新款智能型定位器在調節閥中廣泛應用

新款智能型定位器在調節閥中廣泛應用

隨著目前化工、冶金、電力和製藥工業的迅速發展，工藝水平和控製要求日漸提高，作為整個過程控製係統中的重要控製部件—調節閥，其作用不可或缺，並對其控製性能和可靠性、節能性提出了更高的要求。

    控製閥按驅動方式主要分為電動調節閥和氣動調節閥兩種，以適應不同的工況環境和工藝要求，電動調節閥，一般由角行程電動執行機構直接驅動閥門，通過4～20mA或0～10V的模擬信號控製閥門的開度，從而達到控製的目的。應用於角行程控製的閥門主要有蝶閥 球閥等。而電動控製閥操作簡單、無需壓縮空氣，但是響應速度慢、控製精度和調節性能較差，僅限於應用在一些對控製精度要求不高、動作頻率較低的工作場所。相比較而言，氣動調節閥憑借控製精度高、響應速度快、工作穩定性好、適用種類廣等特點，被廣泛應用於各行各業的過程控製領域。

    作為調節閥的大腦，閥門定位器對整個控製閥的控製性能和現場功能起著決定性的作用。與傳統的電－氣轉換式閥門定位器相比，智能型閥門定位器在控製閥的控製精度、響應速度、功能擴展、提高閥門自動化控製水平等方麵有著更為廣泛的應用和市場前景。所以，智能型閥門定位器被看作未來閥門定位器的發展方向。

    新型智能型閥門定位器

    不同的智能型閥門定位器既有結構和功能上的共性，同時也各有其特點。

    共同之處：

    ■作為標準的閥門定位器（電-氣轉換器功能），可廣泛應用於各種帶氣動執行機構的過程控製閥門的位置控製；

    ■作為過程控製器（自帶PID功能），與帶氣動執行機構的閥門組成智能型調節閥。可直接接收傳感器的實時過程值信號，與傳感器共同組成一個相對獨立的完整過程控製回路，實現閉環控製功能；

    ■既可結合直行程氣動執行機構的閥門如： 角座閥、截止閥、膜片閥等，采用外部線形式位置傳感器組成閥門定位控製係統；又可結合角行程氣動執行機構的閥門如：蝶閥 球閥，和隔膜式氣動調節閥等，采用內置式角行程傳感器組成閥門定位控製係統；

    ■既可用於單作用執行機構閥門，如常開型或常閉型閥門，又可用於雙作用執行機構的閥門或氣缸的控製；

    ■可帶模擬量位置反饋輸出和兩個二進製輸出信號。位置反饋信號可將閥門的實際位置或實際過程值反饋到PLC或控製器，便於係統信息采集和監控，二進製輸出信號可以擴展調節閥的控製功能和提高係統的自動化程度；

