1、电仪作业部仪表一部 仪表维护一班 李会军定位器原理及故障处理定位器原理及故障处理 在生产过程中，控制系统对阀门提出各种各样的特殊要求，因此，调节阀必须配用各种附属装置(简称附件)来满足生产过程的需要。例如：l为了改善调节阀的静态特性（线性度）和动态特性（响应），要配用阀门定位器。l为了转换电、气信号，要配用电/气转换器。l为了使工作动力气源保持干净和保持一定的压力，要配用空气过滤减压器。l当气源中断时，为了使调节阀仍能保持一定压力信号，需要使用气动保位阀实现对调节阀行程的自锁。总之，附件的作用就在于使调节阀的功能更完善、更合理、更齐全。首先看一下没有加装阀门定位器的情况在没有加装阀门定位器的情
2、况下，系统处于开环状态。如下图所示Y KZ根据方框图可知输入与输出的关系为：Y=ZK上式表明了调节阀输入与输出的关系，很明显调节阀输入与输出之间没有约束关系，输出只取决于调节阀的放大倍数。l用于高压介质 当调节阀用于高压介质时，为了防止流体从阀杆填料处泄漏，经常把填料压盖压得比较紧，因此，在阀杆产生很大的静摩擦力，使阀杆行程产生误差。配用定位器之后，能够克服这些摩擦力的作用，也能克服流体不平衡力的作用，明显地改善了基本特性。l用于高压差 当调节阀两端的压差大于1 MPa时，介质对阀芯产生较大的不平衡力，此力将破坏原来的工作位置，使控制系统产生扰动作用，尤其是对单座调节阀，。使用定位器，可以提高
3、输出压力，增大执行机构的输出力，克服不平衡力的作用。l用于高温或低温 当温度过高或过低时，由于阀杆与填料之间的摩擦力增大，使调节信号与阀门的行程之间产生较大的误差。配用定位器之后，可以克服摩擦力的影响。l用于介质中含有固体悬浮物、粘性流体、含纤维、易结焦的场合，可以克服这些介质对阀杆移动所产生的较大阻力。l增加执行机构的动作速度 当调节器与调节阀相距较远时，气动信号管比较长，为了克服信号的传递滞后，可使用阀门定位器，让调节器输出的信号直接转换成气压信号去操作调节阀。在调节器与调节阀的距离超过60m时，效果比采用继动器要好得多。l用于调节阀口径较大的场合 当调节阀口径DN大于100mm、蝶阀口径
4、大于250mm时，由于阀芯重，阀芯截面大及执行机构气室容积增大，响应特性变差。改善特性的方法之一就是配用阀门定位器。l用于活塞式执行机构的比例动作 可以用单向定位器，也可以用双向定位器。l实现调节阀反向动作 相当把气关改成气开。l改善调节阀的流量特性 调节阀的流量特性可以通过改变反馈凸轮的几何形状来改变。因为反馈凸轮的几何形状不一样，能改变调节阀对定位器的反馈量，使定位器的输出特性变化，从而改变调节器的输出信号与调节阀位移之间的关系，即修正了流量特性。l操作非标准信号的执行机构 当以气动调节器的标准信号20-l00kPa去操作非标准信号40-200kPa，的气动薄膜执行机构时，可以有两种方法：
5、一种是在调节器与执行机构之间配用一个1：2的气动继动器，把信号压力放大一倍；另一种方法就是采用阀门定位器。l用于分程控制（气动）两台定位器由一台气动调节器来操纵，一台定位器的输人为20-60kPa，另一台定位器为60-l00kPa，控制调节阀的阀位均为0-l00%行程。l用于分程控制（电/气）两台定位器由一台电动调节器来操纵，一台定位器的输人为4-12mA，另一台定位器为12-20mA，控制调节阀的阀位均为0-l00%行程。100%2060100 KPa41220mA阀开度100%2060100 KPa41220mA阀开度ABAB100%2060100 KPa41220mA阀开度AB100%2
6、060100 KPa41220mA阀开度AB气动电气气动气动气动电气电气电气气开气闭1开1闭1闭1开分程调节特性曲线图分程调节特性曲线图从特性曲线可以看出，曲线不够陡；也不直，即喷嘴挡板机构的灵敏度与线性均不好。在喷嘴挡板的加工精度不高，挡板与喷嘴的轴线不垂直时，特性曲线a以上这段性能不好，常常只用中间ab段。在此段，挡板位移与PB的变化比较符合线性规律，并且斜率也较陡。在此段内各点均有较大及较稳定的放大倍数，机构工作既灵敏又稳定。与曲线a至b这一段相应的位移b一a，一般只有百分之几毫米。功率放大器功率放大器 l现在广泛采用耗气式放大器，它是由放大器阀体、膜片、恒节流孔、阀杆、钢球、簧片、喷嘴
7、挡板。密封橡皮垫片、盖板等组成的1一膜片2一阀杆3一恒节流孔4一钢球5一簧片6一上盘7一壳体电电/气阀门定位器原理图气阀门定位器原理图 电/气定位器中力矩马达的线圈匝数一般都在数千圈以上，故线圈是一个高能元件，当定位器引接线或线圈开路、断路的瞬间，产生反电动势，在断开处放电，可引燃爆炸物而发生爆炸或火灾。为了保证电/气阀门定位器的防暴性能，要有一定的保护措施。1、定位器必须与输出式安全栅串联使用，组成安全火化回路。2、定位器输入信号4-20mA是由输出式安全栅供给的，最大输出电压30V，最大输出电流30mA，因此限制了能量。3、定位器限能回路见后图：安全火花型电路原理安全火花型电路原理阀门定位
8、器的规范安装示意图阀门定位器的规范安装示意图OCBCOCACArctg通过求解得到上述曲线，通过对这条曲线的分析可知，这是一条标准的反三角函数的曲线，它是以输入、输出点均为50%为中点向两侧对称展开的曲线，它的特点是对称性极强，所以很容易补偿。一般制造者多采用反馈补偿板或反馈凸轮（也有叫反馈曲线板）补偿成一条与输入相对应的一条直线，从而保证了反馈的精度，保证了阀门开度与输入信号的 这种安装方式带来的现场实际现象是，阀门的始端和终端无法与信号对应，其范围基本与水平线和行程中点的偏差相等，也就是说水平线和行程中点的偏差越大，阀门行程的始端和终端的死区和非线性区就越大，同时调节阀的线性也越差。就此而论反馈杆的水平中心线是否与行程的50%点重合，关系到调节阀的线性及行程的始端和终端的死区影响。系统放大倍数的大小确定了系统的灵敏度，那反馈系统的灵敏度当然也与其系统的放大倍数关系密切如图
