智能阀门定位器原理及故障处理
第二步：按DOWN键和UP键使比例臂移到上限和下限，上限值应在64～78%范围内；下限值应在36～22%范围内；且上、下限值相对于水平线（50%）的跨度之差不得大于10%。
若不能满足上述要求，可以上下移动安装滑块和左右移动比例臂中的滑动轴位置来达到要求。
然后重复第一步，直到满足以上全部条件，则安装合格。
注：若要退出检测安装位置状态，长按MODE键。
（2）配角行程执行机构
第一步：当定位器上电后进入的是自动状态显示A66.7。长按功能键MODE，这时显示器显示1CONF,短按MODE键进入参数组态，这时显示Lin，短按MODE键显示Lin闪烁，按DOWN键或UP键选择，需要显示nLin，短按MODE键确认再退回上一级菜单。按DOWN键或UP键，选择菜单3AUTE后，短按MODE键。这时显示器显示STEPO。
第二步：按DOWN键，使执行机构转轴旋转到最大角度，这时要求显示器的显示值是9%（额定转角60°时，显示值应为22%）左右，若不是，请拨动大齿轮，把显示值调到要求值。
第三步：再按UP键使执行机构转轴回到始点位置，此时显示器的显示值应在91%（额定转角60°时，显示值应为78%）附近。
要求：第二步的显示值与中间位置显示值（50%）之差和第三步的显示值与中间位置显示值（50%）之差相比较应在2%以内，若不是，可以拨动大齿轮使之满足以上要求。
3、自检方法
当定位器安装位置正确后，按动DOWN键或UP键使显示器的显示值到50.0±1%，再短按MODE键，定位器则开始自动检测。显示器显示FINISH时，表示自动检测完成，长按MODE键，进入自动控制状态（即可用4～20mA控制信号对定位器进行正常控制）。
注：在自动检测过程中长按MODE键，就可退出自检过程，进入自动状态。
4、自动运行状态和手动运行状态
系统上电后进入自动运行状态，短按MODE键则在自动运行状态和手动运行状态之间切换。自动运行下屏幕显示为A66.7，手动模式下屏幕显示为M37.5。在自动运行状态下，按下UP键，则屏幕显示当前主板温度。按下DOWN键，显示当前输入电流。手动模式下，按下UP和DOWN键，可以增加或减小阀位值。
5、故障处理
故障代码故障原因故障处理方法反馈信号断报警检查反馈杆、反馈电位器1超信号上下限报警检查反馈杆安装角度和数值2安装角度不满足要求调整安装角度至允许范围之内3漏气检查执行器、气路、IP单元等部位，消除漏点4自检6步不通过，压电阀问题IP单元故障，更换IP单元5主板故障更换主板表1川仪HVP11型智能阀门定位器故障代码及处理方法
（二）西门子SIPARTPS2智能电气阀门定位器
1、工作原理
采用微处理器对给定值和位置反馈作比较。如果微处理器检测到偏差，它就用一个五步开关程序来控制压电阀，压电阀进而调节进入执行机构气室的空气流量。
2、安装步骤
西门子定位器的安装非常简易，只需要将定位器固定在阀体上，将反馈连杆按规定接好即可。
根据现场实际情况，将气源管路连接至中间，上端接执行机构上气缸，下侧接下气缸，确保不漏气即可。
3、调试
西门子定位器的调试：由于有多种应用，所以定位器安装完成后必须与执行机构相适应(初始化)。初始化可用以下三种方式进行：
（1）自动初始化
初始化是自动进行的。定位器顺序测定作用方向，行程或转角、执行器的行程时间，并配以执行器动态工况时的控制参数。
在一台定位器上电后显示NOINI闪烁，表示未初始化。
第一步：进入组态模式：长按组态键大于5秒后，进入组态模式。
第二步：参数设置，
参数1表示选择执行机构类型，默认VAY：表示直行程执行机构。按+或—键即可改变设置。TURN为角行程执行机构。
参数2表示旋转角度，对于角行程执行机构，均选择90°。对于直行程执行机构，当行程大于25mm时也选择90°。注意：所选角度要与传动比率选择器相对应。
参数3表示阀杆范围，默认为OFF。角行程，可选OFF直行程，可选OFF也可根据实际行程选择相应的长度。通常按大一级别选择。
