當手動(dòng)操作器、PID調節器、DCS或PLC采用氣動(dòng)調節閥完成過(guò)程控制時(shí),需要把電信號轉成氣信號,才能控制氣動(dòng)執行器工作。滿(mǎn)足這一功能的有電氣轉換器和電氣閥門(mén)定位器,但由于這兩種儀表的結構和功能是不同的,所以在使用電氣轉換器和電氣閥門(mén)定位器中也是有區別的。
電氣轉換器
電氣轉換器的輸入電流信號與輸出壓力信號成比例關(guān)系。即輸入信號從4-20mA變化時(shí),電氣轉換器的輸出壓力也從20-100kPa變化,從而將電流信號轉換成了氣壓信號。電氣轉換器相當于是一個(gè)1:1的放大器,只不過(guò)其接收的是電信號。由于電氣轉換器與調節閥沒(méi)有機械連接,因此比電氣閥門(mén)定位器具有價(jià)格低、安裝、調試、維修方便等優(yōu)點(diǎn),所以在相同條件下應優(yōu)先選擇電氣轉換器使用。
電氣轉換器直接安裝在氣動(dòng)調節閥上來(lái)使用,不需要安裝反饋桿,但因沒(méi)有反饋環(huán)節,不能成為一個(gè)閉環(huán)控制系統,控制精度大有問(wèn)題,很少單獨使用!通常電氣轉換器要與氣動(dòng)定位器配套使用,才能實(shí)現對閥門(mén)的準確定位。
電氣閥門(mén)定位器
電氣閥門(mén)定位器實(shí)際上就是電氣轉換器和閥門(mén)定位器功能的組合。所以電氣閥門(mén)定位器的功能和作用有了進(jìn)一步的擴展如可用來(lái)提高閥門(mén)位置的線(xiàn)性度;由于其可克服閥桿的摩擦力和消除調節閥不平衡力的影響,所以很適合在高壓介質(zhì)及高壓差的場(chǎng)合應用;在大口徑調節閥上應用;在高低溫介質(zhì)調節閥上應用;也可用于快速調節場(chǎng)合,想改善調節閥流量特性的場(chǎng)合。
閥門(mén)定位器
閥門(mén)定位器是氣動(dòng)調節閥的主要附件,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(jìn)行比較,當兩者有偏差時(shí),改變閥門(mén)定位器到氣動(dòng)執行機構的輸出信號,使氣動(dòng)執行機構動(dòng)作,建立了閥桿位移信號與控制器輸出信號的一一對應關(guān)系,組成一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。
閥門(mén)定位器用途
閥門(mén)定位器是氣動(dòng)執行器的主附件,它與氣動(dòng)執行器配套使用,閥門(mén)定位器具有以下用途:
1、閥門(mén)定位器能提高閥桿位置的線(xiàn)性度,克服閥桿的摩擦力,消除被控介質(zhì)壓力變化與高壓差對閥位的影響,使閥門(mén)位置能按控制信號實(shí)現正確定位。
2、閥門(mén)定位器能增加執行機構的動(dòng)作速度,改善控制系統的動(dòng)態(tài)特性。
3、可以20-100kPa的標準信號壓力去操作40-200kPa的非標準信號壓力的氣動(dòng)執行機構。
4、閥門(mén)定位器可實(shí)現分程控制,用一臺控制儀表去操作兩臺控制閥,*臺氣動(dòng)調節閥上定位器通入20-60kPa的信號壓力后閥門(mén)走全行程,第二臺氣動(dòng)調節閥上定位器通入60100kPa的信號壓力后閥門(mén)走全行程。
5、閥門(mén)定位器可實(shí)現反作用動(dòng)作。
6、閥門(mén)定位器可修正控制閥的流量特性。
7、閥門(mén)定位器可使活塞執行機構和長(cháng)行程執行機構的兩位式動(dòng)作變?yōu)楸壤絼?dòng)作。
8、采用電氣閥門(mén)定位器后,可用4-20mA信號去操作氣動(dòng)執行機構,一臺電氣閥門(mén)定位器具有電氣轉換器和氣動(dòng)閥門(mén)定位器的雙重作用。
閥門(mén)定位器分類(lèi)
閥門(mén)定位器按輸入信號分為氣動(dòng)閥門(mén)定位器和電氣閥門(mén)定位器兩種,兩者之間存在明顯區別:
1、氣動(dòng)閥門(mén)定位器的輸入信號是20-100kPa標準氣信號。
2、電氣閥門(mén)定位器的輸入信號是標準電流或電壓信號(如4-20mA或1-5V),在電氣閥門(mén)定位器內部將電信號轉換為電磁力,然后輸出氣信號到氣動(dòng)調節閥。
3、氣動(dòng)閥門(mén)定位器可與氣動(dòng)薄膜調節閥、氣動(dòng)活塞調節閥配套使用,它接受氣動(dòng)調節儀表給出的20-100kPa信號來(lái)控制氣動(dòng)調節閥的行程,又經(jīng)過(guò)反饋系統的作用,確保閥芯位置按調節儀表來(lái)的氣動(dòng)信號,準確執行,從而實(shí)現閥芯的正確定位。
4、電氣閥門(mén)定位器與氣動(dòng)調節閥配套使用,構成閉環(huán)控制回路。把控制系統給出的直流電流信號轉換 成驅動(dòng)調節閥的氣信號,控制調節閥的動(dòng)作。同時(shí)根據調節閥的開(kāi)度進(jìn)行反饋,使閥門(mén)位置能夠按系統輸出的控制信號進(jìn)行正確定位。加入閥門(mén)定位器后,組成以閥桿位移量為副被控變量的副回路,它與原有單回路控制系統組成串級控制系統,原控制系統的被控變量成為串級控制系統的主被控變量,因此,添加閥門(mén)定位器可改善控制系統功能。由于采用凸輪作為反饋環(huán)節,因此,改變凸輪形狀能有效地改變副回路的增益,補償被控對象的非線(xiàn)性特性。對于只有固定流量特性的閥門(mén)如蝶閥,定位器可使用一個(gè)特性化的凸輪去提高修正后的流量特性。
閥門(mén)定位器經(jīng)歷了由氣-氣閥門(mén)定位器、電氣閥門(mén)定位器發(fā)展到現在的數字閥門(mén)定位器、區域總線(xiàn)閥門(mén)定位器的發(fā)展過(guò)程,但它們的基本原理和主要功能都沒(méi)有區別。
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