱动阀门实现开启、关闭或调节。
位置反馈装置用于监测阀门位置,并将实际位置信息反馈给控制单元,以便实现闭环控制。
控制单元则根据位置反馈信息和设定值来控制气源的输出,从而实现对阀门位置的精确控制。
其次,液动阀门定位器的构造和工作原理也有所不同。
液动阀门定位器通常由液压执行机构、位置传感器和控制系统组成。
液压执行机构通过液压力来实现阀门的定位,位置传感器用于监测阀门位置并将反馈信号传输给控制系统,控制系统则根据反馈信号和设定值来控制液压执行机构,从而实现对阀门位置的精确控制。
另外,电动阀门定位器的构造和工作原理也是不同的。
电动阀门定位器通常由电动执行机构、位置传感器和控制系统组成。
电动执行机构通过电动机驱动来实现阀门的定位,位置传感器用于监测阀门位置并将反馈信号传输给控制系统,控制系统则根据反馈信号和设定值来控制电动执行机构,从而实现对阀门位置的精确控制。
总的来说,不同类型的阀门定位器在构造和工作原理上有所不同,但它们的共同目标都是实现对阀门位置的精确控制,以确保系统的安全运行和有效控制。
希望以上信息能够对你有所帮助。
阀门定位器的工作原理和使用在化工厂车间溜达一圈定会看到有些管道上装有圆圆脑袋的阀门,这就是调节阀。
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。
阀门定位器工作原理及介绍阀门定位器是一种用于调节装置的自动控制仪器,可以监测阀门的实际位置,并根据设定的控制信号实现对阀门位置的调节。
阀门定位器广泛应用于石油、化工、能源、冶金、电力等行业中的各种流体控制系统中。
本文将详细介绍阀门定位器的工作原理及其应用介绍。
一、阀门定位器的工作原理1.传感器采集:阀门定位器通过安装在阀门上的传感器来采集阀门的位置信息。
常用的传感器包括位移传感器、角度传感器等。
传感器将阀门的位置信息转化为电信号,并传送给控制系统。
2.信号处理:阀门定位器接收到传感器采集的位置信号后,进行信号处理,对信号进行放大、滤波等处理,以确保信号的稳定性和准确性。
3.控制信号计算:阀门定位器接收控制系统发送的控制信号,通过与位置信号进行比较,计算出阀门的实际位置误差。
4.控制算法:根据实际位置误差,阀门定位器内部的控制算法计算出调节阀门的操作量。
常见的控制算法包括比例控制、积分控制、微分控制等。
5.控制信号输出:阀门定位器将计算得到的调节阀门的操作量转化为电信号,通过执行机构输出到阀门,实现对阀门位置的精确控制。
二、阀门定位器的应用介绍1.石油化工行业:在炼油、化工生产中,阀门定位器广泛应用于各类调节阀、截止阀的控制系统中,实现对流体的精确控制和调节,提高生产过程的稳定性和安全性。
2.电力行业:阀门定位器在火力发电、核电等领域中的应用非常广泛。
它可以实现对锅炉、汽轮机等关键设备中的阀门位置的精确控制,提高能源转换的效率。
3.冶金行业:冶金过程中,阀门定位器可用于控制各类流体,如煤气、煤油等的流量和温度,以确保生产过程的稳定性和安全性。
4.环保领域:阀门定位器在废气处理、废水处理等环保设备中有广泛的应用。
通过精确控制阀门的位置,可以实现废气和废水的准确排放和处理,提高环保设备的工作效率。
5.建筑领域:阀门定位器在暖通空调、给排水系统中的应用也很常见。
通过控制阀门的位置,可以实现对室内温度和湿度的精确控制,提高室内环境的舒适度。
气动阀门定位器的工作结构原理说明气动阀门定位器是一种可用于控制阀门位置的装置,采用气动信号控制阀门的开关,通过反馈信号来实现准确的阀门控制。
本文将介绍气动阀门定位器的工作原理和结构。
