定位器部分.docx

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1、定位器部分第四节 智能阀门定位器 随着工业技术和计算机技术的发展，阀门定位器从最初的气动挡板力平衡式、线圈力平衡式、电气集成力平衡式阀门定位器，发展到加入微控制器的智能型电气阀门定位器，并向全数字化和使用现场总线技术方向发展。在实际工业控制工程中，生产对流量控制方面的要求越来越高，不但要求控制精度高、响应速度快，同时要求控制方式上多样化，这就对阀门定位器的性能提出了更高要求。 目前,智能型电气阀门定位器已经越来越广泛地应用在各种工业控制领域并发挥着重要的作用。例如，如美国Fisher - Rosemount 公司生产的基于现场总线式DVC 系列阀门定位器系统,德国Siemens 公司生产的SI

2、PART PS2系列阀门定位器等,依靠各自的特色和稳定可靠的性能,已经被广泛应用于各大炼化企业中，成为生产过程控制中的重要组成部分。 在本书将以山武公司YAMATAKE SVP3000、ABB公司的TZID-C 、Siemens公司SIPART PS2系列及Fisher - Rosemount 公司的DVC6000系列智能阀门定位器为例，介绍一下智能阀门定位器的调校及故障处理。 首先我们要了解一下智能阀门定位器的结构及原理。 每种定位器在设计上都有它自己的独到之处，但在其基本原理上还是大致相同，只是在放大器的结构上采用了不同处理方法，有普通式、三位式和压电阀式等几种。而且有很多厂商在双输出调节

3、时采用外接辅助放大器来实现的。 其基本原理如下：外部条件应具备420mA的信号源与可以驱动调节的气源，接通气源将减压阀压力调整为调节阀额定压力并给定4mA的控制信号驱动定位器的电路模块及微处理器。假设给定信号值为8mA，电信号通过A/D转换模块将模拟信号装换为数字信号给微处理器将驱动EPM驱动模块控制EPM模块再将气信号给气动放大器那么定位器产生气输出，调节阀动作同时带动定位器的反馈杆动作通过VTD将位移转换成420mA的电信号给A/D转换器由微处理器进行比较处理，当给定值=控制量的时候调节阀也就稳定下来。那么微处理器的给定值 (比较值)来至初始化以后，针对不同行程的调节阀和不同的反馈杆安装位

4、置它都会产生相应的值。在这里要说明的是VTD位置传感器的动作是靠反馈杆上的大齿轮带动传感器上的小齿轮，位置传感器转角并不是360。在最大值和最小值工作区间以外有一个小的缺口也就是定位器的盲区。所以每款定位器都有它自己的转角要求。 智能定位器原理图： SFC通信接口模块 EPM驱动模块 EPM电气转换器模块气源SUP外部零点和量程调整微处理器和数字控制模块enter气动放大器输出HART275 HART通信接口 VTD位置传感器控制器4-20mA DC输入信号转换和电源模块模拟接口和A/D转换器模块注：图中虚线部位根据定位器厂家及型号选择不代表全部型号 二、安装与调试： 1、智能定位器的安装工作

5、是整个调校过程中比较重要的环节。很多的故障都源自于安装位置。安装定位器时一定要注意定位器的支架要牢固可靠保证定位器与调节阀之间为刚性连接。反馈杆的位置也应符合该定位器厂商规定的标准范围内。风管线的配置也要符合标准，选用与风管精密配合的卡套接头或快速接头，从而保证调节阀气源无泄漏。在接头密封时采用四氟带或固、液体密封剂时要保证不要进入放大器内，在调节阀气源投用时应提前做好管线的吹扫工作并家装过滤器减压阀。保证压缩空气的干燥和清洁，可提高阀门定位器的使用寿命。因为现有智能式阀门定位器的气动放大器不同以往我们使用的气动和电气阀门定位器的气动放大器，其结构多为紧密型压模封装或采用压电阀结构不可拆卸，一

