1、概述

　　在石油化工生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥的選用對控制精度而言至關(guān)重要，它的使用情況影響到產(chǎn)品質(zhì)量，并關(guān)系到裝置的安全。而閥門定位器作為調(diào)節(jié)閥的主要附件，能夠改善閥門特性，提高控制的精度和速度，是提高調(diào)節(jié)閥控制性能的一個重要前提。目前，國外有許多著名公司如西門子公司、ABB、FISHER公司等開發(fā)的智能化電氣閥門定位器，而智能定位器具有高度自動化、安裝簡單、免日常維護等優(yōu)點，應(yīng)用也越來越廣泛。

2、智能定位器的優(yōu)越性能

　　傳統(tǒng)常規(guī)定位器采用的是機械力平衡原理即噴嘴擋板機構(gòu)，存在以下幾個問題：

　　(1)可動部件多，易受外界振動的影響。

　　(2)耐環(huán)境性差，易受溫度波動的影響。

　　(3)由于尺寸襯墊摩擦等影響，不易實現(xiàn)最佳控制。

　　(4)噴嘴易被灰塵和污物顆粒堵住，造成定位器不能工作。

　　(5)須提供連續(xù)氣源，能耗大。

　　(6)運行中不能進行手動調(diào)整，且手動調(diào)整很費時。

　　而智能定位器剛好能在這些方面提高其性能，具有高環(huán)境適應(yīng)性、控制精度高、投運維護量小和操作費用低等方面的優(yōu)越性能，并且在實際的應(yīng)用中也發(fā)揮出了重要作用。

3、智能定位器操作原理及功能

3.1、智能定位器操作原理

　　智能定位器一般由微處理器(μCPU)、轉(zhuǎn)換器、電磁閥和壓電控制閥及雙氣動系統(tǒng)等部分組成。其操作原理不同于原來的噴嘴擋板結(jié)構(gòu)式定位器，其給定值和設(shè)定值的比較均是通過電信號來比較，而不再是通過力或力矩平衡來實現(xiàn)。用微處理器的程序代替原來易受干擾的力平衡方式，可消除理轉(zhuǎn)換及機械傳動產(chǎn)生的問題。

　　其操作原理如下：通過剛性的不振蕩的連桿，把調(diào)節(jié)器的行程或轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成電信號，多數(shù)通過電位器，西門子公司采用的不是常規(guī)的電位器，而是一種裝有球軸承和非常耐用電阻薄片。給定電信號也輸入至微處理器，微處理器將兩種信號比較，產(chǎn)生偏差。產(chǎn)生偏差后，微處理器發(fā)出一個控制指令，通過一個五通路的插件傳遞給壓電式閥，控制壓電式閥的輸出壓力，也就是控制執(zhí)行機構(gòu)氣室的壓力，從而控制調(diào)節(jié)閥的動作。當(dāng)偏差較大時，輸出一個連續(xù)的指令;偏差較小時，無控制指令輸出;當(dāng)偏差適中時輸出一個連續(xù)的脈沖指令。

3.2、智能定位器的主要功能：

　　(1)簡化行程和壓力換向的調(diào)整。

　　(2)實現(xiàn)分程調(diào)解。

　　(3)可調(diào)節(jié)響應(yīng)速度，防止長管道壓力波動。

　　(4)可選擇流量特性。

　　(5)規(guī)定調(diào)節(jié)閥的上下行程。

　　(6)實現(xiàn)報警功能。

　　(7)據(jù)診斷和監(jiān)測功能。

　　(8)實現(xiàn)在線修改參數(shù)。

　　(9)功耗僅為常規(guī)定位器的百分之零點二。

4、智能定位器的調(diào)試

　　由于智能定位器具有微處理器，能夠存儲相當(dāng)多的內(nèi)部參數(shù)，也能夠處理相當(dāng)多的運算步驟，因此，它的調(diào)試與常規(guī)的定位器調(diào)試方法截然不同。以西門子智能定位器SIPARTPS為例，主要有以下三個步驟：

4.1、智能定位器的安裝

　　與常規(guī)定位器相比，智能定位器同樣有專用的安裝板和行程銷，同樣需要安裝緊固，同樣需要在開度一半時，反饋桿保持水平。

　　另外，在西門子智能定位器背面一側(cè)，還有上下公差帶的區(qū)域標(biāo)志，在上公差帶內(nèi)必須保證閥門開度在4.0%~13%，在下公差帶必須保證閥門開度在54%~97%。否則，就不能自檢成功。