参数4表示自动初始化，默认NO。按住“+”键大于5秒，即可执行自动初始化。
自动初始化将分5步进行
RUN1：确定正、反作用
RUN2：调节零点和行程
RUN3：测定执行时间（漏气量测试）
RUN4：最小化定位增量
RUN5：优化瞬时响应
这5步将自动进行，无需人为干涉即可自动完成。
当显示FINSH时，即表示初始化完成。按组态键5秒后退出组态模式，进入运行模式。
（2）手动初始化
执行机构的行程或转角可用手动调整；其余参数同自动初始化一样自动测定。这一功能在软端停时需要
按上述方法（自动初始化步骤）进入参数5，表示手动初始化。
参数5内，按“+”键5秒后，即可进入手动初始化第一步：第一位置的设定。
按相应键驱动执行机构之相应的阀位。如：最小阀位。按组态键一下，确认完成第一位置，同时进入第二位置设定点。
按相应键驱动执行机构之相应的阀位。如：最大阀位。按组态键一下，进入初始化状态。以下过程与自动初始化过程相同。
（3）复制初始化参数（定位器的置换）
对具有HART功能的定位器，其初始化数据可以读出并传送到另一个定位器。因此，更换一台故障定位器，不会因为初始化而中断生产过程。
4、初始化过程中的常见故障
在初始化过程中，由于安装和气源的问题通常会出现以下问题：
问题一：在初始化RUN1时，出现ERROR信息，执行器不动作。
解决方法：第一步就出现ERROR,一般不是定位本身原因，需检查安装气路。是否气源压力过小；反馈连杆是否松动；进气口与出气口是否接反等。
问题二：在初始化进行到RUN2时，出现diulU信息。
解决方法：通过拨动滑动夹紧装置的调节轮使代码中出现diulU“0”，让P后面的阀位显示在5-10之间即可。
问题三：第二步过程中还会出现故障信息UP1
解决方法：只需要拨动滑动夹紧装置的调节轮使P后面的阀位显示在90-95之间即可。
少数情况下会出现，问题二和问题三交替出现，则可修改传动比率选择器的角度关系来改善。比如把33°改为90°即可解决。
问题四：在初始化第二步过程中还会出现故障“MIDDL”信息。
解决方法：按住相应“-”、“+”键，驱动执行机构，当行程至中间位置，即P后阀位显示50左右时，即可退回到参数4重新进行自动初始化。
问题五：在初始化第二部过程中出现故障“U-d”信息。
解决方法：调节滑动夹紧装置的调节轮，使P后开度值显示比较低的数值。或者将参数2由把33°改为90°即可解决。
问题六：在初始化进行到第三步过程中出现故障“NOZZL”信息。
解决方法：用内六角扳手调节排气量即可解决。
问题七：在手动初始化过程中会出现故障“RANGE”信息。
解决方法：此故障代码表示，所选终点位置超出允许的测量范围或者是测量跨度太小。只需通过“-”“+”键驱动到另一位置即可。
（三）YTC-2500智能电气阀门定位器
1、工作原理
工作原理参考川仪HVP11智能阀门定位器工作原理
2、调试步骤
接通气源，检查减压阀后压力是否符合执行器的铭牌参数要求，供气压力范围是0.14-0.7MPa(1.4‐7kgf/cm2)，请不要超过这个范围使用；
接通4---20mA输入信号。（定位器的工作电源取自输入信号，由DCS二线制供电，不能将DC24V直接加至定位器，否则有可能损坏定位器电路）；
检查位置反馈杆的机械安装，拆下气缸锁定螺丝，并检查气源管路防止漏气；
（1）手动方式检查执行机构动作
①在运行模式下，按住键6秒，直至屏幕显示[AUTOCAL]
②按键或键，切换屏幕显示[MANUAL]
③按下键，进入手动方式，屏幕显示[*MAxxx]，其中xxx为手动设定指令，可使用键盘操作执行机构动作
④按下键或者键可以手动控制气缸慢速动作，按住键同时按下键或者键可以手动控制气缸快速动作,手动操作无误后，按键退出手动操作模式
⑤手动操作时，检查气缸的开关位置能否到位，动作速度是否正常，定位器及管路是否有漏气。
（2）进入自动整定
①在运行模式下，按住键6秒，直至屏幕显示[AUTOCAL]
②按下键，屏幕显示[AUTO1]
③按键或键，切换屏幕显示[AUTO2]
