西門子氣動智能調節閥組成和原理本文對氣動薄膜調節閥的工作原理和作用形式進行了討論;另外對西門子SITRANS PS2閥門定位器從工作原理、調試、常見故障等方面分別進行了介紹。西門子氣動調節閥是由多彈簧氣動薄膜執行機構和頂導向式直通低流阻單座閥及德國進口西門子定位器組成。氣動調節閥具有結構緊湊、重量輕、動作靈敏、流體通道呈S流線型、壓降損失小、閥容量大、流量特性，配用德國西門子電-氣閥門定位或氣動閥門定位器，可實現對工藝管路流體介質的自動調節控制，廣泛應用于控氣體、液體、蒸汽等介質的工藝參數如壓力、流量、溫度、液位等參數保持在給定值。是符合IEC標準的新一代通用調節閥產品。上閥蓋采用波紋管密封結構，適用于極毒、易燃易爆易揮發和稀有貴重金屬介質的調節。另外該閥也可用在真空的場合。調節閥的泄漏量符合ANSI B16.104標準。
西門子閥門定位器接收到控制電流4~20mA信號會相應的關閥或開閥，如果給出的控制信號和現場閥門的實際開關方向相反，可以改變參數7SDIR來改變控制信號的動作方向。假如定位器LCD顯示的閥位值、ly位置反饋模塊遠傳的信號與實際的閥門開度相反，可以通過參數38YDIR改變。 采用了通用性及互換性的模塊化設計，結構緊湊，其特點是變化品種較多，能動地閥內進行多種不同的組合適用于各種高壓差、低噪音和高精度的場合，滿足用戶不同的使用要求。模塊化的設計有效提高了智能型氣動調節閥的密封等級和使用壽命并的簡化了用戶在使用維護中的操作過程，從而大大提高了氣動智能調節閥的綜合性能。
1． 西門子氣動智能調節閥組成和原理常規定位器存在的不足
1) 常規定位器多為機械力平衡原理，它采用噴嘴擋板機構，可動件較多，容易受溫度波動、 外界振動等干擾的影響，耐環境性差；彈簧的彈性系數在惡劣環境下能發生改變，會造成調節閥非線性，導致控制質量下降；外界振動傳到力平衡機構，易造成部件磨損以及零點和行程漂移，也使定位器難以工作；
2) 由于噴嘴本身的特性，執行器在穩定狀態時也要大量消耗壓縮空氣，若使用執行器數量較多，能耗較大；而且噴咀本身是一個潛在故障源，易被灰塵或污物顆粒堵住，使定位器不能正常工作；
3) 常規定位器手動調校時需要使用設備、不隔離控制回路是不可能的，且零點和行程的調整互相影響，須反復整定，費時費力，非線性嚴重時，則更難調整。
2．西門子氣動智能調節閥組成和原理智能閥門定位器的組成和原理
2.1智能閥門定位器的組成
智能閥門定位器是一種具有HART通信協議的閥門定位器，由三部分組成：微處理器電子
控制的模件，包括HART通信模塊和就地用戶界面開關；電/氣動轉換器模件的壓電閥；閥位傳感器。西門子閥門定位器在應用中的優點。隨著智能儀表技術的發展，微電子技術廣泛應用在傳統儀表中，大大提高了儀表的功能與性能。與常規定位器比較，智能閥門定位器具有模塊化、控制精度高、免維護設計、耗氣耗能少、使用成本低等優點。
（1）精度高。西門子智能閥門定位器是基于微處理器的具有高精度的閥門位置信號傳感器，能夠檢測到更加細微的偏差，控制精度可以達到0.5%～1%；而傳統的電氣類閥門定位器的精度僅為2%～5%，且具有遠距離組態、調試、診斷、數據管理等操作。西門子閥門定位器采用微處理器對給定值和位置反饋作比較運算，如果微處理器檢測到偏差，就會進行智能PID方式調節進入執行機構氣室的氣體流量，進一步提高了控制精度。