工作原理气动阀门定位器的工作原理主要是通过气压控制,将准确的信号传输到执行体上,以实现精确的位置控制。
其工作过程如下:1.控制信号输入:信号源产生控制信号,经过传输管道导入气动控制器的控制室中。
2.气源压力加压:控制室的气源入口通过气压调节阀调节气源压力,使得气源压力达到设定的工作值。
3.控制气路控制:气源压力经过气路控制,分别用于推动执行体和传送反馈信号。
4.位置计量器反馈:执行体改变位置后,位置计量器获得反馈信号并通过传输管道传送回信号源。
5.控制信号变更:信号源根据反馈信号对控制信号进行自动或手动调整,以实现阀门位置控制。
结构组成气动阀门定位器的主要组成部分包括控制室、执行机构、位置计量器、气源压力控制部分等。
1.控制室:包括控制室壳体、调节阀、气压调节器、安全阀、手动操作装置、连接管道等部分。
控制室壳体用于保护和支持调节阀等组件,通过连接管道与执行机构相连,实现阀门控制。
2.执行机构:主要由执行体、气路组件和阀门连接构成。
执行体是气动阀门定位器的核心,它负责执行控制信号并控制阀门位置。
气路组件则是连接控制室和执行体的桥梁,为控制信号传输提供路径。
阀门连接用于将执行体与阀门连接起来。
3.位置计量器:用于获得执行体的位置反馈信号,测量并转换执行体位置信息,并通过信号传输管道传送回信号源。
4.气源压力控制部分:主要包括气压调节器、手动自锁装置、安全阀、压力开关等。
气压调节器用于调节气源压力,确保执行体能够获得稳定的气源能量;手动自锁装置用于手动锁定执行体的位置;安全阀和压力开关用于保护气动阀门定位器的安全运行。
总之,气动阀门定位器的工作原理和结构十分复杂,需要依靠各类组件和部件的协同配合,控制好阀门的位置,有力地维护工业系统的正常运转。
阀门定位器的工作原理与结构1.控制部分:控制部分是阀门定位器的核心部分,它由控制电路、信号输入输出接口和控制程序组成。
控制电路接收来自外部的控制信号,通过控制程序进行处理,并输出控制信号给执行机构,从而实现对阀门的准确定位。
2.传感器部分:传感器部分用于检测阀门的开关位置,并将实时的位置信号传输给控制部分。
常见的传感器有位移传感器、压力传感器和角度传感器等。
位移传感器是最常用的一种,它可通过测量阀门螺杆转动的线性位移来确定阀门的开关位置。
3.执行机构部分:执行机构部分用于控制阀门的开关操作。
它一般由电机或气动执行器组成。
电机执行机构通常用于大型阀门,通过电源提供动力,并通过传动装置将电机的旋转运动转化为阀门的线性运动。
气动执行机构则主要用于小型阀门,通过气源提供动力,并通过气动元件将气源的压力转化为阀门的开关动作。
除了以上三个主要部分外,阀门定位器还包括一些附属装置,如阀门位置指示器、手动操作装置和阀门定位器控制器等。
1.接收控制信号:2.检测阀门开关位置:定位器的传感器部分会检测阀门的开关位置,并将实时的位置信号传输给控制部分。
传感器可以通过位移、压力或角度等方式来检测阀门的开关状态。
3.控制执行机构:控制部分根据接收到的开关位置信号,通过控制程序进行处理,并输出相应的控制信号给执行机构部分。
执行机构根据控制信号控制阀门的开启或关闭,以实现准确的阀门定位。
4.输出反馈信号:总结:阀门定位器通过控制部分、传感器部分和执行机构部分的协同工作,实现了对阀门开关位置的准确定位。
它在工业管道系统中的阀门控制中起着重要的作用,可以确保阀门在开关操作中的准确性和可靠性,并提升工业管道系统的自动化程度。
气动阀门定位器工作原理
