调节阀与定位器

调节阀执行机构附件设备有哪些执行机构辅助设备常见的有气动阀门定位器、电-气阀门定位器、电动阀门定位器、电磁阀、升压器、速度控制器、锁闭阀等。

在下面做简单介绍。

一、气动阀门定位器定位器是安装在驱动装置上使阀门开度与调节器信号保持一致的设备。

主要用于避免受到流体压力变动等外力变化的影响，加快驱动装置的速度。

调节器与阀门分离情况下的响应改善等也使用气动式仪器。

气动阀门定位器原理二、电-气阀门定位器电-气阀门定位器是将电子调节信号4-20mA DC转变为气压信号并改变调节阀门开度的设备。

电-气阀门定位器原理三、电动阀门定位器电动阀门定位器专门与电动阀门组合使用。

在电动驱动部分安装可逆电机，通过可变电阻(电位计)将阀门开度作为电压信号反馈给电动阀门定位器。

通过比较器Q1、Q2和继电器R1、R2，控制可逆电机的正转、停止或反转，使调节器信号Vi和开度信号Vf保持一致。

电动阀门定位器原理四、电磁阀电磁阀能起到空气回路的开关作用。

电磁阀分为2向电磁阀、3向电磁阀、4向电磁阀等，与直接控制流体相比，更常用于开关阀的驱动回路或气动信号的切换等。

电磁阀的原理电磁阀应用示例五、升压器调节阀的空气容量较大或气动信号传输距离较长时，使用升压器提高响应速度。

升压器的原理结构六、速度控制器速度控制器是安装在调节器信号和驱动部分之间，使调节器信号延迟的设备。

也可用于防止水锤现象。

可变孔板/调节由针阀构成，延迟时间设定为期望值。

速度控制器的原理结构七、锁闭阀锁闭阀是当停电或供给气压中断时，可以保持调节阀开度的小型阀门。

在设计时考虑断电恢复或供给气压恢复正常时，锁闭阀是否恢复至原状态，并选择序列或锁闭阀的类型。

锁闭阀和应用示例。

1气动调节阀主要附件的工作原理及功能1.1电-气定位器定位器可以改善阀门的静态特性和动态特性，有助于克服介质对阀杆的不平衡力和填料对阀杆的摩擦力，提高控制精度。

定位器根据控制信号不同分为气-气定位器和电-气定位器，前者控制信号为20～100kPa的气压，后者控制信号为4～20mA电流。

本文主要介绍智能型电-气定位器，其原理为定位器接受输出器的信号，根据信号大小改变执行机构气室压力，驱动执行机构带动阀杆动作，实现控制信号与阀门开度相对应。

当阀杆受到不平衡力导致阀位发生变动，定位器反馈装置则将阀位反馈至定位器，形成控制闭环，定位器进行补偿，使阀位控制更加精确稳定。

1.2电磁阀电磁阀是实现流体控制自动化的基础元件，主要由电磁线圈和磁芯组成，当线圈得电或者失电时，磁芯在电磁力的作用下产生位移，电磁阀完成开/关切换，实现控制介质的流通与切断。

按作用原理分为直动式和先导式，按作用形式分为两位三通式和两位五通式。

图1双电磁阀并联气路图图2双电磁阀串联气路图有时还应综合考虑多个电磁阀的组合使用，从而实现更安全、可靠的控制回路。

如图1所示，为了保证整个控制系统的可靠性，将两个或者多个电磁阀并联使用，实现冗余，即只要其中一个电磁阀正常工作，系统就能维持正常运行。

如图2所示，出于控制系统的安全性考虑，将两个电磁阀串联使用。

1.3增速器增速器（气动放大器）主要应用于执行机构容量较大或仪表和执行机构之间的配管距离较远的场合，用来提高定位器控制执行机构的响应速度。

其内部结构如图3所示，当输入信号突然变大（来自定位器的输出压力），会导致输入信号和放大器之间存在压差，在该压差作用下，增速器的膜片向下移动以打开供气口来降低该压差，从而实现小流量按比例控制大流量的功能。