6、但进入杂质将会堵塞放大器或使放大器损坏，导致无输出、输出振荡或无信号有输出现象导致无法正常工作。 另外调节阀的阀杆安装长度、弹簧的预紧力大小、调节阀的额定风压、及膜头尺寸都直接影响行程的大小在安装前请首先确认调节阀开度大小是否满足额定行程或工作需要。 在使用BOOSTER时定位器都会出现振荡的现象。需要降低BOOSTER的灵敏度。直到振荡消除。 注意：在调节阀上装有辅助设施如电磁阀等，在接线时一定要正确的连接电缆，且勿将24V或更高的电源压力接入到定位器的信号输入端子上，以免损坏定位器。特别要注意的是定位器工作环境的温度一般为-25+80。超出这一范围将加速定位器内部元件的老化和损坏。 2、在

7、下面我们介绍几种常见定位器的使用及调校方法。 YAMATAKE(山武)SVP3000系列智能阀门定位器。 一、安装注意： 直行程反馈杆转角20。超出转角定位器将不能正常工作。 风管线连接后，旋转手动M/自动A切换旋扭，切换至手动位置。调整减压阀压力使阀开度为50%，此时调整定位器位置使反馈杆成水平位置。固定好定位器，恢复风压至工作压力，将手动M/自动A切换旋扭旋转至自动位置。如果只进行简单初始化可在定位器本体上进行。 二、校验： 1、自动检测： 给定电流信号181mA。用一字螺丝刀向“UP”或“DOWN” 方向转动定位器上方的旋钮或按“UP”或“DOWN”键保持3秒钟直至阀门动作自整定开始，松

8、开按扭。 阀门自动进行全行程开关来回两次，然后在大约50%开度处稍作停留。最终停留在对应输入信号位置。整个过程大约3分钟。 2、零位量程调整： 零位调整： 输入4 mA信号。检查零点，若有偏差，用一字螺丝刀向“UP”方向转动定位器上方的旋钮或按“UP”键反阀杆向上，馈杆向上。 用一字螺丝刀向“DOWN”方向转动定位器上方的旋钮或按“DOWN”键反馈杆向下。阀杆向下。使零点到合适位置。 量程调整： 输入20 mA信号。检查量程，若有偏差，用一字螺丝刀向“UP”方向转动定位器上方的旋钮或按“UP”键反阀杆向上，馈杆向上。 用一字螺丝刀向“DOWN”方向转动定位器上方的旋钮或按“DOWN”键反馈杆向

9、下。阀杆向下。使量程到合适位置。 注意：在调整零点-量程以后不要急于断电，保持420mA信号等待20秒后在断电。用来保存整定后的数据。 三、YAMATAKE SVP3000智能阀门定位器的一般故障处理 当检测和处理故障时需要配备SFC或HART275。在与SFC通讯时应串联250电阻。 1、SVP不工作：输入信号低于3.8mA。 反馈转角超出20。适当增加反馈杆长度。 通讯器中执行器的型号不匹配。一般我们设置为 PARAM 0。 检查自动/手动开关是否处于自动位置。 2、阀门工作振荡：将摩擦系数设定值增加为重HEAVY然后将执行机构的尺寸减小。一般我们设置为 PARAM 0。 在使用一段时间后

10、在定位器的挡板上会出现污物，将影响定位器的工作。这时需清洗挡板。准备厚度为0.2mm的纸片使用名片即可。拆下定位器后端的保护罩将纸片深入伸入喷嘴和挡板之间进行清洁。清洁结束后还要对EPM进行平衡调整。加入额定的气源压力并将输入信号设定为50%使用SFC观察EPM的驱动信号，用手调整在放大器与机体之间的一个白色齿轮。将EPM驱动信号调整50%5%的位置。 ABB TZID-C智能阀门定位器校验步骤 1、安装： 安装角度： 直行程：反馈杆转角应在-28-+28之间。 角行程：反馈杆转角应在-57-+57之间。 安装完毕后，按下Mode键点击键到显示1.3，长按Enter。由系统自动校验工作角度，角

11、度应控制在0-100之间。故安装时应注意反馈杆的位置和行程驱动钉的位置。应使阀门50%行程时反馈杆水平。使行程驱动钉插入的标尺位置对应调节阀额定行程。否则初始化将会失败。 2、组态： 按住+，在点击Enter，松开按扭进入组态模式。此时显示P1.0进入线性和转角状态，根据需要按键选定其中一种模式。 3、自动检测 按住Mode+至P1.1后松开，在按住Enter显示3、2、1、0。进入调整状态，当显示COMPLETE，此时点击键自整定结束。 4、储存： 按住Mode+选择P1.4 NVSAVE模式按住Enter显示3、2、1、0松开。退出组态模式。此时按住Mode+至1.1模式即可自动操作。在每

