基于HART協(xié)議的低功耗智能閥門定位器

2017年12月 設(shè)備管理 分析氣動(dòng)智能閥門定位器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 吳凱飛謝力民（浙江省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，浙江杭州310000） 摘要：現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)、加工過程中，閥門成為了非常重 要的元件，并且在很多方面都會(huì)產(chǎn)生特別大的影響。氣動(dòng)智能 閥門是比較常見的應(yīng)用類型，同時(shí)在功能上較為突出。近年 來，氣動(dòng)智能閥門定位器的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)，開始得到業(yè)界內(nèi)的廣泛 關(guān)注。文章就此展開討論，并提出合理化建議。 關(guān)鍵詞：氣動(dòng)；閥門；智能；定位器 隨著時(shí)間的推移，氣動(dòng)智能閥門定位器，需要不斷的做出 優(yōu)化處理，要進(jìn)一步的對(duì)工業(yè)生產(chǎn)、加工的多項(xiàng)需求做出良好 的適應(yīng)。定位器本身表現(xiàn)出的精確程度較高，為了在今后的工 作中不斷得到更好的成績(jī)，需要在具體的設(shè)計(jì)過程中，加強(qiáng)數(shù) 據(jù)和信息的有效分析；努力在相關(guān)的測(cè)試工作中，投入較多的 努力，完善定位器的科學(xué)性設(shè)計(jì)。 1氣動(dòng)智能閥門定位器的

上海范氏自動(dòng)化控制設(shè)備有限公司 ·· 概況 avp3000alphaplus是一種配置了微處理器的智能型電－氣 定位器，能夠直接在目前的4～20madc控制儀表上使用。 這是一種使用上要比傳統(tǒng)的電－氣定位器更為方便，單 一規(guī)格就能夠供各種型號(hào)規(guī)格閥門使用的智能型電－氣定位 器。此外，提高了調(diào)節(jié)閥的控制性能以及用于監(jiān)控調(diào)節(jié)閥的 動(dòng)作（帶開度信號(hào)變送功能時(shí)）等，能夠最大限度地發(fā)揮效果。 具有通訊能力，自動(dòng)配置程序和自診斷功能，可以大大 提高生產(chǎn)率和工廠生產(chǎn)的效益。 特點(diǎn) 1、自動(dòng)設(shè)定 自動(dòng)設(shè)定使定位器進(jìn)入自動(dòng)調(diào)整狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)下列設(shè)定： 零點(diǎn)/滿度 最佳的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作速度 對(duì)應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸大小 對(duì)應(yīng)填料的摩擦系數(shù) 2、智能通信器 智能通信器可對(duì)各類儀表進(jìn)行功能設(shè)定，包括信號(hào)量程設(shè)定，設(shè)定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用，閥的作用等，而這一切只需通過 菜單進(jìn)行即可。 3、氣路維護(hù) 作為智能儀表，

普通閥門定位器與智能閥門定位器的主要區(qū)別 1.控制閥流量特性的實(shí)現(xiàn)方式不同 智能定位器的反饋部分采用線性反饋，所需控制閥流量特性是在設(shè)定回路實(shí)現(xiàn)的。普通 定位器的反饋部分是不同形狀的凸輪，通過改變凸輪形狀來實(shí)現(xiàn)所需控制閥流量特性。詳見 5.3節(jié)。 2.輸入輸出方式不同 通常，智能閥門定位器是智能電氣閥門定位器。與一般電氣閥門定位器比較，智能電氣 閥門定位器的輸入信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的4～20ma或1～5v電信號(hào)，它需要經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后作為微 處理器的輸入信號(hào)。而一般電氣閥門定位器輸入信號(hào)雖然是4—20ma或l～5v電信號(hào)，但 它不需要經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換，可直接送電磁線圈產(chǎn)生電磁力，實(shí)現(xiàn)力平衡。智能閥門定位器的輸出 信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，它通常送壓電閥組，通過壓電閥組的開關(guān)來調(diào)節(jié)送控制閥膜頭的氣壓，一 般電氣閥門定位器的輸出信號(hào)是經(jīng)氣動(dòng)放大器放大后的氣信號(hào)。 3.采用的控

