當(dāng)手動(dòng)操作器、PID調(diào)節(jié)器、DCS或PLC采用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥完成過(guò)程控制時(shí)，需要把電信號(hào)轉(zhuǎn)成氣信號(hào)，才能控制氣動(dòng)執(zhí)行器工作。滿足這一功能的有電氣轉(zhuǎn)換器和電氣閥門定位器，但由于這兩種儀表的結(jié)構(gòu)和功能是不同的，所以在使用電氣轉(zhuǎn)換器和電氣閥門定位器中也是有區(qū)別的。
電氣轉(zhuǎn)換器
電氣轉(zhuǎn)換器的輸入電流信號(hào)與輸出壓力信號(hào)成比例關(guān)系。即輸入信號(hào)從4-20mA變化時(shí)，電氣轉(zhuǎn)換器的輸出壓力也從20-100kPa變化，從而將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成了氣壓信號(hào)。電氣轉(zhuǎn)換器相當(dāng)于是一個(gè)1：1的放大器，只不過(guò)其接收的是電信號(hào)。由于電氣轉(zhuǎn)換器與調(diào)節(jié)閥沒有機(jī)械連接，因此比電氣閥門定位器具有價(jià)格低、安裝、調(diào)試、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，所以在相同條件下應(yīng)優(yōu)先選擇電氣轉(zhuǎn)換器使用。
電氣轉(zhuǎn)換器直接安裝在氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥上來(lái)使用，不需要安裝反饋桿，但因沒有反饋環(huán)節(jié)，不能成為一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制精度大有問(wèn)題，很少單獨(dú)使用！通常電氣轉(zhuǎn)換器要與氣動(dòng)定位器配套使用，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門的準(zhǔn)確定位。
電氣閥門定位器
電氣閥門定位器實(shí)際上就是電氣轉(zhuǎn)換器和閥門定位器功能的組合。所以電氣閥門定位器的功能和作用有了進(jìn)一步的擴(kuò)展如可用來(lái)提高閥門位置的線性度；由于其可克服閥桿的摩擦力和消除調(diào)節(jié)閥不平衡力的影響，所以很適合在高壓介質(zhì)及高壓差的場(chǎng)合應(yīng)用；在大口徑調(diào)節(jié)閥上應(yīng)用；在高低溫介質(zhì)調(diào)節(jié)閥上應(yīng)用；也可用于快速調(diào)節(jié)場(chǎng)合，想改善調(diào)節(jié)閥流量特性的場(chǎng)合。
閥門定位器
閥門定位器是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的主要附件，它將閥桿位移信號(hào)作為輸入的反饋測(cè)量信號(hào)，以控制器輸出信號(hào)作為設(shè)定信號(hào)，進(jìn)行比較，當(dāng)兩者有偏差時(shí)，改變閥門定位器到氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出信號(hào)，使氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，建立了閥桿位移信號(hào)與控制器輸出信號(hào)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，組成一閥桿位移為測(cè)量信號(hào)，以控制器輸出為設(shè)定信號(hào)的反饋控制系統(tǒng)。
閥門定位器用途
閥門定位器是氣動(dòng)執(zhí)行器的主附件，它與氣動(dòng)執(zhí)行器配套使用，閥門定位器具有以下用途：
1、閥門定位器能提高閥桿位置的線性度，克服閥桿的摩擦力，消除被控介質(zhì)壓力變化與高壓差對(duì)閥位的影響，使閥門位置能按控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)正確定位。
2、閥門定位器能增加執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作速度，改善控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。
3、可以20-100kPa的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)壓力去操作40-200kPa的非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)壓力的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
4、閥門定位器可實(shí)現(xiàn)分程控制，用一臺(tái)控制儀表去操作兩臺(tái)控制閥，*臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥上定位器通入20-60kPa的信號(hào)壓力后閥門走全行程，第二臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥上定位器通入60100kPa的信號(hào)壓力后閥門走全行程。
5、閥門定位器可實(shí)現(xiàn)反作用動(dòng)作。
6、閥門定位器可修正控制閥的流量特性。
7、閥門定位器可使活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的兩位式動(dòng)作變?yōu)楸壤絼?dòng)作。
8、采用電氣閥門定位器后，可用4-20mA信號(hào)去操作氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一臺(tái)電氣閥門定位器具有電氣轉(zhuǎn)換器和氣動(dòng)閥門定位器的雙重作用。
閥門定位器分類
閥門定位器按輸入信號(hào)分為氣動(dòng)閥門定位器和電氣閥門定位器兩種，兩者之間存在明顯區(qū)別：
1、氣動(dòng)閥門定位器的輸入信號(hào)是20-100kPa標(biāo)準(zhǔn)氣信號(hào)。
2、電氣閥門定位器的輸入信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)電流或電壓信號(hào)（如4-20mA或1-5V），在電氣閥門定位器內(nèi)部將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁力，然后輸出氣信號(hào)到氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
3、氣動(dòng)閥門定位器可與氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)活塞調(diào)節(jié)閥配套使用，它接受氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀表給出的20-100kPa信號(hào)來(lái)控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的行程，又經(jīng)過(guò)反饋系統(tǒng)的作用，確保閥芯位置按調(diào)節(jié)儀表來(lái)的氣動(dòng)信號(hào)，準(zhǔn)確執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)閥芯的正確定位。
4、電氣閥門定位器與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥配套使用，構(gòu)成閉環(huán)控制回路。把控制系統(tǒng)給出的直流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換 成驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣信號(hào)，控制調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作。同時(shí)根據(jù)調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行反饋，使閥門位置能夠按系統(tǒng)輸出的控制信號(hào)進(jìn)行正確定位。加入閥門定位器后，組成以閥桿位移量為副被控變量的副回路，它與原有單回路控制系統(tǒng)組成串級(jí)控制系統(tǒng)，原控制系統(tǒng)的被控變量成為串級(jí)控制系統(tǒng)的主被控變量，因此，添加閥門定位器可改善控制系統(tǒng)功能。由于采用凸輪作為反饋環(huán)節(jié)，因此，改變凸輪形狀能有效地改變副回路的增益，補(bǔ)償被控對(duì)象的非線性特性。對(duì)于只有固定流量特性的閥門如蝶閥，定位器可使用一個(gè)特性化的凸輪去提高修正后的流量特性。
閥門定位器經(jīng)歷了由氣-氣閥門定位器、電氣閥門定位器發(fā)展到現(xiàn)在的數(shù)字閥門定位器、區(qū)域總線閥門定位器的發(fā)展過(guò)程，但它們的基本原理和主要功能都沒有區(qū)別。
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