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什么是智能调节阀

什么是智能调节阀

随着现代工厂自动化程度越来越高,系统的智能化概念也越来越普及,具体到实际工艺过程,就是智能调节阀的使用了,智能调节阀是带有微处理器,能够实现智能化控制功能的调节阀,分为电动智能调节阀和气动智能调节阀。调节阀的智能化通常采用下列几种形式:

a.带智能阀门定位器的气动调节阀;

b.智能电动调节阀;巳带现场总线智能阀门定位器的气动调节阀。智能化控制功能’主要包括下列内容

a.方便地修改调节阀流量特性。

b.实现PID控制运算。

c.实现其他运算功能,例如,进行分程控制的量程范围设置,非线性补偿运算等。

d,更改调节阀的正、反作用方式。

e.实现与上位机的通信,—实现信息共享。L实现调节阀的故障诊断和报警。

g.实现调节阀的自锁。

h.实现调节阀的状态信息管理等,使用智能阀门定位器的优点如下。

a.减小控制回路的安装、校验和调 试时间。

b.采用诊断功能,使调节阀使用。寿命延长,运行状况能被及时监测。

c.降低对仪表维护人员的技能要求。

一、带智能阀门定位器的气动调节阀

这类调节阀的结构与普通调节阀相同,因附带智能阀门定位器而使调节阀具有智能化功能智能阀门定位器与普通阀门定位器的主要区别如下

1.调节阀流量特性的实现方式不同。智能定位器的反馈部分采用线性反馈,所需调节阀流量特性是在设定回路实现的。普通定位器的反馈部分是不同形状的凸轮,通过改变凸轮形状来实现所需调节阀流量特性。详见5.3节。

2.输入输出方式不同。通常,智能阀门定位器是智能电气阀门定位器。与一般电气阀门定位器比较,智能电气阀门定位器的输入信号是标准的4~20mA或1~5V电信号,它需要经模数转换后作为微处理器的输入信号。而一般电气阀门定位器输入信号虽然是4—20mA或l~5V电信号,但它不需要经模数转换,可直接送电磁线圈产生电磁力,实现力平衡。智能阀门定位器的输出信号是数字信号,它通常送压电阀组,通过压电阀组的开关来调节送调节阀膜头的气压,一般电气阀门定位器的输出信号是经气动放大器放大后的气信号。

3.采用的控制方式不同。智能阀门定位器与一般的计算机控制装置类似,采用离散控制方式,因此,在采样间隔内,调节阀开度不变化。运行过程中,调节阀开度呈现阶梯形变化。一般阀门定位器采用连续控制方式,因此,整个控制过程中,调节阀开度的变化是连续的(除了因死区造成的跃变外)。

4.反馈信号检测处理不同。智能阀门定位器中调节阀反馈信号需经模数转换后送微处理器处理,而一般阀门定位器反馈信号直接作为反馈力(力矩),不需要经模数转换为电信号。一些智能阀门定位器输入信号采用标准模拟信号,在同一导线还传输HART数字信号,组成混合信号的智能阀门定位器,它不属于现场总线智能阀门定位器,但仍属于智能阀门定位器。

二、智能电动调节阀

这类调节阀采用智能伺服放大器、数字式操作器、减速机构、阀位检测发送装置和电动调节阀等组成。与一般电动调节阀的主要区别是采用了具有智能功能的伺服放大器。智能伺服放大器是微小型的计算机,它接收标准的模拟电流或电压信号,经模数转换为数字信号,由微处理器将输入信号与设定信号比较,并按一定的控制规律运算,输出信号经数模转换后驱动相应的电动调节阀。与带智能阀门定位器的气动调节阀工作原理类似,智能电动调节阀的主要区别是采用电动调节阀,因此,输出信号送电动机(可以是单相或三相电动机),并经减速装置后改变电动阀的开度。智能电动阀也是采用设定回路的非线性特性来补偿被控对象非线性特性的,因此,避免了反馈回路非线性造成的控制系统不稳定现象。同时,由于采用数字方式实现非线性补偿,因此,可根据调节阀的压降比和所需要工作流量特性确定非线性补偿环节中各折线点位置。

三、带现场总线智能阀门定位器的气动调节阀

与一般智能阀门定位器比较,这类调节阀所带阀门定位器的特点如下。

a.输入信号不是标准模拟电流或电压信号,而是现场总线设备的数字信号。

b.具有通信功能,能够方便地与上位机进行通信,实现数据交换和数据共享。

c.可采用直接供电方式和本安方式运行,符合现场总线有关标准的规定。

d,可实现开放系统互连的有关功能,例如可互换性、可互操作性等。

e.全数字、双向通信。

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