上海電氣閥門有限公司表示，隨著科學(xué)計(jì)算的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化技術(shù)也不斷提高，調(diào)節(jié)閥作為電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要部分，其性能的高低和總體電氣控制系統(tǒng)的控制精度以及產(chǎn)品質(zhì)量具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。閥門定位器是智能電氣閥的關(guān)鍵部件，其能夠有效解決閥桿的摩擦力以及介質(zhì)的不均衡干擾，進(jìn)而提高調(diào)節(jié)閥的控制效率和準(zhǔn)確性。閥門定位器在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的作用，隨著過程控制技術(shù)的發(fā)展，定位器的性能也應(yīng)逐漸增強(qiáng)。當(dāng)前越來越多的公司，如ABB、FISHER公司等生產(chǎn)出了智能化的電氣閥門定位器，這些智能定位器具有自主化、簡(jiǎn)便化等優(yōu)勢(shì)。
當(dāng)前的智能電氣閥門定位器大都依據(jù)力平衡理論進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過重復(fù)調(diào)整不同的彈簧螺釘實(shí)現(xiàn)力均衡，最終對(duì)流量進(jìn)行有效的控制。電氣定位器的結(jié)構(gòu)較為單一，并且容易受到溫度、振動(dòng)變化的干擾，對(duì)安裝檢修技術(shù)的要求較高；并且需要對(duì)定位器零點(diǎn)，以及行程進(jìn)行多次調(diào)整。智能電氣閥門定位器控制模型，需要操作人員現(xiàn)場(chǎng)對(duì)部件的氣腔體積、氣源的變化性、電氣轉(zhuǎn)換模塊的非線性等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，存在效率低、誤差大以及時(shí)間滯后等問題。因此，需要新一代的智能電氣閥門定位器解決這些問題。
智能電氣閥門定位器工作原理分析
智能閥門定位器主要用于調(diào)控控制閥，采集控制器輸出的電流控制信號(hào)，通過氣壓信號(hào)調(diào)控閥門。調(diào)控閥產(chǎn)生動(dòng)作后，閥桿會(huì)產(chǎn)生一定的位移，并將相關(guān)的信號(hào)傳遞到閥門定位器。定位器對(duì)輸入控制信號(hào)和閥位反饋信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析，如果兩種信號(hào)不同，則促使閥門的驅(qū)動(dòng)部件進(jìn)行工作，直至兩種信號(hào)相同為止。如果兩種信號(hào)相同，則驅(qū)動(dòng)部件不會(huì)對(duì)閥位進(jìn)行調(diào)節(jié)。智能電氣閥門定位器具有控制精度高、自主分析性強(qiáng)、效率高等優(yōu)勢(shì)。
智能電氣閥門定位器的工作原理用圖1描述，關(guān)鍵的控制電路是單片機(jī)，其可采集控制器的閥門開度信號(hào)（4～20mA），獲取該信號(hào)同實(shí)際的開度反饋信號(hào)差，按照該信號(hào)差的方向以及大小產(chǎn)生電壓信號(hào)并對(duì)電氣動(dòng)放大器PV1以及PV2進(jìn)行控制。
隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)的集成度也不斷增強(qiáng)，進(jìn)而提高總體部件的運(yùn)行效率和準(zhǔn)確性；以單片機(jī)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)中主要采用PID控制算法完成定位控制；但是隨著設(shè)備復(fù)雜程度的增加，這種控制方法的弊端逐漸顯現(xiàn)。主要是由于氣壓經(jīng)過單向閥A以及B的開關(guān)對(duì)閥門膜頭的進(jìn)氣以及出氣量進(jìn)行調(diào)控，促使閥芯的位置發(fā)生變化，從而對(duì)氣氛的開度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)控，實(shí)現(xiàn)閥門的準(zhǔn)確定位。如果正信號(hào)誤差較大，則產(chǎn)生的一系列信號(hào)將會(huì)導(dǎo)致單向閥A快速開啟，單向閥B閉合，使得閥門膜頭的氣壓增加，否則負(fù)信號(hào)誤差較大時(shí)，產(chǎn)生的信號(hào)使得閥快速A閉合，閥B快速開啟，使得閥門膜頭氣壓降低，慣性增大。如果信號(hào)差是零，則產(chǎn)生的信號(hào)使得閥A和B都閉合，此時(shí)閥門膜頭氣壓的穩(wěn)定性被破壞，形成控制信號(hào)模糊化，控制超調(diào)現(xiàn)象，影響控制精度。
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