（2）安全性能好。調節閥控制信號變化范圍是0～100%，而且在極限狀態下，一些微弱的干擾信號有可能導致閥門的誤動作或關不死，直接產生泄露現象。西門子閥門定位器具有閥門緊閉功能，該功能可以使控制閥在控制信號范圍以外保持關閉或穩定狀態，可以保證當控制信號沒有超過設定的緊閉范圍時閥門保持關閉狀態不變。同時操作人員可以從現場接線盒、端子板或在控制室這樣的安全地區使用手操器、PC機或系統工作站選取信息，將面對危險環境的機會減到小，并且不必親臨現場。
（3）初始化簡單。西門子閥門定位器的初始化過程基本上非常簡單，通過調整執行器，使桿達到平衡位置，顯示屏將顯示一個介于P48.0到P52.0之間的值，并手動設置幾個簡單參數，大多數參數默認即可，就可以自動完成初始化過程。定位器能自動測定執行器的零點量程、作用方向、執行時間并且進行優化控制，從而大大地降低了人為因素和機械因素造成的較大誤差，提高了工作效率。
（4）豐富的自我診斷功能。西門子閥門定位器具有豐富的自診斷功能，并將故障代碼顯示在LCD屏上，根據故障代碼工作人員可以方便地查找故障原因，從而及時地排除故障。智能閥門定位器安裝在氣動調節閥上，因環境溫度變化、管道震動等原因都會影響閥門定位器的工作狀態。綜合考慮各種環境因素，智能閥門定位器在自我診斷能力技術方面有了很大的提高，如果因環境因素造成的部件失靈，智能閥門定位器將立即檢測到非正常信號，并發出報警信號，供工作人員做出判斷和處理。
2.2西門子氣動智能調節閥組成和原理智能閥門定位器的工作原理
整個控制回路由兩線、4～20mA信號控制。HART模件送出和接收疊加在4～20mA信號上
的數字信息，實現與微處理器的雙向數字通信。模擬量的4～20mA信號傳給微處理器，與閥位傳感器的反饋進行比較，微處理器根據偏差的大小和方向進行控制計算（一級控制），向壓電閥發出電控指令使其進行開、閉動作。壓電閥依據控制指令脈沖的寬度對應于氣動放大器輸出壓力的增量，同時氣動放大器的輸出又被反饋給內控制回路，再次與微處理器的運算結果進行比較運算（二級控制），通過兩級控制輸出信號到執行機構，執行機構內空氣壓力的變化控制著閥門行程。當控制偏差很大時，壓電閥發出寬幅脈沖信號，使定位器輸出一個連續信號，大幅度的改變至執行機構的信號壓力驅動閥門快速動作；隨著閥門接近要求的位置，命令要求的位置與測得位置的差值變小，壓電閥輸出一個較小脈寬的脈沖信號，斷續、小幅度的改變至執行機構的信號壓力，使執行機構接近新命令位置的動作平緩。當閥門到達要求的位置（進入死區）時，壓電閥無脈沖輸出，定位器輸出保持為零，使閥門穩定在某一位置不動。
氣動智能調節閥執行機構采用模塊化設計，可在現場隨意更換正、反作用形式并對彈簧進行有效的防腐保護，從而延長了執行機構的使用壽命，方便了用戶的使用。執行機構與智能電氣閥門定位器的配套采用了無管路連接的設計，提高了調節閥的抗震性能、使用穩定性與調節精度。滿足了對各種不同工況的調節。調節閥是控制系統的終端，一旦其發生故障，將直接影響裝置的安全運行，對生產過程影響非常大。運用智能閥門定位器，能夠改善調節閥的流量特性和性能，可以通過與DCS或總線設備進行數字信息通訊，提升企業生產控制能力，為裝置的安全穩定生產提供保障。
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