閥門定位器的原理和分類

來源：上海法登閥門有限公司 2020年05月19日 18:13

　　德國VATTEN法登閥門為您淺析閥門定位器的原理和分類

　　閥門定位器（valvepositioner）閥門定位器按結構分：氣動閥門定位器、電氣閥門定位器及智能閥門定位器，是調節閥的主要附件，通常與氣動調節閥配套使用，它接受調節器的輸出信號，然后以它的輸出信號去控制氣動調節閥，當調節閥動作后，閥桿的位移又通過機械裝置反饋到閥門定位器，閥位狀況通過電信號傳給上位系統。

　　閥門定位器按其結構形式和工作原理可以分成氣動閥門定位器、電-氣閥門定位器和智能式閥門定位器。

　　閥門定位器能夠增大調節閥的輸出功率，減少調節信號的傳遞滯后的情況發生，加快閥桿的移動速度，能夠提高閥門的線性度，克服閥桿的摩擦力并消除不平衡力的影響，從而保證調節閥的正確定位。

01 閥門定位器的分類

　　1、閥門定位器按輸入信號分為氣動閥門定位器、電氣閥門定位器和智能閥門定位器。

　　(1)氣動閥門定位器的輸入信號是標準氣信號，例如，20~100kPa氣信號，其輸出信號也是標準的氣信號。

　　(2)電氣閥門定位器的輸入信號是標準電流或電壓信號，例如，4~20mA電流信號或1~5V電壓信號等，在電氣閥門定位器內部將電信號轉換為電磁力，然后輸出氣信號到撥動控制閥。

　　(3)智能電氣閥門定位器它將控制室輸出的電流信號轉換成驅動調節閥的氣信號，根據調節閥工作時閥桿摩擦力，抵消介質壓力波動而產生的不平衡力，使閥門開度對應于控制室輸出的電流信號。并且可以進行智能組態設置相應的參數，達到改善控制閥性能的目的。

　　2、按動作的方向可分為單向閥門定位器和雙向閥門定位器。單向閥門定位器用于活塞式執行機構時，閥門定位器只有一個方向起作用，雙向閥門定位器作用在活塞式執行機構氣缸的兩側，在兩個方向起作用。

　　3、按閥門定位器輸出和輸入信號的增益符號分為正作用閥門定位器和反作用閥門定位器。正作用閥門定位器的輸入信號增加時，輸出信號也增加，因此，增益為正。反作用閥門定位器的輸入信號增加時，輸出信號減小，因此，增益為負。

　　4、按閥門定位器輸入信號是模擬信號或數字信號，可分為普通閥門定位器和現場總線電氣閥門定位器。普通閥門定位器的輸入信號是模擬氣壓或電流、電壓信號，現場總線電氣閥門定位器的輸入信號是現場總線的數字信號。

　　5、按閥門定位器是否帶CPU可分為普通電氣閥門定位器和智能電氣閥門定位器。普通電氣閥門定位器沒有CPU，因此，不具有智能，不能處理有關的智能運算。智能電氣閥門定位器帶CPU，可處理有關智能運算，例如，可進行前向通道的非線性補償等，現場總線電氣閥門定位器還可帶PID等功能模塊，實現相應的運算。

　　6、按反饋信號的檢測方法也可進行分類。例如，用機械連桿方式檢測閥位信號的閥門定位器：用霍爾效應檢測位移的方法檢測閥桿位移的閥門定位器：用電磁感應方法檢測閥桿位移的閥門定位器等。

02 定位器的作用原理

　　閥門定位器是控制閥的主要附件.它將閥桿位移信號作為輸入的反饋測量信號,以控制器輸出信號作為設定信號，進行比較，當兩者有偏差時，改變其到執行機構的輸出信號，使執行機構動作，建立了閥桿位移量與控制器輸出信號之間的一一對應關系。因此，閥門定位器組成以閥桿位移為測量信號，以控制器輸出為設定信號的反饋控制系統。該控制系統的操縱變量是閥門定位器去執行機構的輸出信號。 (1)用于對調節質量要求高的重要調節系統，以提高調節閥的定位精確及可靠性。

　　(2)用于閥門兩端壓差大(△p>1MPa)的場合。通過提高氣源壓力增大執行機構的輸出力，以克服液體對閥芯產生的不平衡力，減小行程誤差。

　　(3)當被調介質為高溫、高壓、低溫、有毒、易燃、易爆時，為了防止對外泄漏，往往將填料壓得很緊，因此閥桿與填料間的摩擦力較大，此時用定位器可克服時滯。

　　(4)被調介質為粘性流體或含有固體懸浮物時，用定位器可以克服介質對閥桿移動的阻力。

　　(5)用于大口徑(Dg>100mm)的調節閥，以增大執行機構的輸出推力。

　　(6)當調節器與執行器距離在60m以上時，用定位器可克服控制信號的傳遞滯后，改善閥門的動作反應速度。

　　(7)用來改善調節閥的流量特性。

　　(8)一個調節器控制兩個執行器實行分程控制時，可用兩個定位器，分別接受低輸入信號和高輸入信號，則一個執行器低程動作，另一個高程動作，即構成了分程調節。

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