1、SAMSON! /氣閥門定位器原理及功能閥門定位器伴隨著控制閥的應用已有幾十年的歷史了，由于閥門定位器的出現， 使控制閥的控制精度、抗干擾能力、響應時間、流量特性等得到了大大地改善，現在幾乎所有的控制閥都使用了閥門定位器，它已經成為控制閥不可缺少的搭檔，在自控元件中起著越來越重要的角色。本文主要介紹SAMSON閥門定位器的工作原理和功能，通過列舉模擬和數字閥門定位器，使大家能夠比 較全面地掌握閥門定位器，其目的是為了我們更好地理解和應用閥門定位器。雖然閥門定位器由最初的氣 /氣閥門定位器、電/氣閥門定位器發展到現在的數字閥門定位器、區域總線閥門定位器，但它們的基本原理和主要功能都沒有大的改變。

2、SAMSONS閥門定位器也跟隨著控制技術的發展，經歷了由氣動、電動、數字、發展到現在的區 域總線閥門定位器。在世界同類產品中，SAMSON的閥門定位器以它的結構緊湊、耗氣量低、工作可靠、定位器中可選附加功能多等優勢得到了大家廣泛的好評。為了便于大家討論，我們首先復習一下定位器中的基本自控元件。定位器中基本自控元件介紹 -電/氣轉換器原理隨著儀表技術的發展，氣動儀表領域已逐步被電動儀表和計算機控制所占領，現在只有在一些特殊的場合還在使用氣動儀表，作為儀表中的閥門附件“定位器”也由原來的氣動閥門（P/P ）定位器逐步由電/氣（E/P）閥門定位器所代替。SAMSON 6111 型電 /那么在電/氣閥

3、門定位器中輸入的電信號是如何轉換成氣信號的呢？我們以 氣轉換器為例介紹一下它的工作原理（見圖1）:>li.2arIElolan beanlPAO nd i J Si TiEntfve-ibo- 0 k> 2D mA <xi鬧 j 間l>廣QCr dS IRcrnranrni morirj 5 Ze to nd I :an 口 出聞可 jnctiin *erwonO ro 2。rrAj 9山胡訕(net in vnrsionD to 20 itA Fgpr pl 応hk運 IbVljIi.ii i *； LK-NJbltrCHg sprinqDi'ip rciTi

4、Pc ilncdnPli ir J2 OUTPUT 3-5 SUPPLY 9圖 1 Fu nction Diagram of 6111圖 1A Type 4763氣動功率放大器（8）在設計時；選用合適的彈簧力（8.2 ），使當輸入信號為 0 mA時保持輸岀PA在100mbar，這樣輸岀的壓力通過恒節流孔（8.4 ）使噴嘴（7）內有一定的背壓。當輸入的信號增加時；通電的線圈（2）切割永久磁鐵（3）的磁力線，產生向上的力-擋板（6）靠近噴嘴（7）使背壓（P0增加-膜片（8.3打開閥芯（8.5 ）-輸岀PAf。當輸入信號減少時； 擋板（6）離開噴嘴（7） t背壓（PK）減少t輸岀壓力（PA作用下膜片

5、（8.3 ） 閥芯（8.5 ）關死t輸岀壓力通過閥芯（8.5 ）釋放。當PA同PK平衡時輸岀壓力保持不變；這時電信號在線圈（2）中產生的力也同背壓（PK取得平衡。這樣輸入的電信號就轉換成氣信號了。定位器的組成以SAMSON勺4763電/氣閥門定位器（圖 1A）為例，定位器主要組成部分見圖2。45 663211413 10.2 7圖21.反饋桿（1） 2.反饋彈簧（6） 3.反饋風箱（7） 4.氣動功率放大器（7下部）5.電/氣轉 換器（21 ）定位器工作原理1.模擬定位器我們還是以SAMSONS 4763定位器為例（參考圖 3）。我們設：調節閥為FC （氣開）；定位器為正作用2 2 1(1 2