图3增速器内部结构图1.4气控阀气控阀是用压力讯号控制其切换气流通道的气动元件，根据作用形式可以分为二位三通式、两位五通式，气控阀具有较大的CV值，因此，在要求阀门失效快速复位的场合，常将电磁阀和气控阀组合使用，SMC部分气控阀Cv值参数如表1所示。

气动调节阀及阀门定位器的安装、校验与维护知识目标1、了解气动调节阀的结构特点、使用方法2、掌握调节机构的流量特性3、气动调节阀的正反作用选择4、熟悉气动调节阀的选型步骤5、掌握气动调节阀及阀门定位器的安装、校验与维护一、调节阀的构成调节阀由执行机构和调节机构两个部分构成执行机构指产生推力或位移的装置调节机构指直接改变能量或物料输送量的装置。

辅助装置阀门定位器——利用负反馈原理改善调节阀的性能.手操机构——用于人工直接操作调节阀.作用接受来自控制器的控制信号通过其本身的开度的变化达到调节流量的目的。

1按使用的能源形式分类气动调节阀采用气动执行机构。

电动调节阀采用电动执行机构。

液动调节阀2按使用的调节机构分类1、直行程式调节机构直通双座调节阀、直通单座调节阀、笼式套筒调节阀、三通调节阀、角型调节阀、高压调节阀、隔膜调节阀、波纹管密封调节阀、超高压调节阀、小流量调节阀、低噪音调节阀。

2、角行程式调节机构蝶阀、凸轮挠曲调节阀、V型球阀、O型球阀同一类型的气动调节阀和电动调节阀分别采用气动执行机构和电动执行机构。

气动调节阀的执行机构和调节机构是统一的整体其执行机构有薄膜式和活塞式两类或赛式行程长适用于要求有较大推力的场合而薄膜式行程较小只能直接带动阀杆。

化工厂一般均采用薄膜式。

1特点优点结构简单、动作可靠稳定、输出力大、安装维护方便、价格便宜和本质安全防爆。

缺点响应时间大信号不适于远传采用电/气转换器或电/气阀门定位器使传送信号为电信号现场操作为气动信号。

2作用方式正作用当输入信号增大时调节阀的开度增大即流过调节阀的流量增大。

气动调节阀通常称为气开阀反作用当输入信号增大时流过调节阀的流量减小。

气动调节阀通常称为气关阀3气动执行机构气动执行机构接受气动调节器或阀门定位器输出的气压信号并将其转换成相应的输出力F和直线位移l以推动调节机构动作。

薄膜式与活塞式执行机构又可分为有弹簧和无弹簧两种1气动薄膜式执行机构结构1-上膜盖2-波纹膜片3-下膜盖4-支架5-推杆6-压缩弹簧7-弹簧座8-调节件9-连接阀杆螺母10-行程标尺2工作原理当信号压力通入由上膜盖1和膜片2组成的气室时在膜片上产生一个向下的推力使推杆5向下移动压缩弹簧6当弹簧的反作用力与信号压力在膜片上产生的推力相平衡时推杆稳定在一个对应的位置推杆的位移l即为执行机构的输出也称行程。

阀门定位器及调节阀日常故障和判断智能阀门定位器在石油化工装置自动化控制系统中的应用在石油化工装置自动化控制系统中，调节阀的选用对精度而言至关重要，它的使用情况影响到产品质量，并关系到装置安全生产。

独山子乙烯厂各装置使用的调节阀包括各个厂家多种类型的产品。

但绝大多数调节阀安装的是普通类型阀门定位器。

现在独山子乙烯厂使用了美国FISHER-ROSEMOUNT公司生产的FIELDVUE智能阀门定位器，经过一年多的运行，与普通阀门定位器的性能、使用情况、性能价格比等方面进行了比较类型配用普通定位器的调节阀配用智能定位器的调节阀基本误差小于全行程的20% 小于全行程的0.5%阀门稳定性稳定极其稳定调校在现场手动调校通过校验仪在现场、机柜或与DCS通讯调校信号源4～20mA或气动信号模拟信号或数字信号性能/价格比低高PID操作无有通讯无HART协议1 FIELDVUE智能阀门定位器的工作原理和特性1.1 智能定位器原理FIELDVUE系列数字式阀门控制器有一个独立的模块基座，它可以很方便地在现场更换而不必拆现场的导线或导管。