气动阀门定位器是一种用于控制气动执行器的设备,它通常与气动执行器和阀门组合使用,用于精确控制阀门的开启和关闭。
气动阀门定位器的工作原理如下:
1. 气动源供气:气动阀门定位器通常通过气源供气,将气源接入定位器中。
气源的压力会影响定位器的工作调整范围和灵敏度。
2. 压力传感器检测:定位器内部装有压力传感器,用于检测气源的压力情况。
根据不同的压力信号,定位器可以判断阀门的当前位置以及需要调整的位置。
3. 控制气路调节:定位器通过气流调节控制阀门的位置。
当阀门偏离目标位置时,定位器会根据压力信号判断调整方向,并通过控制气路调节气流的大小,以推动气动执行器将阀门推向目标位置。
4. 反馈信号传递:定位器会根据阀门当前位置和调整情况,发送反馈信号给控制系统。
这些反馈信号可以用来监测阀门的状态,并进行相应的控制和调整。
通过不断调整气流的大小和方向,气动阀门定位器能够实现精确的阀门控制。
它在工业生产和流程控制中广泛应用,帮助实现自动化和精确控制系统。
控制阀细节分析之七——阀门定位器与控制阀的连接 李宝华 摘要:阀门定位器是控制阀的重要附件,与执行机构配合使用,可以改善控制阀的静态特性和动态特性,克服阀杆的摩擦力并消除不平衡力的影响,实现控制信号对控制阀的准确定位,最终保证控制系统及工业过程的有效运行。对于阀门定位器与控制阀的连接,长期以来各个厂家各自设计配套,相互配用困难。随着控制系统和控制阀诊断技术的发展及最终用户需求的提高,阀门定位器与控制阀的连接标准化是对制造厂家的基本要求,而国际国内也早有相关标准发布实施。本文试对阀门定位器与控制阀连接的技术细节进行分析探讨。
关键词:连接;阀门定位器;控制阀;标准化;技术细节;分析 引言 对于调节型的控制阀,配置阀门定位器已是用户普遍选择。阀门定位器与控制阀执行机构(主要是气动执行机构)配合使用,可以改善控制阀的静态特性和动态特性,克服阀杆的摩擦力并消除不平衡力的影响,实现控制信号对控制阀的准确定位,最终保证控制系统及工业过程的有效运行。在摩擦力大需要精确定位、缓慢过程需要提高控制阀响应速度、需要提高执行机构输出力和切断能力、分程控制和控制阀运行中有时需要改变正反作用形式、需要改变控制阀流量特性以及阀前后高压差的场合,都适用阀门定位器。控制阀预测性维护和使控制阀成为现场智能设备更是通过配置数字式阀门定位器来实现。 阀门定位器与控制阀的连接标准化符合工业产品先进制造技术的要求。同时,随着控制系统和总线技术的快速发展,终端控制元件及其配套的阀门定位器也要快速跟进,加之控制阀诊断技术的推出,对不同厂家的控制阀使用相同类型/型号的阀门定位器已是用户进行预测性维护和降低运行成本的手段之一。符合标准的产品也能增加制造厂家的市场竞争力。 国内外的控制阀生产厂家众多,造成控制阀品种多、规格多、参数多。仅此连接的问题而言,目前只有SAMSON、ARCA等一小部分制造厂家生产符合阀门定位器与控制阀连接标准的产品。笔者结合相关标准和部分控制阀产品试对阀门定位器与控制阀连接的技术细节进行分析探讨。
阀门定位器与控制阀的连接标准 对于阀门定位器与控制阀的连接,长期以来各个厂家各自设计配套,相互配用困难,有的连接结构也不太适合复杂现场环境、反馈部件和外管路繁杂、易碰损、抗震性差、维护不方便。欧洲国家尤其是德国很早就开始推动此项标准化工作。德国测量与控制标准协会(NAMUR)30多年前就制定有NE 04标准,业内称为NAMUR连接(NAMUR有一系列有关过程控制仪表连接的标准规范,国内控制仪表行业统称之为NAMUR连接),基本解决了不同厂家的控制阀执行机构与阀门定位器相互组合、方便互换的问题;后来在此基础上演变形成了IEC标准IEC 60534-6-1和IEC 60534-6-2。