④按下键，定位器开始自动整定，整定结束后屏幕显示[COMPLETE],并自动保存退出至运行模式下
3、定位器错误代码
错误代码代码描述及原因解决措施MTERRL定位器低限位错误。调整执行机构反馈杆，使定位器动作时碰不到低限位限位挡板。MTERRH定位器高限位错误。调整执行机构反馈杆，使定位器动作时碰不到高限位限位挡板。CHKAIR定位器控制不动作。确认供气压力是否正常。RNGERR因反馈连杆安装不合适，导致反馈电位器有效转角过小。增加执行机构反馈杆转角变化范围C阀门不动作或动作过慢或气源输入压力发生变化导致偏差大于10%以上的错误并且持续1分钟以上确认气源输入压力调整为正常范围内的气压重新进行自动设定D阀门摩擦力或气源输入压力发生变化导致I值接近最大或最小确认气源输入压力调整为正常范围内的气压重新进行自动设定返回搜狐，查看更多压电阀结构原理及其在智能阀门定位器中的应用
压电阀结构原理及其在智能阀门定位器中的应用2018/10/160:34:43人评论次浏览分类：控制阀 文章地址：http://yunrun.com.cn/tech/2210.html
智能阀门定位器的气动部件一般由电-气转换器和气动放大器组成。电-气转换器主要使用两类技术：基于非对称构造晶体的压电效应材料的压电阀技术，通常接受数字信号(电脉冲)产生两位动作气动输出；基于电磁原理和气动喷嘴/挡板机构的I/P转换器技术，通常接受模拟电信号产生连续动作气动输出。德国Siemens的SIPARTPSSP2和美国NelesMetso的ND9000的智能阀门定位器，采用的是压电阀结构的电-气转换器；而美国Fisher的DVC6000、德国SAM-SON373X、日本阿自倍尔SVP3000等阀门定位器，采用的是喷嘴挡板结构的电-气转换器。这两种结构的电-气转换器，代表了目前国际上智能定位器的主流。压电阀是利用压电材料的压电效应来实现阀的动作的一种新型控制阀，它具有精度高、相应快、功耗小、寿命长、结构紧凑等优点。介绍常用的几种压电阀的结构和工作过程，以及带压电阀的智能阀门定位器的气路结构，并以Siemens的SIPARTSP2智能阀门定位器为例，阐述采用压电阀技术的智能阀门定位器的工作原理。1、压电阀的结构及工作原理压电阀基于逆压电效应原理工作，具有节能低功率(驱动电流仅10MA)、精密微型化、高速响应和耐用性好的显著特点，也易于阀门定位器全数字化。目前，智能阀门定位器气动部件中的压电阀组件，大都由德国贺尔碧格(hoerbiger)公司生产，主要采用P9系列压电阀片和P20系列压电阀组件，Siemens公司的PS2使用的压电阀组件也是向贺尔碧格定制的。以贺尔碧格公司的压电阀为例，介绍其结构和工作原理。①直动式压电阀压电阀的原理是利用压电材料在电场作用下的变形，来实现气动阀的进气口的开启和关闭。微型直动式换向阀结构如图1所示:图1 直动式压电阀的结构及工作原理压电阀中间的弯曲部件为压电材料组成的压电片。压电片的结构为极薄的弹性金属片两面粘结而成的压电晶体，在压电片的两个工作面上真空镀膜形成两个电极，利用压电片在电场作用下的变形，来实现微型气路两位式开关换向。当压电晶体不通电时，压缩空气的输入孔1被封闭，输出孔2和通大气孔3相通，输出气压为大气压，相当于阀关；当压电晶体通电时，上层晶体收缩，下层晶体伸长，上翘的机械变形有几十微米，通大气孔3封闭，压缩空气由孔1流向孔2，输出气压信号，相当于阀开。压电片弯曲度与输入电压有关，响应时间小于2ms，两位开关动作的滞环电压约为4V。压电阀也可制成比例输出型，但因其上下行存在较大滞环(动作电压相差约2V），故在智能阀门定位器气动部件中很少使用。②功率放大型压电阀直动式压电阀实现了电信号到气信号的控制转换，但是在阀门定位器中，还需要把气信号放大来驱动调节阀的执行机构动作，为了解决气信号放大的问题，生产厂家研制了功率放大型压电阀。P20系列压电阀的内部结构和工作原理如图2所示：图2直动式压电阀的结构及工作原理P20由P9直动式压电阀片、气动放大器(由气室、膜片、阀芯组成)、微减压器和过滤器等部件组成。