这个模块基座包括一些子模块：I/P转换器；PWB （印刷电路板）组件；气动中继器；指示表。

模块基座可以通过换子模块而重新组合。

FIELDVUE系列数字式阀门控制器通过进入端子盒的一对双绞线接受输入信号和电能，输入信号同时到PWB组件子模块，在那里它被附加许多参数，例如多段折线性化中的节点坐标，极限值和其他数值。

然后PWB组件子模块送信号给I/P转换器子模块。

I/P转换器转变输入信号成为气压信号。

该气压信号送到气动中继器，加以放大并作为输出信号送到执行机构。

该输出信号也可以被安置在PWB组件子模块上的压力敏感元件所感受。

用于阀门执行机构的诊断信息。

阀门和执行机构的阀杆位置当作输入信号引入PWB子模块，用作数字式阀门控制器的反馈信号，数字式阀门控制器上也可以配备指示表，指示气源压力和输出压力。

阀门定位器的作用阀门定位器能够增大调节阀的输出功率，减少调节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消除不平衡力的影响，从而保证调节阀的正确定位。

定位器分类阀门定位器，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，是调节阀的主要附件，通常与气动调节阀配套使用，它接受调节器的输出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状况通过电信号传给上位系统。

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。

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。

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控制阀。

智能电气阀门定位器它将控制室输出的电流信号转换成驱动调节阀的气信号，根据调节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，使阀门开度对应于控制室输出的电流信号。

并且可以进行智能组态设置相应的参数，达到改善控制阀性能的目的。

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。

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增加时，输出信号也增加，因此，增益为正。

反作用阀门定位器的输入信号增加时，输出信号减小，因此，增益为负。

按阀门定位器输入信号是模拟信号或数字信号，可分为普通阀门定位器和现场总线电气阀门定位器。

普通阀门定位器的输入信号是模拟气压或电流、电压信号，现场总线电气阀门定位器的输入信号是现场总线的数字信号。

调节阀定位器的工作原理
调节阀定位器是压力可控系统的重要组成部分，它可以控制流体的流速和压力，是用于调节流量和压力的有效工具。

它的工作原理是：根据设定的参数，它能够使调节阀一直处于最佳的开度状态，以维持所需的压力。

调节阀定位器能够调整调节阀开度，从而控制系统中的压力。

它由一个电机和一组传感器组成，它可以检测到系统中的压力，根据压力的变化自动调节调节阀的开度。

它的工作原理是，当系统的压力值大于设定值时，定位器将指令发送给电机，电机会根据指令调整调节阀的开度，在调节阀开度变化后，系统中的压力值可以随之变化，但不会超过设定值。

调节阀定位器具有良好的精度，从而可以实现流量和压力的精准控制。

它通常包含电子和机械部分，其中电子部分可以检测到系统中的压力，并将其与设定值进行比较，进而发出指令到机械部分去调整调节阀的开度。

调节阀定位器也可以用于开关控制，其工作原理基本与压力控制相同，但可以根据系统中的压力值来控制开关的状态，即当压力值超过设定值时，开关可以关闭，反之则可以打开。

总之，调节阀定位器是一种有效的工具，用于控制系统中的压力、流量和开关状态，可以大大提高系统的运行效率，为企业提供一种可靠、稳定、低成本的运行维护服务。

除了以上介绍的压力控制和开关控制之外，调节阀定位器还可以
用于多种实际应用，如液压系统、空调控制、供水系统等，整个系统的运行安全性和稳定性也可以得到良好的保障。

调节阀定位器是一种重要的技术设备，它可以精确控制流量和压力，并保证运行效率和稳定性，是现代工业生产不可或缺的重要元素。

因此，相关行业的企业和工程师应该密切关注调节阀定位器的研发技术，以便更好地应用到实际生产环境中，更好地改善系统的性能。

控制调节阀的阀门定位器选型指南阀门定位器(又称：气动阀门定位器）是调节阀的主要附件，通常与气动调节阀配套使用，它接受调节器的输出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状况通过电信号传给上位系统。