12、项主菜单下都有一项是保存设置为该主菜单下子菜单的最后一项。 5、修改正反作用： 按住Mode+Enter键，点击键进入P2.0； 按住Mode点击键选择P2.3，正作用选择或反作用选择； 按住Mode+选择P2.7退出，按Enter保存退出。 6、分程控制： 按住Mode+Enter键，点击键进入P2.0模式该模式为信号下限出厂设置为4mA。 可根据需要，通过 键增加或减小下限信号值 。 按住Mode+Enter键，点击键进入P2.1模式该模式为信号上限出厂设置为20 mA。 根据需要，通过 键增加或减小上限信号值。 按住Mode+选择P2.7，按Enter保存退出。 7、修改旋转方向： 按住

13、Mode+Enter键，点击键进入P3.0； 按住Mode点击键选择P3.2将旋转方向设定为顺时针，逆时针。 按住Mode+选择P3.3，按Enter保存退出。 8、行程范围设定： 按住Mode+Enter键，点击键进入P3.0模式该模式为最小行程界限设定。可从0100%进行修改。出厂值0%。 按住Mode+Enter键，点击键进入P3.1模式该模式为最大行程界限设定。可从0100%进行修改。出厂值100%。 按住Mode+选择P3.3，按Enter保存退出。 9、重新启动： 在没进入组态模式前同时按住Mode+Enter+四个键，显示5、4、3、2、1、0。即可进入重新启动状态，恢复到出厂设

14、置。 注意： 本文中操作步骤2、3、4、5、6、7。均需要进入组态模式后进行操作。按住+，在点击Enter后进入组态。 每当保存结束后系统自动退出组态模式，如需要自动给定信号则，住Mode+至1.1模式即可自动操作。 ABB TZID-C一般故障的处理： 1、若定位器有信号无输出时要首先检查供气压力是否正常。 2、当屏幕显示ERROR10时指示电源压力中断或大于20毫秒。当屏幕显示ERROR11时指示电源压力下降低于最小压力。出现这两项错误时要检查信号线的配置。使用信号发生器校验时要选择输出电压5V的型号。 3、当屏幕显示ERROR12时指示位置传感器出现故障，这时要在手动操作模式检查定位器的

15、转角是否在0100之间。相应的调整定位器的安装位置。 一、西门子SIPART PS2系列智能阀门定位器 1、定位器的校验 首先将定位器固定于执行机构上，并使用相应的配件连接反馈杆。此时，调节连接杆上驱动销钉的位置，到达额定行程的位置或更高的一个刻度位置后用螺帽拧紧驱动销钉。连接相应的电气源，此时在定位器处于P manua1 方式，在显示屏上一行显示当前电位计的百分比电压值。如图4-1所示，P 37.5 显示屏下行NOINI 在闪烁显示。 图4-1 定位器上电初始化显示 通过 和 键移动执行机构达到每一个最终位置，来检查机械装置是否可在全部调整范围内自由移动。现在移动执行器，使反馈杆达到50 %

16、行程位置，显示屏将显示一个介于 P 48.0 到 P 52.0 之间的值，如果不是这种情况调整磨擦夹紧单元直到杆水平并显示 P 50.0时为止。 直行程调节阀的自动初始化调校 1.首先，按住键 5 秒以上进入组态菜单，设备默认为直行程“WAY”，显示： 2.通过点击键，切换到第二个参数 杠杆比率值设定，显示： 或 3.继续点击键，切换到第三个参数 行程数值设定，显示： 4.继续点击键 按住 ，切换到第四个参数自动初始化，显示： 键超过 5 秒，自动初始化开始，显示： 初始化进行时，“RUN1”至“RUN5”，一个接一个出现于显示屏下行。经过大约10至15 分钟，初始化完成，显示： 此时，短促按