中国于2005年发布了等同于IEC的GB/T标准(GB/T 17213.6-2005和GB/T 17213.13-2005)并于2006年开始实施。而在德国,其德国工程师协会/德国电气工程师协会(VDI/VDE)也发布有阀门定位器与控制阀连接的 VDI/VDE 3847标准和VDI/VDE 3845标准, IEC 60534-6-1《工业过程控制阀 第6-1部分 定位器与控制阀执行机构连接的安装细节 定位器在直行程执行机构上的安装》,目的是构筑阀门定位器在执行机构侧面连接的标准化,使各种阀门定位器能直接地或利用过渡支架安装于直行程执行机构上,以满足各种控制阀执行机构与阀门定位器能互换的要求。标准化安装方式适用于铸造支架、杆型(立柱)支架或某种中心管支架,结构规范了带有安装孔的凸缘(即NAMUR NE04标准中的NAMUR rib)、带安装螺孔的平面以及利用U形螺栓固定安装板。其中,带凸缘的铸造支架结构的规范尺寸见图1。 IEC 60534-6-2《工业过程控制阀 第6-2部分定位器与控制阀执行机构连接的安装细节 定位器在
角行程执行机构上的安装》,适用于角行程执行机构,其基本结构和通用结构的规范尺寸见图2。 德国VDI/VDE 3847标准有两个部分,其第1部分针对直行程执行机构提出三种情况的连接标准:直接安装的集成连接方式、铸造支架的连接方式、杆型支架的连接方式。带有凸缘的铸造支架连接型式也就是NAMUR连接。VDI/VDE 3847第1部分中的铸造支架和杆型支架连接方式是与IEC 60534-6-1标准(GB/T 17213.6-2005)基本相同的。第1部分中的直接安装集成连接方式在IEC标准中并没有,但其具有的隐藏保护的反馈连接、无需外部配管的内置气路、很好的防碰撞抗震防护等特征受到大多最终用户的青睐,德国的控制阀和阀门定位器制造厂家基本都有符合直接安装集成连接的产品,计算选型配置时也优先选择直接集成连接方式。 (a)基本结构(b)通用结构 VDI/VDE 3847第2部分针对角行程执行机构,在连接的具体结构和尺寸上与IEC 60534-6-2(GB/T 17213.13-2005)有一些区别。 德国VDI/VDE 3845是关于附属设备(阀门定位器、阀位变送器、电磁阀等)与阀、执行机构连接的标准,其中:3.1节为适用于角行程执行机构的连接标准(所有德国厂家的角行程执行机构及以之相连接的阀门定位器都是按此标准设计连接);4.1节为适用于直行程执行机构的连接标准。4.1节明确规定对于阀门定位器和阀位变送器与直行程执行机构的连接按IEC 60534-6标准执行,只是对电磁阀连接的型式、尺寸有具体要求。在VDI/VDE 3847中的直接集成连接的气路连接块部件上也规范有符合VDI/VDE 3845有关电磁阀无管连接的接口。
图2 角行程执行机构的连接尺寸
图1 带凸缘铸造支架结构的连接尺寸(适用直行程执行机构) (a)凸缘细节 (b)标准化铸造支架结构 阀门定位器与控制阀的连接细节 阀门定位器与控制阀的连接标准化,是对所有控制阀、执行机构、阀门定位器制造商都适用的通用标准,使得控制阀配置阀门定位器及附件时有更多的选择和互补互换,但由于传统产品升级换代进展缓慢也影响了标准的推广。目前,全面按照阀门定位器与控制阀的连接标准设计定型产品的品牌厂家主要是德国的SAMSON和ARCA,而Fisher只在2004年推出的GX型上是符合连接标准的。