在众多的控制应用场合中，阀门定位器是调节阀最重要的附件之一。

尤其是对于某个特定的应用场合，如果要选择一个最适用阀门定位器，那么就应注意考虑下列因素：1)阀门定位器能否实现“分程(Split_ranging)”实现“分程”是否容易、方便?具备“分程”功能就意味着阀门定位器只对输入信号的某个范围(如：4～12mA或0.02～0.06MPaG)有响应。

因此，如果能“分程”的话，就可以根据实际需要，只用一个输入信号实现先后控制两台或多台调节阀。

2)定位器的零点和量程的调校是否容易、方便?是不是不用打开盒盖就可以完成零点和量程的调校?但值得注意的是：有时候为了避免不正确的(或非法的)操作，这种随意就可进行调校的方式需要被禁止。

3)阀门定位器的零点和量程的稳定性如何?如果零点和量程容易随着温度、振动、时间或输入压力的变化而产生漂移的话，那么阀门定位器就需要经常地被重新调校，以确保调节阀的行程动作准确无误。

4)阀门定位器的精度在理想工况下，对应某一输入信号，调节阀的内件(TrimParts,包括球体/阀芯、阀杆、阀座等)每次都应准确地定位在所要求的位置，而不管行程的方向或者调节阀的内件承受多大的负载。

5)阀门定位器对空气质量的要求如何?由于只有极少数供气装置能提供满足ISA标准(有关仪表用空气质量的标准：ISA标准F7.3)所规定的空气，因此，对于气动(或电-气)阀门定位器，如果要经受得住现实环境的考验，就必须能承受一定数量的尘埃、水汽和油污。

6)零点和量程的标定两者是相互影响还是相互独立?如果相互影响，则零点和量程的调校就需要花费更多的时间，这是因为调校人员必须对这两个参数进行反复调整，以便逐步地达到准确的设定。

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。

HKPS-MODBUS电动调节阀智能定位器使用说明书一、概述HKPS-MODBUS电动调节阀智能定位器（以下简称定位器）是和电动执行机构配套使用的。

具有体积小，可靠性高，具有MODBUS通信功能等特点，是在HKPS-ASM定位器基础上的改进产品，该定位器将控制执行机构的4～20mA电流信号，与执行机构当前位置信号进行比较，并根据偏差情况，控制电动执行机构开或关动作，使执行机构位置与输入信号平衡。

该定位器还具有手动功能，能满足更多用户现场调试的需要。

本手册包括HKPS-MODBUS技术指标，接线端子定义，按键和红外遥控器的使用方法等。

用户在使用HKPS-MODBUS前，请认真阅读本手册，并按本手册提供的操作方法完成您的操作。

若在使用过程中有不清楚的地方或发现其他问题，请及时与本公司联系。

本公司将尽快回复，并解决您的问题。

TEL：（010）58859981/92FAX：（010）58859950HTTP：// E-MAIL： hart@谢谢您选用HKPS-MODBUS电动调节阀智能定位器。

二、HKPS-MODBUS电动调节阀智能定位器性能特点及接线2.1 性能与技术指标・控制精度：0.1%～5% 可通过按键设定・液晶显示：可显示阀门开度百分比、输入信号百分比以及故障状态时故障代码・通信方式：符合MODBUS协议通信・接收控制信号：MODBUS协议通信控制信号・控制信号：4 mA～20mA DC、MODBUS协议通信控制信号・工作温度范围：－20℃～＋70℃・电源：单相交流电220V±10% 50Hz・输出开关触点容量：单项交流250V，5A・位置反馈电阻：0.5K～10KΩ・定位方式选择：手动/自动・安全位置选择：输入信号故障时电动执行机构所处位置可选择全开/全闭/停止在当前位置/运行到预设位置・自动校准：零位/满位2.2 接线端子定义HKPS-MODBUS型电动调节阀智能定位器面板示意及对外接线见图1。