文中介紹了用89系列微控制器作為控制核心,以固態(tài)繼電器為驅(qū)動(dòng)器,設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程控制閥門定位器的方法。給出了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理、控制要求、主要的硬件電路及軟件流程。采用復(fù)合數(shù)字濾波的方法,消除了脈沖干擾,提高了系統(tǒng)的可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該系統(tǒng)操作方法簡(jiǎn)單易行、定位準(zhǔn)確、控制精度高、能耗低,完全可以滿足現(xiàn)場(chǎng)定位控制的要求。

帶智能閥門定位器的氣動(dòng)控制閥 這類控制閥的結(jié)構(gòu)與普通控制閥相同，因附帶智能閥門定位器而使控制閥具 有智能化功能智能閥門定位器與普通閥門定位器的主要區(qū)別如下 1.控制閥流量特性的實(shí)現(xiàn)方式不同。智能定位器的反饋部分采用線性反饋， 所需控制閥流量特性是在設(shè)定回路實(shí)現(xiàn)的。普通定位器的反饋部分是不同形狀的 凸輪，通過改變凸輪形狀來實(shí)現(xiàn)所需控制 閥流量特性。詳見5.3節(jié)。 2.輸入輸出方式不同。通常，智能閥門定位器是智能電氣閥門定位器。與一 般電氣閥門定位器比較，智能電氣閥門定位器的輸入信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的4～20ma或 1～5v電信號(hào)，它需要經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后作為微處 理器的輸入信號(hào)。而一般電氣閥門定位器輸入信號(hào)雖然是4—20ma或l～5v電 信號(hào)，但它不需要經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換，可直接送電磁線圈產(chǎn)生電磁力，實(shí)現(xiàn)力平衡。智 能閥門定位器的輸出信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，它通常 送壓電閥組，通過壓電閥組的開關(guān)來調(diào)節(jié)送控

控制閥細(xì)節(jié)分析之14_智能閥門定位器的氣動(dòng)部件

為了適應(yīng)自動(dòng)控制技術(shù)水平的不斷發(fā)展,氣動(dòng)執(zhí)行器在精確性、靈敏性和穩(wěn)定性等方面也有了較大的提高,但是目前應(yīng)用的國(guó)產(chǎn)氣動(dòng)執(zhí)行器在這些方面與進(jìn)口定位器還有差距。比較了國(guó)產(chǎn)常規(guī)定位器和智能定位器在結(jié)構(gòu)和工作原理上的異同,以及在氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)用上的不同效果,重點(diǎn)介紹了智能定位器的組件、原理。

為了適應(yīng)自動(dòng)控制技術(shù)水平的不斷發(fā)展,氣動(dòng)執(zhí)行器在精確性、靈敏性和穩(wěn)定性等方面也有了較大的提高,但是目前應(yīng)用的國(guó)產(chǎn)氣動(dòng)執(zhí)行器在這些方面與進(jìn)口定位器還有差距。比較了國(guó)產(chǎn)常規(guī)定位器和智能定位器在結(jié)構(gòu)和工作原理上的異同,以及在氣動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)用上的不同效果,重點(diǎn)介紹了智能定位器的特點(diǎn)、組件、原理和調(diào)試方法。通過華能平?jīng)鲭姀S的應(yīng)用實(shí)例,表明智能定位器具有質(zhì)量可靠、調(diào)試簡(jiǎn)單、故障率低等優(yōu)點(diǎn),能夠滿足工藝系統(tǒng)的要求。

智能閥門定位器由于具有模型簡(jiǎn)單,反應(yīng)快速,控制精度高等一系列的優(yōu)點(diǎn),取代傳統(tǒng)的機(jī)械式定位器已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。九點(diǎn)控制器是一種新型的智能控制器,對(duì)被控對(duì)象無嚴(yán)格的限制,有很強(qiáng)的魯棒性。文章把九點(diǎn)控制方法運(yùn)用于智能閥門控制上,取得了良好的效果。

氣動(dòng)放大器部件是閥門定位器實(shí)現(xiàn)智能化的關(guān)鍵部件之一,為了滿足控制過程的智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展需要,開發(fā)研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氣動(dòng)放大器部件已迫在眉睫。本文介紹了一種新型智能閥門定位器氣動(dòng)放大器部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及控制原理。經(jīng)我司開發(fā)批量生產(chǎn)驗(yàn)證,此型式氣動(dòng)放大器部件能耗很低,適用于msp430系列芯片控制的智能閥門定位器。是未來智能閥門定位器發(fā)展主流方向之一。