气路结构类似于两位三通的电磁阀，有气源口、进气口(连接执行机构)和排气口(连接大气)。工作电压为24VDC，响应时间小于20ms，气源压力120-800kPa，最大气量7.8Nm3/h。图2中，左侧为断电状态下的气路状态，右侧为通电状态下的气路状态。当压电阀通电时，压电片动作使经过减压、过滤后的气源接通直动式压电阀的输出气孔，气信号作用在气动放大器的膜片上驱动主阀打开，使气源信号通过主阀的阀芯连接到进气口2，然后再输出到执行机构，驱动阀门动作，同时关闭排气口。当压电阀失电时，压电片动作封住空气输入孔，同时输出气孔和排气孔连通，气动放大器的气室内的气体通过排气孔放空，气功放膜片在主阀弹簧的作用下复位，主阀的阀芯关闭，P20的进气口和排气口连通，执行机构内的气体通过排气口排出，阀门因失风在弹簧作用下向相反的方向动作。 功率放大型压电阀，在结构上相当于一个直动式压电阀和一个气动信号放大器的组合体，在实现电信号到气信号的控制转换的同时，也实现了气动信号的功率放大，为智能阀门定位器的设计、制造提供了便利，因此功率放大型压电阀也广泛地应用在智能阀门定位器的气路控制中。2、带压电阀的智能阀门定位器①气路结构采用压电阀结构的智能定位器，其气路结构通常由两个功率放大型压电阀组件(PV1、PV2)和两个单向阀(RV1、RV2)组成，如图3所示。图3 带压电阀的智能阀门定位器的气路结构气动组件可有三种气路逻辑状态：a、状态一：PV1通电、PV2通电、RV1打开、RV2关闭；定位器输出气压信号到控制阀气动执行机构的膜室，调节阀的阀杆朝着一个方向运动。b、状态二：PV1断电、PV2通电、RV1关闭、RV2关闭；定位器的气路处于封闭状态，封住通到气动执行机构的气路气压，整个定位器及调节阀的气路处于保持状态，调节阀的阀位保持不变化。c、状态三：PV1断电、PV2断电、RV1关闭、RV2打开；定位器的气路处于排气状态，气动执行机构的膜室经压电阀气路通大气，把执行机构膜室内的气体排掉，调节阀的阀杆朝着相反的方向(与状态一相比较）运动。智能阀门定位器通过上述三种气路状态来实现调节阀的气路调节，进而控制调节阀动作。②智能阀门定位器工作原理智能阀门定位器与传统定位器相对比，在控制原理上基本相同，均是将输入信号与位置反馈进行比较后对输出压力信号进行调节。但在执行元件上智能定位器和传统定位器完全不同，即工作方式不同：智能阀门定位器采用微处理器为核心，并采用新型电-气转换器件。西门子SIPARTPS2系列智能电气阀门定位器就是以微处理器为核心，利用新型的压电阀代替传统定位器中的喷嘴、挡板调压系统来实现对输出压力的调节控制，从而实现阀门位置的精确定位。SIPARTPS2系列定位器结构如图4所示，主要包括压电阀单元组件、压电驱动电路单元、微处理器单元、液晶显示操作面板、阀位传感器、输入电路等部分。SIPARTPS2的工作原理：阀杆位置传感器检测阀门的实际开度信号，通过A/D转换变为数字信号，与定位器外部设定(输入）的数字信号在CPU中进行对比，计算二者偏差值，如偏差值超出定位精度，则CPU输出控制信号使两个压电阀动作。当外部设定信号大于阀位反馈时，压电阀V1打开，输出气源压力P1增大，执行机构膜室内的压力增加使阀门开度增加，阀位反馈信号和输入信号之间的偏差减小；外部设定信号小于阀位反馈信号时，压电阀V2打开，通过排气孔排气从而减小输出气源压力P1，执行机构膜室内的压力减小使阀门开度减小，二者偏差减小。SIPARTPS2智能定位器的特点：输出压力调节采用PID脉宽调制(PWM)技术，迅速准确；采用新型压电阀器件，保证控制高精度；定位器的耗气量极小。采用压电阀技术的智能定位器具有控制精度高、调节速度快、耗气量小等优点，代表了智能定位器未来的发展方向，随着时间的推移和技术的进步，压电阀应用将更加广泛。猜您喜欢压电阀组件常见故障及处理
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