相对来说,符合连接标准的阀门定位器产品比较普遍,全球知名厂家都已按连接标准化进行设计,都希望将阀门定位器配置到所有厂家的控制阀上,如SAMSON的373x系列/378x/3767/4763、Fisher的DVC 2000/DVC 6000、Masoneilan的SVI II、ABB(H&B)的TZID-C、Metso Neles的ND9000、Foxboro-Eckardt的SRD960/991、Siemens的SIPART PS2、ARCA的827A,等等。 SAMSON着力推进产品标准化通用化,在模块化设计和部件最优化方面也做得更早一些,执行机构品种规格齐全,其中既有同时提供符合IEC 60534-6-1的铸造支架侧面凸缘接口和符合VDI/VDE 3847直接集成接口的3277型气动执行器(具有符合VDI/VDE 3847的直接集成连接的执行机构由于规范的支架尺寸和内置气路等原因,膜室尺寸受到结构限制,3277型膜片有效面积最大到700cm2,共有
6种尺寸);也有从120到2 X 2800 cm2有效面积、结构为符合IEC 60534-6-1铸造支架侧面凸缘的3271
型气动执行器(有7种尺寸)。连接细节参见图3、图4。对角行程执行机构符合VDI/VDE 3845。 ARCA的812系列执行机构在结构上具备符合IEC 60534-6-1的铸造支架侧面凸缘(NAMUR连接)接口,并利用凸缘及符合VDI/VDE 3847规范部件进行直接集成,配用阀门定位器灵活方便。812系列尺寸只有320 cm2和720cm2两种。连接细节参见图5。
Fisher GX型的执行机构符合IEC 60534-6-1的铸造支架侧面凸缘(NAMUR连接)接口,也能直接集成安装(内置气路)DVC 2000阀门定位器,但这个直接集成接口不是按照VDI/VDE 3847标准的。GX型尺寸最大为1200cm2(还有225、750 cm2两种尺寸)。连接细节参见图6a、6b。
图3 SAMSON 执行机构与3730系列阀门定位器的连接细节图4 SAMSON 直接集成连接细节
a 3730系列阀门定位器背面b 安装推杆夹块 c 安装底板 d 安装阀门定位器 e 直接集成安装后 结束语 阀门定位器与控制阀的连接标准化是发展趋势,是控制阀模块化设计和数字化应用中一个不可忽视的部分,它解决了不同制造厂家的阀门定位器与控制阀/执行机构之间的连接问题,使互换组合成为可能,使控制/信息系统连接更多的现场智能终端和展开控制阀预见性维护成为可能。 注意和分析每一个细节。系统决定部件功能,细节使部件功能最优化。系统结构和细节优化决定成败。以整个产品为出发点,多个考虑细致、创新技术、功能优化、质量可靠的细节就能组合成应用方便、安全适用、用户易于接受并满意的控制阀产品。
参考文献: 1. GB/T 17213.6-2005、GB/T 17213.13-2005 2. ARCA.ECOTROL系列控制阀.DS ECOTROL-gb,2004.6 3. fisher.GX控制阀和执行器.51.1:GX,2006.6 4. SAMSON.3730-3型数字式电气阀门定位器手册.EB 8384-3 ZH,2007.8
2008.2.18
图7 ABB(H&B)TZID-C阀门定位器 按照IEC 60534-6-1连接
图8 Siemens的SIPART PS2阀门定位器
按照IEC 60534-6-1连接
图5 ARCA 812系列与827A或PS2阀门定位器的连接细节 图6a Fisher GX与DVC2000的直接集成连接图6b Fisher DVC 6000的IEC60534-6-1连接细节