電氣閥門(mén)定位器的作用及選擇

1 電氣閥門(mén)定位器的作用
    常陽(yáng)電氣閥門(mén)定位器與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥本體組成調(diào)節(jié)閥（控制閥），由于調(diào)節(jié)閥行程動(dòng)作受填料密封摩擦產(chǎn)生死區(qū)和回差，定位器的核心作用是將上述對(duì)調(diào)節(jié)閥的影響量，自動(dòng)增加或減小，糾正閥桿行程產(chǎn)生的偏差，使其回復(fù)到控制信號(hào)與閥桿行程的對(duì)應(yīng)關(guān)系上，將調(diào)節(jié)系統(tǒng)干擾、超調(diào)量、滯后等不利影響減至Z小，提升被調(diào)對(duì)象的品質(zhì)。
  2 電氣閥門(mén)定位器的選擇
    電氣閥門(mén)定位器是調(diào)節(jié)閥Z重要的附件，正確合理選擇定位器應(yīng)考慮以下要素：
    （1）輸入信號(hào)分類(lèi)、范圍：
    a）氣動(dòng)輸入信號(hào)：200~100KPa；（0.2~1kg/cm2）  （0.2~1bar） （3~15psi）
    分程輸入信號(hào)：20~60；60~100 KPa
    b）電流輸入信號(hào)：4~20mA；
    分程輸入信號(hào)：4~12；12~20mA
    c）智能定位器輸入信號(hào)： FF，PROFIBOS；4~20 Ma+HART
    （2）輸出壓力分類(lèi)、范圍：
    a）單輸出：（配直行程膜片彈簧式執(zhí)行機(jī)構(gòu)）
    根據(jù)所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)的彈簧范圍來(lái)確定，此時(shí)定位器的氣源壓力有以下要求：
    20~100KPa時(shí)，氣源壓力：140KPa
    40~200；80~200；80~240KPa時(shí)，
    氣源壓力：300KPa
    120~300KPa時(shí)，氣源壓力：340KPa
    b）雙輸出：（配旋轉(zhuǎn)式無(wú)彈簧或有彈簧活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)）
    其輸出特點(diǎn)是定位器輸出可隨氣源壓力而變。
    輸出范圍：0~600KPa
    雙輸出定位器的氣源壓力應(yīng)達(dá)到輸出壓力的上限值。
    0~600KPa（可設(shè)定）
    （3）定位器位置反饋分類(lèi)、范圍：
    a）直行程位置反饋：
    0~10；0~16；0~25；0~40；0~60；
    0~100mm（產(chǎn)調(diào)節(jié)閥行程系列）
    0~14.3；0~20；0~25；0~30；0~38（40）；0~50；0~60；0~70（75） ；0~80；0~100；0~110mm（外調(diào)節(jié)閥行程系列）
    b）轉(zhuǎn)角位置反饋：
    0~90°；（球閥、蝶閥）
    0~60°；0~70°（蝶閥）
    0~50°；0~60°（偏心旋轉(zhuǎn)閥）
    由于常陽(yáng)電氣閥門(mén)定位器位置反饋— 直行程、轉(zhuǎn)角反饋量的大小由定位器的連桿臂長(zhǎng)度和凸輪的轉(zhuǎn)角來(lái)決定，各廠家介紹的死點(diǎn)有：30°；45°；70°，故超過(guò)定位器位置反饋范圍時(shí)，則需要有連桿角度的放大機(jī)構(gòu)。
（圖中所示為：CCCX2000系列電氣閥門(mén)定位器）