17、压方式键 5.继续按压方式键按压方式键 ，退出自动初始化，显示： 超过5秒，退出组态。此时，定位器将处于手动模式，继续短促，定位器将切换至自动模式。 直行程调节阀的手动初始化调校 手动初始化与自动初始化调校步骤基本一致，其特点是不需硬性驱动执行机构到终点位置即可进行初始化，杆的开始和终止位置可手工进行设定。初始化剩下的步骤如同自动初始化一样自动进行。 手动初始化与自动初始化前三步设置相同， 此时，继续点击键 按住 5 秒之后，显示改变为： 按键和键趋动执行机构到你规定的两个终端位置的第一个位置，然后按键。键超过 5 秒，手动初始化开始，显示： ，切换到第五个参数，手动初始化，显示： 用这种方法

18、，当前位置被终点位置 1 取代并将切换到下一步。 同样，点击按用这种方法，当前位置被终点位置 2 取代，并将自动进行初始化操作。初始化进行时， “RUN1”至“RUN5”，一个接一个出现于显示屏下行。经过大约5至10分钟，初始化完成，显示： 至此，手动初始化完成，点击键和键趋动执行机构到你规定的两个终端位置的第二个位置，然后键。显示： 键，退出手动初始化。.继续按住键超过5秒，退出组态。此时，定位器将处于手动模式，点击 角行程调节阀的初始化调校 键，定位器将切换至自动模式。 角行程定位器的初始化调校方法与直行程大体一致，只是第一个和第二个参数需要改动，其他过程均与直行程相同。 1.首先，按住方

19、式键 点击 2.通过短按方式键，切换到第二个参数 键，将参数调整至“TURN”，显示： 5 秒以上进入组态菜单，设备默认为直行程“WAY”，显示： 杠杆比率值设定，参数自动调整至“90”显示： 接下来的自动初始化及手动初始化步骤均与直行程定位器调教步骤相同，在这里就不做赘述。 在阀门定位器的初始化过程中，读者还可能需要进行电流范围调整、正反作用调整、定位器出厂化设置等等功能。具体设置，请参考SIPART PS2 6DR5xxx-xx系列智能阀门定位器组态目录 2、相关故障处理。 在西门子定位器测初始化过程中，由于安装或者气源的问题，定位器无法完成初始化过程。总结起来通常会出现以下几种类型问题。

20、 1、 初始化第一步，出现“ERROR” 如图所示： 对于第一步出现ERROR故障，基本与定位 器无关。需要从安装和气路等找原因，比如仪表风压太低，反馈没有拧紧，气路接反等等。 2、 初始化第二步，出现如图故障： 对于上述故障，通过拨动“滑动夹紧装置调节轮”，使代码中出现“0” 。P后的开度值在510之间即可，然后退至第4步，进行自动初始化。 如图所示： 3、 初始化第二步，出现“UP1” 对于上述故障，通过拨动“滑动夹紧装置调节轮”，使P后的开度值在9095之间即可。如图所示： 对于角行程执行机构，底部出现“90_95”符号，不出现也不影响操作和精度。然后退至第4步，进行自动初始化。如图所示

21、： 在少数情况下，会出现两者交替出现的情况。在这种情况下，可以修改传动比率选择器的角度关系来改善。比如目前角度是33，将其改为90。 4、 初始化第二步，出现“MIDDL”： 此时，实际阀位应在行程的两端，点击置。然后退至第4步，进行自动初始化。 5、 初始化第二步，出现“U-d”： 对于上述故障，通过拨动“滑动夹紧装置调节轮”，使P后开度值显示比较低的数值。或者将参数2的角度关系更改一下。然后退出重新初始化即可。 6、 初始化第三步，出现“NOZZL”： 对于上述故障，定位时间太长，打开压电阀上的限流器到允许最高值。自动或手动方式只能向一个方向移动：压缩空气中含水，将定位器拆下放入5070的

22、温箱中干燥。 7、 初始化过程中，出现“RANGE”： 出现以上代码的原因是由于所选终点位置超出允许的测量范围或者是测量跨度太小。这时我们通过调整滑动夹紧装置调节轮调整电位器显示值或调整反馈杆安装位置即可解决。 键和键趋动执行机构到行程中间位二、FISHER DVC6000系列智能阀门定位器 1、DVC6000进行基本设置与自动行程校验 对DVC6000进行自动行程检验的基本步骤： 1. 确保DVC6000正确地安装在执行机构上。 2把375与DVC6000的通讯线缆连接起来。 3给DVC6000提供4-20mA的电流，并给仪表供气。 4启动375手操器，进入仪表 Online 菜单。 5把D