4.2、智能定位器的自檢調(diào)試

　　(1)智能定位器接入回路后，定位器的液晶顯示屏上顯示Pⅹⅹ.ⅹ，其中P表示手動調(diào)試(在此步完成前定位器不能投入運行)，ⅹⅹ.ⅹ表示目前的顯示閥位。

　　(2)按下功能鍵 ，進入內(nèi)部參數(shù)狀態(tài)，LCD上交替閃動顯示“YFct”和“nLin”;按動功能鍵 ，顯示屏又交替顯示“init”和“no”，在顯示“no”時按 鍵使該字母固定。 (3)按下功能鍵 或者 ，讓執(zhí)行機構(gòu)動作，使閥門處在非全開和全關(guān)位置。否則將影響后面的自檢和調(diào)校過程。 (4)按 鍵>5s，待出現(xiàn)“Strt，run1”字母后再松開。若出現(xiàn) 或者 時，則向左或右調(diào)節(jié)連接器;或者調(diào)節(jié)定位器的安裝高度，使顯示 。 (5)然后按 鍵，讓定位器繼續(xù)運行。定位器依次運行“run1，run2，run3，run4，run5”步后，顯示屏?xí)�顯示oCAY字母，表明 位器自檢功能結(jié)束。

　　其中，run1決定動作方向。運行此步時，定位器輸出氣源壓力降至零，定位器自動檢查執(zhí)行機構(gòu)的動作方向;

　　run2檢查執(zhí)行機構(gòu)的行程、調(diào)整零點和行程。運行此步時，定位器輸出氣源壓力先從最小再到最大，反復(fù)檢查閥的行程范圍

　　與顯示的閥位是否符合規(guī)定，如果符合上下公差帶的要求，則此步能往下運行，否則就自檢不下去，必須重新調(diào)整定位器的安裝高度或者調(diào)節(jié)連接器而后重新運行run1;

　　run3確定并顯示閥位的變化量。該步所顯示的dⅹⅹ.ⅹ和Uⅹⅹ.ⅹ分別表示閥位的上下調(diào)整量;

　　run4確定閥位的最佳響應(yīng)精度。運行此步時，定位器輸出氣源壓力一點一點增加，直到閥位有所變化，然后再一點一點減少，使閥位也有所動作，算是調(diào)試完畢;

　　run5是指最佳優(yōu)化定位器的瞬時特性。運行此步時，定位器輸出氣源壓力先增加使閥門動作，而后再降低使閥門反向動作，從而調(diào)整定位器的瞬時響應(yīng)特性。

4.3、定位器技術(shù)參數(shù)的調(diào)校

　　(1)在定位器自檢功能調(diào)校好后，顯示屏交替顯示“init，Ocay”字母，按 鍵，顯示又交替顯示“YFcT，nLin”字母。

　　(2)根據(jù)調(diào)節(jié)閥的實際流量特性，通過修改該參數(shù)來選擇。

　　(3)按 鍵，進入下一個參數(shù)“SCUr”，根據(jù)實際進行設(shè)定。

　　(4)以此類推，按順序?qū)⒍ㄎ黄鞯膬?nèi)部技術(shù)參數(shù)逐個進行設(shè)定。

　　(5)當(dāng)顯示屏交替顯示“PrST，no”字母時，如果技術(shù)參數(shù)已設(shè)定好，則必須選“no”字母，否則就又回到出廠預(yù)置狀態(tài)。具體見表1定位器的內(nèi)部技術(shù)參數(shù)：

表1 定位器的內(nèi)部技術(shù)參數(shù)

5、小結(jié)

　　在石油化工行業(yè)行業(yè)，為嚴格保證工藝的生產(chǎn)過程以提高產(chǎn)品質(zhì)量，或者為了改善控制系統(tǒng)，提高控制精度，又或者因為工藝過程管線振動較大，使用常規(guī)定位器難以控制的場所，均要用到智能定位器，智能定位器的應(yīng)用會越來越廣泛。由于智能定位器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特殊，國內(nèi)目前僅有少數(shù)廠家的智能定位器投放市場，其特性與國外智能定位器基本一致，填補了國內(nèi)智能定位器的空白。相信不久的將來，隨著自動化程度的不斷提高，智能定位器會越來越普遍地運用到工業(yè)控制中去。