基于HART协议的低功耗智能阀门定位器

2017年12月 设备管理 分析气动智能阀门定位器设计与实现 吴凯飞谢力民（浙江省特种设备检验研究院，浙江杭州310000） 摘要：现代化的工业生产、加工过程中，阀门成为了非常重 要的元件，并且在很多方面都会产生特别大的影响。气动智能 阀门是比较常见的应用类型，同时在功能上较为突出。近年 来，气动智能阀门定位器的设计、实现，开始得到业界内的广泛 关注。文章就此展开讨论，并提出合理化建议。 关键词：气动；阀门；智能；定位器 随着时间的推移，气动智能阀门定位器，需要不断的做出 优化处理，要进一步的对工业生产、加工的多项需求做出良好 的适应。定位器本身表现出的精确程度较高，为了在今后的工 作中不断得到更好的成绩，需要在具体的设计过程中，加强数 据和信息的有效分析；努力在相关的测试工作中，投入较多的 努力，完善定位器的科学性设计。 1气动智能阀门定位器的

上海范氏自动化控制设备有限公司 ·· 概况 avp3000alphaplus是一种配置了微处理器的智能型电－气 定位器，能够直接在目前的4～20madc控制仪表上使用。 这是一种使用上要比传统的电－气定位器更为方便，单 一规格就能够供各种型号规格阀门使用的智能型电－气定位 器。此外，提高了调节阀的控制性能以及用于监控调节阀的 动作（带开度信号变送功能时）等，能够最大限度地发挥效果。 具有通讯能力，自动配置程序和自诊断功能，可以大大 提高生产率和工厂生产的效益。 特点 1、自动设定 自动设定使定位器进入自动调整状态，可实现下列设定： 零点/满度 最佳的执行机构动作速度 对应执行机构的尺寸大小 对应填料的摩擦系数 2、智能通信器 智能通信器可对各类仪表进行功能设定，包括信号量程设定，设定执行机构的作用，阀的作用等，而这一切只需通过 菜单进行即可。 3、气路维护 作为智能仪表，

普通阀门定位器与智能阀门定位器的主要区别 1.控制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，所需控制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控制阀流量特性。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控制阀膜头的气压，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

文中介绍了用89系列微控制器作为控制核心,以固态继电器为驱动器,设计远程控制阀门定位器的方法。给出了控制系统的设计原理、控制要求、主要的硬件电路及软件流程。采用复合数字滤波的方法,消除了脉冲干扰,提高了系统的可靠性。实验结果表明:该系统操作方法简单易行、定位准确、控制精度高、能耗低,完全可以满足现场定位控制的要求。

带智能阀门定位器的气动控制阀 这类控制阀的结构与普通控制阀相同，因附带智能阀门定位器而使控制阀具 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.控制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， 所需控制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控制 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控

控制阀细节分析之14_智能阀门定位器的气动部件

为了适应自动控制技术水平的不断发展,气动执行器在精确性、灵敏性和稳定性等方面也有了较大的提高,但是目前应用的国产气动执行器在这些方面与进口定位器还有差距。比较了国产常规定位器和智能定位器在结构和工作原理上的异同,以及在气动执行器应用上的不同效果,重点介绍了智能定位器的组件、原理。

为了适应自动控制技术水平的不断发展,气动执行器在精确性、灵敏性和稳定性等方面也有了较大的提高,但是目前应用的国产气动执行器在这些方面与进口定位器还有差距。比较了国产常规定位器和智能定位器在结构和工作原理上的异同,以及在气动执行器应用上的不同效果,重点介绍了智能定位器的特点、组件、原理和调试方法。通过华能平凉电厂的应用实例,表明智能定位器具有质量可靠、调试简单、故障率低等优点,能够满足工艺系统的要求。

智能阀门定位器由于具有模型简单,反应快速,控制精度高等一系列的优点,取代传统的机械式定位器已经成为一种趋势。九点控制器是一种新型的智能控制器,对被控对象无严格的限制,有很强的鲁棒性。文章把九点控制方法运用于智能阀门控制上,取得了良好的效果。

气动放大器部件是阀门定位器实现智能化的关键部件之一,为了满足控制过程的智能化、网络化的发展需要,开发研制具有自主知识产权的气动放大器部件已迫在眉睫。本文介绍了一种新型智能阀门定位器气动放大器部件的工作原理、结构特点及控制原理。经我司开发批量生产验证,此型式气动放大器部件能耗很低,适用于msp430系列芯片控制的智能阀门定位器。是未来智能阀门定位器发展主流方向之一。

调节阀具有大滞后特性,且进气和排气过程的静摩擦力不同。针对上述控制难点,设计了非对称一维模糊控制算法的阀门定位器,根据给定电压与阀位反馈电压的偏差符号,判断执行进气或排气动作。模糊控制器采用两段式量化因子和比例因子及非均匀性划分的模糊子集;以偏差值作为输入信号,输出信号是pwm波的占空比值。基于dspace实时仿真系统实现智能阀门定位器,实验结果表明:阀门在不同起始阀位处,都能够快速无超调的响应不同幅度的给定输入信号。