調(diào)節(jié)閥具有大滯后特性,且進(jìn)氣和排氣過程的靜摩擦力不同。針對(duì)上述控制難點(diǎn),設(shè)計(jì)了非對(duì)稱一維模糊控制算法的閥門定位器,根據(jù)給定電壓與閥位反饋電壓的偏差符號(hào),判斷執(zhí)行進(jìn)氣或排氣動(dòng)作。模糊控制器采用兩段式量化因子和比例因子及非均勻性劃分的模糊子集;以偏差值作為輸入信號(hào),輸出信號(hào)是pwm波的占空比值。基于dspace實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能閥門定位器,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:閥門在不同起始閥位處,都能夠快速無超調(diào)的響應(yīng)不同幅度的給定輸入信號(hào)。

本技術(shù)公開了一種能夠反饋信號(hào)的安全型智能閥門定位器，安裝在氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，包括： 主控板以及與所述主控板相連的lks適配器、i/p模塊以及位置傳感器；所述lks適配器用于 連接控制室電腦；所述i/p模塊與所述主控板之間設(shè)置有安全開關(guān)，用于診斷線路中電流是 否超載荷，且所述i/p模塊的輸出端與所述氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，用于控制氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所 述位置傳感器包括有開關(guān)位置反饋模塊，所述開關(guān)位置反饋模塊的輸入端與所述i/p模塊相 連，輸出端與所述主控板相連，通過上述方式，本技術(shù)能夠在室內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)戶外閥門的遠(yuǎn) 程操控，并且能夠?qū)崟r(shí)對(duì)戶外閥門進(jìn)行自動(dòng)診斷，并將戶外閥門所處狀態(tài)通過信號(hào)反饋至電 腦，操作安全便捷。 技術(shù)要求 1.一種能夠反饋信號(hào)的安全型智能閥門定位器，安裝在氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，其特征在于，包 括：主控板以及與所述主控板相連的lks適配器、i/p模塊以及位置傳感器； 所述

介紹了帶智能閥門定位器調(diào)節(jié)閥在自控系統(tǒng)中的應(yīng)用工作原理及主要特點(diǎn)。并結(jié)合多年切身工作經(jīng)驗(yàn),闡述了帶智能閥門定位器調(diào)節(jié)閥在衡陽華菱鋼管有限公司(以下簡(jiǎn)稱衡鋼)各軋管和冶煉自控系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例出現(xiàn)的一些問題和和故障處理方面應(yīng)具備的一些技巧和方法。

智能閥門定位器具有高品質(zhì)調(diào)節(jié),增加過程控制的精確性和穩(wěn)定性的特點(diǎn),在工業(yè)領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用,本文通過講述abb公司tzid-c智能閥門定位器的使用與維護(hù),使更多的使用人員得到參考和借鑒。

針對(duì)采用直行程氣缸控制的閥門設(shè)計(jì)了智能閥門定位器。為研究其控制方法,采用amesim/simulink聯(lián)合仿真,在amesim中建立氣動(dòng)伺服閥控非對(duì)稱缸的系統(tǒng)模型,以s函數(shù)的形式導(dǎo)入到模糊自整定增量式pid控制系統(tǒng)的simulink模塊中,得到氣動(dòng)伺服系統(tǒng)的響應(yīng)特性。將有、無pid系統(tǒng)的響應(yīng)特性進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明:模糊自整定增量式pid控制器可以改善氣動(dòng)伺服系統(tǒng)的響應(yīng)性能,達(dá)到了調(diào)節(jié)精度高、調(diào)節(jié)速度快的目的。

針對(duì)智能閥門定位器非線性和動(dòng)態(tài)特性差的問題,提出了控制響應(yīng)過程和誤差相平面分析的方法。在ziegler-nichlols整定公式基礎(chǔ)上對(duì)pid參數(shù)設(shè)計(jì)了整定算法,并選擇了基于相平面分析的pid控制策略。實(shí)驗(yàn)表明:此算法簡(jiǎn)單,對(duì)多種閥門全行程內(nèi)適應(yīng)性較強(qiáng),滿足工業(yè)生產(chǎn)需要。

