这个A.的目的阀门定位器确保机械阀门的位置随时与指令信号相匹配。因此，阀门定位器本身就是一个闭环控制系统：在执行器上施加同样多的或*小的压力，以便在任何时候都达到命令的阀杆位置。

 

机械式阀门定位器使用杠杆、凸轮和其他物理部件来实现这种闭环控制.电子阀门定位器，如Fisher型DVC 6000，使用电子传感器检测阀杆位置，微处理器通过数学减法(误差=位置−信号)将检测到的阀杆位置与控制信号进行比较，然后使用气动信号转换器和继电器将气压发送给阀门执行器。

 

电子阀门定位器

这里显示了通用电子阀门定位器的简化图：

 

 

从这张图中你可以看到，电子定位器里面有很多事情要做。我们不仅有一种控制算法，而且两种控制算法一起工作，以保持正确的阀门位置：

 

对执行器施加的一种监测和控制压力(补偿可能影响阀门位置的空气供应压力的变化)和

另一个监视和控制阀杆位置本身，向压力控制组件发送级联控制信号。

命令信号(从过程回路控制器、PLC或其他控制系统发送)通知定位器应该将阀杆放置在何处。定位器(PI)内的**个控制器计算需要在执行器处施加多大的气压才能达到所要求的阀杆位置。

 

下一个控制器(PID)尽可能多地驱动I/P(电流到压力)转换器以达到该压力。如果有什么原因导致阀杆不处于命令位置，则定位器内的两个控制器一起工作，以迫使阀门达到正确的位置。

 

与机械式阀门定位器相比，电子式阀门定位器不仅实现了优越的位置控制，而且其传感器阵列和数字通信能力为维修人员和监控系统提供了新水平的诊断数据(如果编程来监测和处理这些数据)。

 

电子定位器提供的诊断数据包括：

 

供气压力

致动器气压

环境温度

位置和压力误差

总阀杆行程(就像汽车中的计量器)

此外，嵌入在电子阀门定位器内的微处理器能够执行自测试、自校准以及传统上由机械阀门定位器上的仪表技术员执行的其他常规程序。

 

获得这样的测量数据，如阀杆总行程，甚至允许电子定位器预测计算包装磨损时间，自动标记维修警报通知操作人员和/或仪表技术人员时，阀门的阀杆填料将需要更换！

 

一些有用的能力“智能”阀门定位器由于除了阀杆位置之外，它们还监测执行器的气压

 

如果微处理器检测到一个失败的(非比例的)位置反馈信号，它可以被编程为仅仅根据压力继续操作阀门：根据它在过去记录的压力/位置函数来调整阀门执行器所施加的气压。

 

虽然它不再严格地作为定位器工作，因为它不能感知阀杆的位置，但它仍然可以履行其作为容积助推器的作用(与典型的I/P流量相比)，并对阀门给予合理的控制，在那里，任何其他(非智能)阀门定位器实际上会在失去阀杆位置反馈时使事情变得更糟。

 

对于任何纯机械定位器，如果阀杆位置反馈连杆脱落，控制阀通常会“饱和”，要么完全打开，要么完全关闭。*好的“聪明”定位器就不是这样了！

 

数据库提供的*重要的诊断数据。电子定位器执行器压力与阀杆位置的比较，通常以图表的形式表示。

 

致动器压力是执行器对阀杆施加的力的直接反映，因为活塞或隔膜的力和压力之间的关系只是F=PA，其中面积(A)是常数。

 

因此，执行机构气压与阀杆位置的比较实际上是阀门的力对位置的表达式。这种所谓的阀门签名在识别和纠正诸如过度的填料摩擦力、阀门内饰干扰和塞/座安装问题等问题上是非常有用的。

 

 

 

这里出现了一个截图，显示了一个“阀门签名”(取自爱默生的软件产品，名为ValveLink，作为AMS套件的一部分)，显示了一个由空气打开的Fisher E阀体截止阀的行为：

 

 

在这张图中显示了执行器压力与阀杆位置的两幅图，一个是红色的，一个是蓝色的。红色图表显示阀门在开启方向的响应，当阀门打开时，需要额外的压力来克服填料摩擦。

 

蓝色图显示了阀门关闭时的情况，现在对膜片施加的压力较小，以使弹簧在阀门关闭(向下)至静止状态时能够克服填料摩擦。

 

这个图表的每一端的急转弯显示了阀杆到达其末端位置的位置，尽管执行机构的压力发生了进一步的变化，但无法移动更远的位置。

 

根据描述气门弹簧行为的虎克定律，每个图大致是线性的，其中弹簧所受的力与弹簧的位移(压缩)成正比：F=kx。

 

与单一线性图的任何偏离都表明除了弹簧压缩和气动力作用于阀杆外，还有其他一些力。这就是为什么我们看到两个图垂直相互抵消：填料摩擦力是作用在阀杆上的另一种力，除了弹簧的压缩和空气压力对执行机构膜片施加的力。

 

这种偏移量的相对较小的大小以及它的一致性表明，在这个阀门的填料摩擦是“健康的”。这种阀门经历的填料摩擦力越大，这两个图的垂直偏移就越大.

 

在图的左边，阀门塞子与阀座接触处的急剧向下转弯称为阀座轮廓。阀座配置文件位于阀门关闭位置的末端，它包含了许多有关插头和阀座物理状况的有用信息。

 

当这些装饰部件在控制阀中磨损时，阀座轮廓的形状也相应地发生变化。不规则的阀座剖面可能诊断座椅侵蚀，磨损，或其他一些疾病。

 

通过放大阀门标志图的左下端，可以详细检查阀座剖面。在原始状态下拍摄的Fisher E阀体截止阀的阀座轮廓如下：

 

 

如果某一设施的维修人员在组装或重建后，足够勤奋地记录其控制阀的阀门签名，则可将任何特定控制阀的“原始”签名与在任何晚些时候采取的同一控制阀的签字进行比较，从而允许对磨损进行定性测定，而不必拆卸阀门进行检查。

 

有趣的是，执行器压力(力)与阀杆位置的这种关系也适用于与一些现代电动阀门一起使用的电子定位器。

 

在电动执行器的情况下，施加在阀杆上的力直接与电机电流有关，电子定位器很容易测量和解释电机电流。因此，即使采用不同的执行器技术，也可以图形形式表示相同的诊断数据，以便更容易地诊断阀门问题。

 

这些诊断甚至适用于开启/关闭不用于节流服务的电动阀门，尤其适用于闸阀、塞子和球型关闭阀，在这些阀门中，阀座接合度对于紧密关闭非常重要。

 

 

 

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