6、021 lecrd fcr 胃聲.2 and JTk< si畔 Ira-utl6.1nCo"*er plal?UT7lxAi'ipl；'5PnSMeasuring dliophnsgm1?人，rpbijnd.-qlinftiit2.1Nut9U也Lfl Hy胡亡C3V.lPsG lin&馬血飛叱姬1諱帕itre*42 WMskj: fl £ lock20Platt5?li/pconv*«wi.nil6Ronge spring102-lappy-圖3Arrtngcmcnt cF icmle/Fsppcr ku rflrtRfwF! &l

7、t;>A）閥位根據輸入信號成比例動作輸入信號Pe點氣壓反饋風箱中連桿（9）向左動作t壓緊彈簧（6），擋板（10.2 ）靠近噴嘴（10.1）7輸岀風壓ff閥桿（對于氣開閥）ff壓緊彈簧（6 ）f反饋風箱中連桿（9）向右動作f擋板（10.2 ）離開噴嘴（10.1 ）f輸岀氣壓（Pst ）J。當反饋彈簧的力與反饋風箱 的力平衡時，閥位保持與輸入信號對應的位置。B）定位當輸入信號不變時：由于工藝條件變化導致閥桿ff壓緊執行器彈簧f壓緊彈簧（6）f反饋風箱中連桿（9）向右動作t擋板（10.2 ）離開噴嘴（10.1 ）t輸岀氣壓由執行器向下的彈簧 力使閥位回到原來的地方。由于工藝條件變化導致閥桿放松

8、執行器彈簧t放松彈簧（6）t反饋風箱中連桿（9）向左動作t擋板（10.2 ）靠近噴嘴（10.1 ）-輸岀氣壓fT使執行器向上運動使閥位回到原來的地方。1概述我廠TEC裝置是全套引進日本旭化成公司的生產工藝，各裝置中使用的調節閥有很大一部分是日本山武公司生產的CV3000系列調節閥。閥上配置的閥門定位器為HEP15/16/17。該類型閥門定位器的作用是快速準確地驅動控制閥。連接到執行機構上的閥門定位器，被安裝到控制閥上,它把從控制器那里得到的電流信號轉變為氣動信號，然后傳給執行機構， 使控制閥能夠準確迅速地定位。在我廠的水聯運及投料過程中，定位器出現了一些問題，經分析和改進，掌握了對其維修和使用

9、的方法。2 工作原理閥門定位器是在力平衡系統上工作（圖1），在穩定狀態下系統通過反饋回路而達到平衡。當磁性裝置的力矩由于輸入信號的變化、摩擦或對工藝的流體反應等原因而變化時，使得力與反饋彈簧對于執行機構桿的位移所作的反應不平衡。閥門定位器調節其饋送給執行機構的輸出壓力，所以回路得到平衡。閥桿維持在對應于閥門定位器輸入信號的一個位置。圖1 HEP閥門定位器方塊圖3 調試首先調節壓力調節器，向閥門施加壓力（約 0.13MPa），使閥位指針在其行程中間位置上。從執行機構上拆下氣源管，連接到閥門 定位器的SUP連接孔上，把閥門定位器OUT!接孔和閥門的氣室連接(此時，反饋杠桿應是直角，否則需重新安裝，

10、使其成為直角)。調 至零點時給調節閥輸入電流信號(一般為 4mA，如若閥位指針指示 不在零位上，打開閥門定位器，緩慢調節調零旋鈕，使閥位指針指示 零位。調節量程時，調節定值器使其輸出值達到閥門所需的氣源壓力 值。零位調準以后，分別給調節閥輸入 8mA 12mA 16mA和20mA言 號，閥位指針應分別指向25% 50% 75呀口 100%如果指示不準確， 可微調節調零旋鈕，便能指示準確。如果效果仍不太好，那就是行程 量不足，松動量程調節鎖緊螺釘，并轉動量程調節螺釘，調節結束后 擰緊鎖緊螺釘。通過反復調整零點和量程，使執行機構的行程在公差 范圍內。4故障維修閥門定位器的常見故障分析(1) 閥門定