23、VC6000仪表模式设置为Out of Service。 6利用 Setup Wizard ，对DVC6000进行基本设置。 7双作用执行机构需要对DVC6000的放大器进行调整。 8进行自动行程校验。 使用HART375进行通讯时，接线时注意信号发生器和HART375同时接到LOOP端子的“+”, “-”极上。 进入仪表Online菜单 将375手操器与DVC6000的通讯线路连接好，并给仪表供电。打开375手操器，双击主菜单里的HART Application菜单，稍等片刻，如果375手操器可以找到仪表，它就会显示仪表的位号与 该HART仪表的Online菜 单，如图2-所示。如果375手

24、操器找 不到仪表，按照375手操器的提示 解决问题，然后重新进入HART应用 菜单。 图2-：HART仪表在线菜单 Instrument Mode必须处于Out of Service。要查看仪表模式，可以在DVC6000仪表的Online菜单里或其它菜单里，按热键 ，然后选择Instrument Mode，如果仪表模式为In Service，则在菜单里选择Out of Service，并按ENTER，就可以把仪表设置为Out of Service。 Setup Wizard菜单里，选择Configure/Setup ，进入如下界面。 Configure/Setup 选择Basic Setup，

25、进入如下界面。 Basic Setup 再选择Setup Wizard，然后根据375手操器屏幕上的提示，按照下面的步骤对仪表进行设置。 1 选择Tvl/Pressure。推荐使用Tvl/Press Man Recv ，点击ENTER。 2选择您需要的Pressure Units，点击ENTER。 3输入仪表Max Supply Pressure，请查询执行机构铭牌或规格表来填写，然后点击ENTER。 4选择仪表所安装的Actuator Manufacturer，点击 ENTER。如果使用的执行机构未在 列表中，则选择Other，并参照其 它厂家执行机构参数的设置。 5选择Actuator M

26、odel 在执行机构铭牌上可以找到如果执行机构 型号，未出现在列表中，选Other，点击ENTER。 Tvl/Pressure Pressure Unit Max Supply Pressure Actuator Manufacturer Actuator Model 6选择Actuator Size在执 行机构铭牌上能够找到执行机构的大小。点击 ENTER。 Actuator Size 7如果阀门组件中存在Volume Booster 或者Quick Release Valve ，请选择Yes；如果 没有，就选择No。然后，点击ENTER 。 Volume Booster或者Quick Re

27、lease Valve 8如果填写完毕无误，选择Send， 点击ENTER，把前面输入的数据发 送至仪表。如果需要修改，点击Edit 。 9稍等片刻，屏幕会提示是否对DVC6000的 其它组态参数使用工厂缺省设置。如果您选 Yes，375手操器会把工厂缺省值下载 到DVC6000里去。如果选择No，则会 保留DVC6000的当前设定值。 点击ENTER后，375手操器会提示 仪表设置已完成，是否要进行自动行程校 验？点击OK，可以直接开始自动行程校验。 设置向导是根据所选择的执行机构的制造商以及型号来自动设置某些参数。如果您所使用的执行机构不在列表上且选择Other作为执行机构的制造商及其型号

28、，那么设置向导会提示您按照如下步骤输入参数： Actuator Style 选择合适的执行机构类型，然后点击 ENTER，进行下步设置。 Valve Style 选择合适的阀门类型，然后点击ENTER ，进行下步设置。 Zero Pwr Cond 选择DVC6000断电时，阀门的位置，即阀 门失气时的位置，然后点击ENTER， 进行下步设置。 Feedback Conn 选择DVC6000的反馈机构的类型。通常， 如果是DVC的型号为DVC6010，且安装在行程 小于4英寸的直行程执行机构上，应该选择 SStem-Standard。否则， 应选择Rot-All, SS-Roller。然后点击E