本技术公开了一种能够反馈信号的安全型智能阀门定位器，安装在气动执行机构上，包括： 主控板以及与所述主控板相连的lks适配器、i/p模块以及位置传感器；所述lks适配器用于 连接控制室电脑；所述i/p模块与所述主控板之间设置有安全开关，用于诊断线路中电流是 否超载荷，且所述i/p模块的输出端与所述气动执行机构相连，用于控制气动执行机构；所 述位置传感器包括有开关位置反馈模块，所述开关位置反馈模块的输入端与所述i/p模块相 连，输出端与所述主控板相连，通过上述方式，本技术能够在室内即可实现对户外阀门的远 程操控，并且能够实时对户外阀门进行自动诊断，并将户外阀门所处状态通过信号反馈至电 脑，操作安全便捷。 技术要求 1.一种能够反馈信号的安全型智能阀门定位器，安装在气动执行机构上，其特征在于，包 括：主控板以及与所述主控板相连的lks适配器、i/p模块以及位置传感器； 所述

介绍了带智能阀门定位器调节阀在自控系统中的应用工作原理及主要特点。并结合多年切身工作经验,阐述了带智能阀门定位器调节阀在衡阳华菱钢管有限公司(以下简称衡钢)各轧管和冶炼自控系统中的应用实例出现的一些问题和和故障处理方面应具备的一些技巧和方法。

智能阀门定位器具有高品质调节,增加过程控制的精确性和稳定性的特点,在工业领域得到更加广泛的应用,本文通过讲述abb公司tzid-c智能阀门定位器的使用与维护,使更多的使用人员得到参考和借鉴。

针对采用直行程气缸控制的阀门设计了智能阀门定位器。为研究其控制方法,采用amesim/simulink联合仿真,在amesim中建立气动伺服阀控非对称缸的系统模型,以s函数的形式导入到模糊自整定增量式pid控制系统的simulink模块中,得到气动伺服系统的响应特性。将有、无pid系统的响应特性进行对比分析,结果表明:模糊自整定增量式pid控制器可以改善气动伺服系统的响应性能,达到了调节精度高、调节速度快的目的。

针对智能阀门定位器非线性和动态特性差的问题,提出了控制响应过程和误差相平面分析的方法。在ziegler-nichlols整定公式基础上对pid参数设计了整定算法,并选择了基于相平面分析的pid控制策略。实验表明:此算法简单,对多种阀门全行程内适应性较强,满足工业生产需要。

阀门定位器 一、产品[智能阀门定位器（机内和机外均可）]的详细资料： 产品型号：zxq2003、2004 产品名称：智能阀门定位器（机内和机外均可） 产品特点：zxq2003、zxq2004电动阀门智能定位器是经工业单片机为核心的智能信号采集控制系统，体积小巧，可选择安装在电动执行器的接线盒内或以din 导轨方式固定在外，能直接接收工业仪表或计算机等输出的4-20madc信号（其它输入信号类型可在出厂前定制），与电位器反馈的电动执行器配套对各种阀门 或装置进行精确定位操作，能对电动执行器的转角（或位移）进行自由标定，同时输出4-20madc的执行器转角位置（或位移）反馈转换信号，可按键精确设定 执行器转角位置的下限限位值和上限限位值，定位器采用3个按键操作，9个led灯可直接显示定位器模态，4位数码led通过按键切换显示阀位实际开度值、 阀位设定开度值、定位器壳内

低功耗、高可靠性的网络化智能阀门定位器已经成为气动执行器控制调节阀的重要部件。提出一种运用多项自主知识产权的设计方案,并据此开发智能阀门定位器。

在电厂调节系统中,气动执行器是特别常用的终端控制元件。为了适应电厂的安全生产和自动控制技术水平的不断发展,气动执行器在精确性、灵敏性和稳定性等方面的性能也需要不断提高。文章通过许昌龙岗发电有限责任公司对常规机械式阀门定位器的改造实例,使得新型智能阀门定位器在提升气动执行器的各方面性能上表现出明显的优越性。同时,重点介绍了带有三断自锁装置的新型智能定位器的工作原理、调试方法、功能特点等。

本文首先简述常规定位器的不足,然后介绍智能阀门定位器的原理及其在化工生产中的应用,最后介绍智能阀门定位器在化工生产中的问题以及解决的办法.在化工生产过程中运用智能阀门定位器可以提高控制的精确性以及稳定性,从而保证其应用更广泛.另一方面,智能阀门定位器具有独立的模块基座,可以通过切换模块进行重新组合,采用二线制输入输出信号,提高其安全性.随着现代科技的发展以及化工业的增长,智能阀门定位器将会有很好的发展前景.

国内传统定位器调校麻烦、功能单一、可扩充性差,需要实现数字化、智能化诊断与无人看守。提出了一种基于蓝牙技术和arm的手持智能阀门定位器系统。在分析了智能阀门定位器的需要的基础上,设计了系统整体结构。采用csr公司的蓝牙芯片作为核心,设计出蓝牙通信装置。为了提高系统整体性能,系统核心部件集中器采用高性能pxa322处理器为主处理器;为了实现数据远程传递,采用了gprs模块。通过研究集中器的工作流程以及蓝牙微网的通信,进行软件设计,给出了软件流程图。应用结果表明该设计方案高效、可靠,性能良好,能弥补现行方案的不足。

文章介绍了智能阀门定位器的原理和特点,总结了调试智能阀门定位器中出现的问题及解决方法,为带智能阀门定位器的调节的调校及故障处理给出了借鉴。