閥門定位器 一、產(chǎn)品[智能閥門定位器（機(jī)內(nèi)和機(jī)外均可）]的詳細(xì)資料： 產(chǎn)品型號(hào)：zxq2003、2004 產(chǎn)品名稱：智能閥門定位器（機(jī)內(nèi)和機(jī)外均可） 產(chǎn)品特點(diǎn)：zxq2003、zxq2004電動(dòng)閥門智能定位器是經(jīng)工業(yè)單片機(jī)為核心的智能信號(hào)采集控制系統(tǒng)，體積小巧，可選擇安裝在電動(dòng)執(zhí)行器的接線盒內(nèi)或以din 導(dǎo)軌方式固定在外，能直接接收工業(yè)儀表或計(jì)算機(jī)等輸出的4-20madc信號(hào)（其它輸入信號(hào)類型可在出廠前定制），與電位器反饋的電動(dòng)執(zhí)行器配套對(duì)各種閥門 或裝置進(jìn)行精確定位操作，能對(duì)電動(dòng)執(zhí)行器的轉(zhuǎn)角（或位移）進(jìn)行自由標(biāo)定，同時(shí)輸出4-20madc的執(zhí)行器轉(zhuǎn)角位置（或位移）反饋轉(zhuǎn)換信號(hào)，可按鍵精確設(shè)定 執(zhí)行器轉(zhuǎn)角位置的下限限位值和上限限位值，定位器采用3個(gè)按鍵操作，9個(gè)led燈可直接顯示定位器模態(tài)，4位數(shù)碼led通過按鍵切換顯示閥位實(shí)際開度值、 閥位設(shè)定開度值、定位器殼內(nèi)

低功耗、高可靠性的網(wǎng)絡(luò)化智能閥門定位器已經(jīng)成為氣動(dòng)執(zhí)行器控制調(diào)節(jié)閥的重要部件。提出一種運(yùn)用多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的設(shè)計(jì)方案,并據(jù)此開發(fā)智能閥門定位器。

國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)定位器調(diào)校麻煩、功能單一、可擴(kuò)充性差,需要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化診斷與無人看守。提出了一種基于藍(lán)牙技術(shù)和arm的手持智能閥門定位器系統(tǒng)。在分析了智能閥門定位器的需要的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。采用csr公司的藍(lán)牙芯片作為核心,設(shè)計(jì)出藍(lán)牙通信裝置。為了提高系統(tǒng)整體性能,系統(tǒng)核心部件集中器采用高性能pxa322處理器為主處理器;為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳遞,采用了gprs模塊。通過研究集中器的工作流程以及藍(lán)牙微網(wǎng)的通信,進(jìn)行軟件設(shè)計(jì),給出了軟件流程圖。應(yīng)用結(jié)果表明該設(shè)計(jì)方案高效、可靠,性能良好,能彌補(bǔ)現(xiàn)行方案的不足。

本文介紹了智能閥門定位器的原理和特點(diǎn),總結(jié)了調(diào)試智能閥門定位器中出現(xiàn)的問題及解決方法,為帶智能閥門定位器的調(diào)節(jié)的調(diào)校及故障處理給出了借鑒。

現(xiàn)代社會(huì)是講究科技創(chuàng)新的時(shí)代,傳統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)逐漸地被新興技術(shù)所取代,這也是社會(huì)進(jìn)步的必然結(jié)果。本文主要講解和傳統(tǒng)閥門定位器相比較,智能閥門定位器的工作原理和具備的特點(diǎn),并提出在智能閥門定位器中出現(xiàn)問題的解決方案,為帶智能閥門定位器的調(diào)節(jié)閥的調(diào)校以及故障處理給出了借鑒的方法。

在工業(yè)自動(dòng)化控制中，要用到各種類型的調(diào)節(jié)閥，而給調(diào)節(jié)閥配備穩(wěn)定可靠的閥門定位器則顯得尤其重要。西門子智能閥門定位器是工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的領(lǐng)先產(chǎn)品，獲得了廣泛的應(yīng)用。文章介紹了閥門定位器的工作原理、作用及其發(fā)展過程，詳細(xì)說明了智能型電氣閥門定位器的工作原理及其先進(jìn)性。本文重點(diǎn)介紹了在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域廣泛使用的閥門定位器的工作原理及特點(diǎn)，并詳細(xì)分析了在使用過程中出現(xiàn)的常見故障。