    （4）輸出特性的選擇：

    閥門(mén)定位器輸入信號(hào)與輸出特性“關(guān)系曲線”
    如圖1所示，以反作用為例。

    圖1中曲線（1）線性特性，產(chǎn)生效果如下：

    a）調(diào)節(jié)閥線性閥芯，構(gòu)成的流量特性為線性；

    b）調(diào)節(jié)閥等百分比閥芯，構(gòu)成的流量特性為等百分比。

    圖1中曲線（2）快開(kāi)特性；圖中曲線（3）等百分比特性。

    上述電氣閥門(mén)定位器的輸出特性與調(diào)節(jié)閥組配為硬件的靜態(tài)特性，在實(shí)際使用中，影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)特性的因素很多，如一線性閥芯的凋節(jié)閥在低S值運(yùn)行時(shí)的流量特性會(huì)畸變成快開(kāi)特性。此時(shí)，我們可用定位器輸出特性曲線（3）來(lái)修正合成線性的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。當(dāng)然，如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)已采用了調(diào)節(jié)閥等百分比閥芯時(shí)，就不必考慮定位器的輸出特性修正問(wèn)題，仍應(yīng)采用線性特性。有幾個(gè)問(wèn)題須指出：

    常陽(yáng)電氣閥門(mén)定位器的等百分比修正凸輪使用時(shí)，應(yīng)注意它有正作用和反作用之分，如圖1所示。

    有些用戶(hù)誤認(rèn)為等百分比閥芯的調(diào)節(jié)閥也應(yīng)配用等百分比修正凸輪的定位器，這就等于進(jìn)行了二次修正，會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)極不穩(wěn)定的后果。

    有專(zhuān)家論證指出，機(jī)械結(jié)構(gòu)式等百分比輸出特性的定位器不宜應(yīng)用在自控系統(tǒng)中，因定位器凸輪的加工度達(dá)不到負(fù)反饋的要求，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生發(fā)散。可采用智能式的閥門(mén)定位器來(lái)修正。

    （5）防爆定位器的選擇：

    閥門(mén)定位器系現(xiàn)場(chǎng)安裝儀表，對(duì)于氣動(dòng)閥門(mén)定位器來(lái)說(shuō)無(wú)引爆源存在，且定位器沒(méi)有發(fā)熱元件，是一天然防爆儀表。
    電/氣閥門(mén)定位器有電信號(hào)存在，如沒(méi)有防爆措施，則爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所是禁止使用的。目前內(nèi)外常見(jiàn)的防爆電/氣閥門(mén)定位器有：

    a）本質(zhì)安全型（本安型）防爆閥門(mén)定位器，采用限止電火花和熱效應(yīng)兩個(gè)可能的點(diǎn)燃源的防爆原理構(gòu)成的閥門(mén)定位器。防爆標(biāo)志：Ex ia Ⅱ CT6適用于0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)的場(chǎng)所。

    b）隔爆型閥門(mén)定位器，采用定位器外殼內(nèi)發(fā)生爆炸時(shí)有隔離的措施，不至于傳爆到外殼以外的危險(xiǎn)性氣體以免引起爆炸。防爆標(biāo)志：Ex d Ⅱ BT6適用于1區(qū)、2區(qū)的場(chǎng)所。

（圖中所示：CY1000電氣閥門(mén)定位器）

    c）增安型閥門(mén)定位器，采用定位器Z表面溫度控制在溫度組別以下，滿(mǎn)足電氣間隙和爬電距離防爆要求，以及定位器的外殼和接線盒的防護(hù)等級(jí)不低于IP54防護(hù)能力的要求。防爆標(biāo)志：Ex e Ⅱ T6同樣適用于在正常運(yùn)行條件下不會(huì)產(chǎn)生電弧或火花的1區(qū)、2區(qū)的場(chǎng)所。

    （6）輸入阻抗：輸入信號(hào)（mA）輸入阻抗（Ω）4~20一般為250  4~20mA+HART400~600

    常陽(yáng)電氣閥門(mén)定位器的輸入阻抗值下表所示，它由定位器供應(yīng)廠發(fā)布，選用時(shí)應(yīng)考慮定位器的輸入阻抗與調(diào)節(jié)儀表或DCS阻抗匹配問(wèn)題，原則上定位器的輸入阻抗不應(yīng)大于調(diào)節(jié)儀表的負(fù)載電阻。在有分程控制的系統(tǒng)，一般有二個(gè)或二個(gè)以上的定位器串聯(lián)使用，其定位器的輸入阻抗Σ不應(yīng)大于調(diào)節(jié)儀表的負(fù)載電阻。