    ■良好的人機界麵，易於操作；大屏幕數字式液晶顯示器，實時顯示設定值和實際值並可顯示閥門環境溫度；三鍵式菜單指示操作，便於現場調試和維護。

    ■三線製控製器，24VDC工作電源和額外的外部設定信號；

    ■標準配置帶一體化的過程控製器功能（PID）；

    ■可選配快速排氣閥，應用於較大執行機構的閥門控製；

    ■標準的NAMUR和DINIEC連接界麵，適用於第三方公司的閥門控製；

    ■可接受外部設定信號（位置值/過程值）：0/4～20mA，0/5～10VDC；

    ■可接受傳感器信號（實際過程值）：4～20mA，可實現分體式安裝和控製。

    ■三線製控製器，可選現場總線控製：PROFIBUSDP或DeviceNet；

    ■可選配過程控製器功能（PID），包括過程自整定功能；

    ■可接受外部設定信號（位置值/過程值）：0/4～20mA，0/5～10VDC；

    ■可接受多種傳感器信號（實際過程值）：4～20mA/Pt100/Frequency；

    ■可選防爆標準：II3G/DEExT4。

    ■標準的兩線製控製器，工作電源來自4～20mA或PROFIBUSPA；

    ■低功耗設計（12.5mA）；

    ■可選本安防爆標準：EExiaIICT4/T5/T6(intrinsicallysafe)version、ATEX、FM；

    ■安全的結構設計，全鋁製外殼，內部顯示器，可在惡劣的現場環境下穩定工作；

    ■標準的NAMUR和DINIEC連接界麵，適用於第三方公司的閥門控製；

    ■可接受多種傳感器信號（實際過程值）：4～20mA/Pt100/Frequency。

    附加功能：

    上述幾種智能型定位器除了可以滿足調節閥的一些常規功能和控製之外，還可以在功能強大的微處理器控製下，通過軟件實現一些特殊的附加功能，提高整個調節閥的控製精度和自動化程度。在一些複雜的過程控製係統和有特殊工藝要求的控製係統中體現其良好的控製性和強大的係統功能。

    ■流量特性曲線

    該附加功能使用戶可以選擇一個閥門設定值和閥門行程關係的轉換特性曲線（線性/等比率特性曲線），或者由用戶定義（可自由編程的特性曲線）。

    閥門的流量特性曲線，反映了閥門流量（Kv值）和閥門行程之間的關係，它是由閥體和閥芯形狀所決定的。一般有兩種：線性和等比率。線性特性曲線中，相等的閥行程變化產生相等的流量變化；等百分比特性曲線中，閥行程變化對應於流量值的等百分比變化。

    因此，為滿足某些特殊工藝的要求：例如消毒滅菌及熱交換器的溫度控製係統、酸堿中和的在線滴定係統等，通常會對閥門的流量特性曲線提出更高的要求。而智能型定位器可以設置一種線性和多種等百分比特性的曲線，調節比分別為1:25/1:50/25:1/50:1。此外，智能型定位器還具有可自由編程的特性曲線，由用戶根據具體的閥門和應用，將設定信號按0~100%等分為21個間隔為5%的設定點，閥門的行程可以在每個設定點上重新定義，但兩個相鄰設定點之間的行程差不能超過20%。

    ■閥門緊閉功能

    該功能可以使控製閥在控製信號範圍以外保持關閉或穩定狀態。調節閥的控製信號變化範圍是0～100%，但通常情況下，一個調節閥的控製信號使用到極限位置（0和100%）的情況是很少的。而且在極限狀態下，一些微弱的幹擾信號有可能導致閥門的誤動作或關不死，產生泄露現象。所以，使用該功能可以保證當控製信號沒有超過設定的緊閉範圍時閥門使保持關閉狀態或穩定位置不變。

    ■閥門行程極限

    該功能可以設定閥門的物理行程上下限，對應於輸入信號的範圍。一般情況下，一個調節閥的行程（0～100%）對應於控製信號的變化（0～100%）。但在某些係統改造或設計選型時會碰到大管道、小流量的尷尬情況。在管道已安裝、閥門已定型的情況下，為在不改變閥門和管道的前提下，實現較小流量的精確控製，可以使用該功能將閥門的行程範圍設定在0～50%之間，而控製信號範圍不變。這樣，既保證了小流量控製的要求，又不損失閥門控製的分辨率。

    ■安全位置設定

    該功能可以設定一個調節閥在係統緊急狀態或閥門故障狀態時的安全位置。使用該功能可以通過一個優先級別較高的二進製輸入信號來控製閥門，將閥門控製在預先設定好的位置0～100%，而不取決於閥門的外部控製信號。這使得在某些特定應用環境下：比如窯爐燃燒係統的不可中斷供油係統、大型發電機冷卻和潤滑係統等，即使在故障或緊急狀態下，閥門也可以保證係統的正常運行。

    ■密碼保護功能

    該功能可以為智能型定位器設定一個密碼，但不影響定位器的正常操作顯示和手動/自動工作狀態的轉換。它隻是保護參數設置界麵，避免普通操作人員在使用過程中因失誤而錯誤修改閥門的工作參數，造成不必要的係統故障和生產損失。隻有授權技術人員可以通過密碼進入參數設置狀態，根據工藝要求對閥門參數進行調整。

借助於相應的附加功能，再結合現場生產工藝的要求和係統本身的控製過程，可使調節閥的控製精度和控製性能達到較好狀態，使整個係統的過程控製水平達到新的高度。