智能阀门定位器在气动执行器上的应用

　　0　引言

　　气动执行器是以压缩空气为动力的执行器,它具有结构简单、操作方便、工作平稳等特点,已广泛应用于生产过程的自动调节和远方控制。比如发电厂再热蒸汽和过热蒸汽温度自动控制、高低压加热器液位自动控制等。气动执行器与电气转换器、阀门定位器配合使用,能连续接收DCS发出的控制指令,输出直线位移,此时定位器和执行器组成一个闭环回路,可以克服阀杆摩擦力和阀芯的不平衡力,从而保证调节阀位置按DCS输出的电流信号成比例的准确定位,通过调整定位器还可以修改调节阀的流量特性和作用形式。如果气动执行器再配置保位阀、电磁阀、位置反馈、限位开关等配件,能实现调节阀的三断自锁功能(即断电、断信号、断气源时,阀门保持当前位置不动),还能实现调节阀在紧急情况下的全开(或全关),保证工艺系统的安全,并及时将阀门开度和状态返回到控制室,气动执行机构配件连接示意图如图1所示。

　　1　常规国产定位器存在的主要问题

　　常规国产定位器由反馈凸轮、连杆、气动功率放大器等部件组成,是利用力矩平衡原理工作的,能消除执行机构膜片有效面积和弹簧刚度的影响,保证阀芯按调节信号定位,能提高调节机构的动态特性。常规国产定位器是一种纯粹利用机械传动和弹性元件变形来工作的,是一种比较精密的仪表,内部喷嘴、节流孔、弹性元件较多。长期使用,由于受压缩空气中水分、油分和固态杂质、腐蚀性气体以及振动、高温下工作环境的影响,很容易使定位器失效,无法远控操作调节阀。这种情况的出现会影响自动调节的品质,特别是在高低压加热器液位控制等重要系统中,一旦定位器故障、阀门操作不动,将是十分危险的,直接导致高低压加热器液位控制失灵。在实际应用中发现这种情况出现的机率较多,将故障定位器拆至试验室解体,发现内部积油和杂质比较严重,减压过滤器本身污染也较严重,因此有必要选择一种可靠性高、安装方便、能良好适应压缩空气品质的智能定位器来替换现有的部分重要系统的国产常规定位器。定位器是调节阀的主要配件,一般随气动执行器成套供货,在国产气动执行器上换装进口定位器还是首次,需要改变气源管路,可靠连接各种配件,精确调试,才能确保可靠投运。

　　为慎重起见,首先对西门子SIPARTPS2系列智能定位器进行熟悉,深入了解它的组成、特点、工作原理等方面的知识,并选择非重要系统的调节阀,进行更换试用。

　　2　智能定位器的组成

　　该智能阀门定位器是一种采用高集成度微处理器的数字式现场设备,在结构和工作原理上与常规定位器有很大的不同。它体积小、重量轻,定位器内部能输出位反信号和限位开关信号,使用该定位器不需要额外增加位反和限位开关,定位器内部主要由以下部件组成: