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(jié)構(gòu)分：氣動(dòng)閥門定位器、電氣閥門定位器及智能閥門定位器，是調(diào)節(jié)閥的主要附件，通常與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥配套使用，它接受調(diào)節(jié)器的輸出信號，然后以它的輸出信號去控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，當(dāng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作后，閥桿的位移又通過機(jī)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(tǒng)。 

閥門定位器按其結(jié)構(gòu)形式和工作原理可以分成氣動(dòng)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(diào)節(jié)閥的輸出功率，減少調(diào)節(jié)信號的傳遞滯后的情況發(fā)生，加快閥桿的移動(dòng)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(diào)節(jié)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(dòng)閥門定位器、電氣閥門定位器和智能閥門定位器。  

（1）氣動(dòng)閥門定位器的輸入信號是標(biāo)準(zhǔn)氣信號，例如，20~100kPa氣信號，其輸出信號也是標(biāo)準(zhǔn)的氣信號。 

（2）電氣閥門定位器的輸入信號是標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)部將電信號轉(zhuǎn)換為電磁力，然后輸出氣信號到撥動(dòng)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(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣信號，根據(jù)調(diào)節(jié)閥工作時(shí)閥桿摩擦力，抵消介質(zhì)壓力波動(dòng)而產(chǎn)生的不平衡力，使閥門開度對應(yīng)于控制室輸出的電流信號。并且可以進(jìn)行智能組態(tài)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，達(dá)到改善控制閥性能的目的。 

2、按動(dòng)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(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，閥門定位器只有一個(gè)方向起作用，雙向閥門定位器作用在活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸的兩側(cè)，在兩個(gè)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(shí)，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(shí)，輸出信號減小，因此，增益為負(fù)。 

4、按閥門定位器輸入信號是模擬信號或數(shù)字信號，可分為普通閥門定位器和現(xiàn)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(xiàn)場總線電氣閥門定位器的輸入信號是現(xiàn)場總線的數(shù)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(guān)的智能運(yùn)算。智能電氣閥門定位器帶CPU，可處理有關(guān)智能運(yùn)算，例如，可進(jìn)行前向通道的非線性補(bǔ)償?shù)?，現(xiàn)場總線電氣閥門定位器還可帶PID等功能模塊，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)算。 

6、按反饋信號的檢測方法也可進(jìn)行分類。例如，用機(jī)械連桿方式檢測閥位信號的閥門定位器：用霍爾效應(yīng)檢測位移的方法檢測閥桿位移的閥門定位器：用電磁感應(yīng)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(shè)定信號，進(jìn)行比較，當(dāng)兩者有偏差時(shí)，改變其到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出信號，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，建立了閥桿位移量與控制器輸出信號之間的一一對應(yīng)關(guān)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(shè)定信號的反饋控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)的操縱變量是閥門定位器去執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出信號。  （1）用于對調(diào)節(jié)質(zhì)量要求高的重要調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以提高調(diào)節(jié)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(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力，以克服液體對閥芯產(chǎn)生的不平衡力，減小行程誤差。 

（3）當(dāng)被調(diào)介質(zhì)為高溫、高壓、低溫、有毒、易燃、易爆時(shí)，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(shí)用定位器可克服時(shí)滯。 

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

（5）用于大口徑（Dg>100mm）的調(diào)節(jié)閥，以增大執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出推力。 

（6）當(dāng)調(diào)節(jié)器與執(zhí)行器距離在60m以上時(shí)，用定位器可克服控制信號的傳遞滯后，改善閥門的動(dòng)作反應(yīng)速度。 

（7）用來改善調(diào)節(jié)閥的流量特性。 

（8）一個(gè)調(diào)節(jié)器控制兩個(gè)執(zhí)行器實(shí)行分程控制時(shí)，可用兩個(gè)定位器，分別接受低輸入信號和高輸入信號，則一個(gè)執(zhí)行器低程動(dòng)作，另一個(gè)高程動(dòng)作，即構(gòu)成了分程調(diào)節(jié)。