29、NTER， 进行下步设置。 Travel Sensor Motion 屏幕会提示您是否要让阀门动作以确定行 程传感器的旋转方向。如果您选择Yes， 仪表会自动让阀门走全行程以确定行程传感 器的旋转方向。如果您选择No，那么 您需要选择当执行机构输入气压信号增加时 行程传感器的旋转方向：Count-clockwise 或者Clockwise。然 后点击ENTER，进行下步设置。 Tvl Tuning Set 选择合适的整定参数组。如果不知道哪 一组整定参数最合适时，请暂时先用一组较 慢的整定参数如C或D，然后进行校验。在校 验完成后，运行Performance Tuner来获得一组优化的整定参数

30、。点击ENTER 后，按照步骤进行。如果校验结束后 定位器出现喘振那么适当调小行程增益设定。 Auto Travel Calibration 1. 进入Auto Travel Calibration菜单 有两个途径进入Auto Travel Calibration菜单： 完成Setup Wizard后， 点击OK就可以直接开始自动行程校验。 也可以先进入如图2-21所示的DVC6000 的Online菜单。 再点击Calibrate/Setup， 进入如下菜单。 点击Travel Calibration， 得到如下菜单。 进入Auto Tvl Calib，就可以开始自动行程校验。 开始自动行程

31、校验的第一个界面会出现一个警告。由于自动校验过程中阀门全开或全关，所以375会提示校验过程会引起阀门的突然动作，选择Yes，点击ENTER，进入下一步。 如果在设置时选择的Feedback Connection是Rotary-All，则校验过程会自动完成，不需要人工干预，行程校验完成后，直接进入下面的第5步。当Feedback Connection是SStem-Standard时，375手操器会要求用户对DVC6000的反馈臂进行交叉点调整。反馈臂的交叉点调整是为提高阀门控制精度而设计的，具体步骤如下。 2. Select Crossover Adjust 屏幕会提示进行何种调整方式，有三个选

32、项。 Manual 如果第一次校验该阀门，推荐选择Manual，手动调整反馈臂的交叉点。选择Manual，点击ENTER，进入下面的第3步，需要进行一些人工操作。 Last Value DVC6000会储存上次调整过的交叉点的位置。选择此项，就通知仪表会使用上次储存的位置。校验会自动进行，直到进入5步。 Default 选择此项，一个工厂缺省的交叉点会被发送到仪表，且行程的校验过程会自动进行，直到进入第5步。 3. Select Crossover Adjustment Source 交叉点调整的信号源有2个选项。 Analog 即用4-20mA信号 源来调整DVC6000反馈臂的位置，直到它

33、到达 要求的位置。 Digital 即用HART数字 信号来调整DVC6000反馈臂的位置，直到它到 达要求的位置。 4. 调整交叉点 如果选择Analog，则进入如 下菜单。需要一边调整4-20mA信号源，一边观 察反馈臂的位置，直到反馈臂与阀杆成90位置， 如图所示。当反馈臂与阀杆垂直成90时，选择 DONE，行程校验接着会自动进行，稍 等片刻，进入下面的第5步。 如果选择Digital，则进入 如下菜单。选择增加或减小，可以使得反馈臂 的位置升高或降低。当反馈臂与阀杆垂直成90 时，选择Done，行程校验接着会自动 进行，稍等片刻，进入下面的第5步。 5. 校验Pressure Rang

34、e 行程校验完成后，进入如下菜单，375手 操器会提示是否需要设定DVC6000的输出压力 范围。如要使用压力控制模式，则必须进行压 力范围校验。选择Yes，进行压力范围 校验。 6. 输入校验信息，将仪表设置到In Service 当压力范围校验完成后，375会提示您输入校验的时间、地点、以及校验人员名字。输入这些信息后，屏幕会提示您把仪表置于In Service。如果您不需要进行其它校验工作，就选择OK，把仪表设置到In Service。进入到下面的第7步。如果还要进行其它操作，如下面介绍的Performance Tuner或Stabilizing / Optimizing ValveResponse，应该依旧保持仪表的Out of Service。 7. 检查校验后阀门线性度 把仪表设置到In Service后，可以给仪表一些输入信号，比如0%，25%，50%，75%，100%等来检查校验后阀门的线性度和对控制信号响应的准确度。至此，阀门定位器的基本设置和自动校验完成了。