上海申弘阀门有限公司
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西门子气动智能调节阀组成和原理本文对气动薄膜调节阀的工作原理和作用形式进行了讨论;另外对西门子SITRANS PS2阀门定位器从工作原理、调试、常见故障等方面分别进行了介绍。西门子气动调节阀是由多弹簧气动薄膜执行机构和顶导向式直通低流阻单座阀及德国进口西门子定位器组成。气动调节阀具有结构紧凑、重量轻、动作灵敏、流体通道呈S流线型、压降损失小、阀容量大、流量特性，配用德国西门子电-气阀门定位或气动阀门定位器，可实现对工艺管路流体介质的自动调节控制，广泛应用于控气体、液体、蒸汽等介质的工艺参数如压力、流量、温度、液位等参数保持在给定值。是符合IEC标准的新一代通用调节阀产品。上阀盖采用波纹管密封结构，适用于极毒、易燃易爆易挥发和稀有贵重金属介质的调节。另外该阀也可用在真空的场合。调节阀的泄漏量符合ANSI B16.104标准。
西门子阀门定位器接收到控制电流4~20mA信号会相应的关阀或开阀，如果给出的控制信号和现场阀门的实际开关方向相反，可以改变参数7SDIR来改变控制信号的动作方向。假如定位器LCD显示的阀位值、ly位置反馈?？樵洞男藕庞胧导实姆趴认喾矗梢酝ü问?8YDIR改变。 采用了通用性及互换性的?？榛杓?，结构紧凑，其特点是变化品种较多，能动地阀内进行多种不同的组合适用于各种高压差、低噪音和高精度的场合，满足用户不同的使用要求。模块化的设计有效提高了智能型气动调节阀的密封等级和使用寿命并的简化了用户在使用维护中的操作过程，从而大大提高了气动智能调节阀的综合性能。
1． 西门子气动智能调节阀组成和原理常规定位器存在的不足
1) 常规定位器多为机械力平衡原理，它采用喷嘴挡板机构，可动件较多，容易受温度波动、 外界振动等干扰的影响，耐环境性差；弹簧的弹性系数在恶劣环境下能发生改变，会造成调节阀非线性，导致控制质量下降；外界振动传到力平衡机构，易造成部件磨损以及零点和行程漂移，也使定位器难以工作；
2) 由于喷嘴本身的特性，执行器在稳定状态时也要大量消耗压缩空气，若使用执行器数量较多，能耗较大；而且喷咀本身是一个潜在故障源，易被灰尘或污物颗粒堵住，使定位器不能正常工作；
3) 常规定位器手动调校时需要使用设备、不隔离控制回路是不可能的，且零点和行程的调整互相影响，须反复整定，费时费力，非线性严重时，则更难调整。
2．西门子气动智能调节阀组成和原理智能阀门定位器的组成和原理
2.1智能阀门定位器的组成
智能阀门定位器是一种具有HART通信协议的阀门定位器，由三部分组成：微处理器电子
控制的模件，包括HART通信?？楹途偷赜没Ы缑婵?；电/气动转换器模件的压电阀；阀位传感器。西门子阀门定位器在应用中的优点。随着智能仪表技术的发展，微电子技术广泛应用在传统仪表中，大大提高了仪表的功能与性能。与常规定位器比较，智能阀门定位器具有模块化、控制精度高、免维护设计、耗气耗能少、使用成本低等优点。
?。?）精度高。西门子智能阀门定位器是基于微处理器的具有高精度的阀门位置信号传感器，能够检测到更加细微的偏差，控制精度可以达到0.5%～1%；而传统的电气类阀门定位器的精度仅为2%～5%，且具有远距离组态、调试、诊断、数据管理等操作。西门子阀门定位器采用微处理器对给定值和位置反馈作比较运算，如果微处理器检测到偏差，就会进行智能PID方式调节进入执行机构气室的气体流量，进一步提高了控制精度。
?。?）安全性能好。调节阀控制信号变化范围是0～100%，而且在极限状态下，一些微弱的干扰信号有可能导致阀门的误动作或关不死，直接产生泄露现象。西门子阀门定位器具有阀门紧闭功能，该功能可以使控制阀在控制信号范围以外保持关闭或稳定状态，可以保证当控制信号没有超过设定的紧闭范围时阀门保持关闭状态不变。同时操作人员可以从现场接线盒、端子板或在控制室这样的安全地区使用手操器、PC机或系统工作站选取信息，将面对危险环境的机会减到小，并且不必亲临现场。
（3）初始化简单。西门子阀门定位器的初始化过程基本上非常简单，通过调整执行器，使杆达到平衡位置，显示屏将显示一个介于P48.0到P52.0之间的值，并手动设置几个简单参数，大多数参数默认即可，就可以自动完成初始化过程。定位器能自动测定执行器的零点量程、作用方向、执行时间并且进行优化控制，从而大大地降低了人为因素和机械因素造成的较大误差，提高了工作效率。
?。?）丰富的自我诊断功能。西门子阀门定位器具有丰富的自诊断功能，并将故障代码显示在LCD屏上，根据故障代码工作人员可以方便地查找故障原因，从而及时地排除故障。智能阀门定位器安装在气动调节阀上，因环境温度变化、管道震动等原因都会影响阀门定位器的工作状态。综合考虑各种环境因素，智能阀门定位器在自我诊断能力技术方面有了很大的提高，如果因环境因素造成的部件失灵，智能阀门定位器将立即检测到非正常信号，并发出报警信号，供工作人员做出判断和处理。
2.2西门子气动智能调节阀组成和原理智能阀门定位器的工作原理
整个控制回路由两线、4～20mA信号控制。HART模件送出和接收叠加在4～20mA信号上
的数字信息，实现与微处理器的双向数字通信。模拟量的4～20mA信号传给微处理器，与阀位传感器的反馈进行比较，微处理器根据偏差的大小和方向进行控制计算（一级控制），向压电阀发出电控指令使其进行开、闭动作。压电阀依据控制指令脉冲的宽度对应于气动放大器输出压力的增量，同时气动放大器的输出又被反馈给内控制回路，再次与微处理器的运算结果进行比较运算（二级控制），通过两级控制输出信号到执行机构，执行机构内空气压力的变化控制着阀门行程。当控制偏差很大时，压电阀发出宽幅脉冲信号，使定位器输出一个连续信号，大幅度的改变至执行机构的信号压力驱动阀门快速动作；随着阀门接近要求的位置，命令要求的位置与测得位置的差值变小，压电阀输出一个较小脉宽的脉冲信号，断续、小幅度的改变至执行机构的信号压力，使执行机构接近新命令位置的动作平缓。当阀门到达要求的位置（进入死区）时，压电阀无脉冲输出，定位器输出保持为零，使阀门稳定在某一位置不动。
气动智能调节阀执行机构采用?？榛杓?，可在现场随意更换正、反作用形式并对弹簧进行有效的防腐?；?，从而延长了执行机构的使用寿命，方便了用户的使用。执行机构与智能电气阀门定位器的配套采用了无管路连接的设计，提高了调节阀的抗震性能、使用稳定性与调节精度。满足了对各种不同工况的调节。调节阀是控制系统的终端，一旦其发生故障，将直接影响装置的安全运行，对生产过程影响非常大。运用智能阀门定位器，能够改善调节阀的流量特性和性能，可以通过与DCS或总线设备进行数字信息通讯，提升企业生产控制能力，为装置的安全稳定生产提供保障。
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