11、位器有輸入信號但是調節閥不動作，原因大多是電磁鐵組件發生故障或是供氣壓力不對，建議換電磁鐵組件或檢查氣 源壓力。(2) 閥門定位器沒有輸出壓力。原因為空氣中的灰塵，雜質沒有過濾徹底，導致節流孔堵死，或者是噴嘴擋板位置不正確，繼動器有缺陷等，處理辦法用0. 2mn鋼絲疏通節流孔，更換繼動器維修技術輸出壓力緩慢或不正常。在日常生產運行中，調節閥不斷的動作，會導致調節閥的膜頭受損、漏氣，造成有輸入信號但調節 閥動作緩慢的故障，使調節閥達不到及時調節的效果，處理辦法檢 查膜室，更換膜片。閥門定位器常見故障分析氣動調節閥在自動調節系統中是一個非常重要的環節。人們常把調節閥比喻為生產過程自動化的 手足”由

12、于生產過程的調節對象要求要 求調節閥具有各種各樣的特性，以滿足生產工藝的需要。在調節閥的 附屬裝置中，最主要、最實用的是閥門定位器。現場使用閥門定位器的種類非常繁多， 有氣動閥門定位器、電氣閥門 定位器、有配薄膜執行機構的閥門定位器、 有配活塞執行機構的閥門 定位器、有力平衡式閥門定位器、有位移平衡式閥門定位器，閥門定 位器的廣泛使用，在生產過程中，難免會出現各種故障，為保質、保 量、安全地生產，就必須及時排除定位器可能產生地一切故障。要排除閥門定位器地的故障，必須正確判斷閥門定位器的那一個環 節、那一個元件發生的故障。通常有如下兩種故障分析法：一是根據 閥門定位器的傳遞函數，對閥門定位器進行

13、逐個環節，逐個元件的分 析，這種對現場檢修不太適用，但對于疑難問題的分析，卻非常有效; 二是根據檢修者對故障的現象進行綜合分析和判斷，此種方法最適于 現場檢修。下面將閥門定位器可能產生的常見故障的起因分析如下： 1閥門定位器有信號輸入，但無輸出壓力信號（1）電/氣定位器，銜鐵與線圈架之間有異物。（2）恒節流孔堵塞。（3）噴嘴擋板配合不良或噴嘴擋板損壞。（4）放大器中膜片（金屬膜片或者橡膠膜片）損壞。（5）氣路連接有誤（包括放大器）。（6）電/氣定位器輸入信號線正負極接反。（7）定位器的輸入接線盒內的二極管開路或接線不良。（8）氣源壓力的大小不合要求。（9）放大器耗氣量超額定數值太大。（10）電

14、/氣定位器磁鋼極性的安裝相異。（11）放大器預緊力超重。（12）滑閥式放大器內的滑閥被異物卡死。（13）手動/自動”切換位置不對（非手動位置和非自動位置）。（14）電/氣定位器輸入電信號短路。（15）平衡彈簧安裝，調試不好。2下行程定位器輸出壓力變化緩慢（1 ）放大器的氣錐閥的錐度較小。（2）放大器膜片長期使用，產生彈性滯后現象。（3）氣動定位器的感測元件（波紋管或膜盒）長期使用，產生彈性 滯后。（4）反饋彈簧產生彈性滯后。3上行程定位器給出壓力變化緩慢（1）放大器進氣球閥陷得過深。（2）放大器耗氣量較大。（3）放大器進氣球閥沾污，流通面積減小。（4） 恒節流孔的直徑與噴嘴直徑之比小于額定值（

15、技術要求數值）。（5）噴嘴與擋板之間的配合不好。（6）銜鐵與線圈架之間有輕微的磨擦。4定位器線性不好（1）反饋凸輪或彈簧選擇不當。（2）反饋機構安裝不好。（3）反饋凸輪或彈簧安裝不當。（4）噴嘴或擋板有沾污現象。（5）滑閥式放大器內的滑閥與其接觸面有磨擦現象。（6）背壓有輕微泄漏現象。（7）整機安裝不當。（8）反饋連接桿面調節閥有卡現象。5.無輸入信號，定位器有輸出壓力（1）噴嘴有堵塞。（2）放大器進氣球閥沾污造成卡不死或者密封面損壞。（3）恒節流孔的直徑與噴嘴直徑徑比大于額定值。（4）放大器各氣路板的連接有問題。（5）放大器金屬膜片變形或安裝不良，造成閥桿將進氣球閥頂開（對 預緊力不可調放大

16、器而言）。（6）擋板已蓋住噴嘴的位置6行程不足（定位器輸出壓力達不到最大值）（1）反饋桿與執行機構推桿連接件的接觸位置不對。（2）永久磁鐵產生的磁場強度較額定值小。（3）擋板與噴嘴的配合不好。（4）反饋凸輪的初始位置選擇不良。（5）主杠桿平衡彈簧安裝不良。7. 定位器蓋上蓋后，性能會發生變化8. 定位器更新以后，會出現工作不正常9. 定位器性能變化無常10定位器輸入小信號時，輸出達最大值11定位器輸出振蕩12定位器零點漂移窗閥門定位器工作時會出現一些故障，其維修處理方法如表1表1閥門定位器故障維修故障原因分析維修閥門定位器的動作與磁性裝置出現問題更換磁性裝置輸入信號不致供氣氣源壓力達不根據調節

17、閥要求提到要求供氣源壓力連接線錯誤重新按要求接線閥門定位器沒有輸出節氣裝置堵塞將堵塞的節流裝置或噴嘴擋板之間的位從噴嘴組件上拆下來輸出壓力很低置不合適 量程調節裝置調節 螺釘位置不合適 零點位置不合適 控制繼電器不能正常工作 節流裝置0形環損 壞并疏通 般不需要調節噴 嘴擋板的位置，必須 時可擰松噴嘴的2個 夾緊螺釘，使擋板移 向噴嘴，在閥門定位 器的輸出與氣源壓力 相等時，固定噴嘴 重新調整量程 重新調整零點 更換繼電器 更換0形環輸出空氣壓力不能降低 控制繼電器不能正常工作 節流裝置松動 噴嘴擋板裝置生銹 更換控制繼電器 固定好節流裝置 拆下噴嘴擋板裝 置，用軟布輕輕擦洗， 注意不要損壞，

18、然后 固定好節流裝置滯后嚴重 磁性裝置失靈 螺釘松動 噴嘴擋板位置不合適 更換磁性裝置 固定好零位螺釘和量程調節螺釘 固定好節流裝置5結語為閥門定位器提供的壓縮空氣必須是經過過濾器清潔的空氣。 工作中拆卸的部件，在調節結束后一定要正確的固定。 注意不要使磁 性裝置受到震動或對其施加過大的力，這樣會使零件受損，工作性能 降低。應盡量減少拆卸噴嘴擋板裝置的次數。電一氣閥門定位器現場校驗時信號給定方法圃電動皿型電一氣閥門定位器（以下簡稱定位器）現場檢驗時，若按儀 表使用說明書介紹或化學工業出版社出版的 CC皿型電動單元組合 儀表一書所述的檢驗方法，均采用DF） 01型信號發生器作為定位器 的輸入信號源。在使用中至少有二點不便：一是，信號發生器需 220V AC供電，但現場220V AC供電端子很少；二是，由于信號發生 器不是“本安”儀表，危險場所不適使用。直接由調節器或手操器（對需