智慧型控制閥

智慧型控制閥是帶有微處理器,能夠實現智慧型化控制功能的控制閥。

分類,主要區別,構成,

分類

控制閥的智慧型化通常採用下列幾種形式:
a.帶智慧型閥門定位器的氣動控制閥;
b.智慧型電動控制閥;巳帶現場匯流排智慧型閥門定位器的氣動控制閥。智慧型化控制功能’主要包括下列內容
a.方便地修改控制閥流量特性。
b.實現PID控制運算。
c.實現其他運算功能,例如,進行分程控制的量程範圍設定,非線性補償運算等。
d,更改控制閥的正、反作用方式。
e.實現與上位機的通信,—實現信息共享。L實現控制閥的故障診斷和報警。
g.實現控制閥的自鎖。
h.實現控制閥的狀態信息管理等,使用智慧型閥門定位器的優點如下。
a.減小控制迴路的安裝、校驗和調 試時間。
b.採用診斷功能,使控制閥使用。壽命延長,運行狀況能被及時監測。
c.降低對儀表維護人員的技能要求。
帶智慧型閥門定位器的氣動控制閥
這類控制閥的結構與普通控制閥相同,因附帶智慧型閥門定位器而使控制閥具有智慧型化功能智慧型閥門定位器與

主要區別

1.控制閥流量特性的實現方式不同
智慧型定位器的反饋部分採用線性反饋,所需控制閥流量特性是在設定迴路實現的。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現所需控制閥流量特性。詳見5.3節。
2.輸入輸出方式不同
通常,智慧型閥門定位器是智慧型電氣閥門定位器。與一般電氣閥門定位器比較,智慧型電氣閥門定位器的輸入信號是標準的4~20mA或1~5V電信號,它需要經模數轉換後作為微處理器的輸入信號。而一般電氣閥門定位器輸入信號雖然是4—20mA或l~5V電信號,但它不需要經模數轉換,可直接送電磁線圈產生電磁力,實現力平衡。智慧型閥門定位器的輸出信號是數位訊號,它通常送壓電閥組,通過壓電閥組的開關來調節送控制閥膜頭的氣壓,一般電氣閥門定位器的輸出信號是經氣動放大器放大後的氣信號。
3.採用的控制方式不同
智慧型閥門定位器與一般的計算機控制裝置類似,採用離散控制方式,因此,在採樣間隔內,控制閥開度不變化。運行過程中,控制閥開度呈現階梯形變化。一般閥門定位器採用連續控制方式,因此,整個控制過程中,控制閥開度的變化是連續的(除了因死區造成的躍變外)。
4.反饋信號檢測處理不同
智慧型閥門定位器中控制閥反饋信號需經模數轉換後送微處理器處理,而一般閥門定位器反饋信號直接作為反饋力(力矩),不需要經模數轉換為電信號。一些智慧型閥門定位器輸入信號採用標準模擬信號,在同一導線還傳輸HART數位訊號,組成混合信號的智慧型閥門定位器,它不屬於現場匯流排智慧型閥門定位器,但仍屬於智慧型閥門定位器。

構成

這類控制閥採用智慧型伺服放大器、數字式操作器、減速機構、閥位檢測傳送裝置和電動控制閥等組成。與一般電動控制閥的主要區別是採用了具有智慧型功能的伺服放大器。智慧型伺服放大器是微小型的計算機,它接收標準的模擬電流或電壓信號,經模數轉換為數位訊號,由微處理器將輸入信號與設定信號比較,並按一定的控制規律運算,輸出信號經數模轉換後驅動相應的電動控制閥。與帶智慧型閥門定位器的氣動控制閥工作原理類似,智慧型電動控制閥的主要區別是採用電動控制閥,因此,輸出信號送電動機(可以是單相或三相電動機),並經減速裝置後改變電動閥的開度。智慧型電動閥也是採用設定迴路的非線性特性來補償被控對象非線性特性的,因此,避免了反饋迴路非線性造成的控制系統不穩定現象。同時,由於採用數字方式實現非線性補償,因此,可根據控制閥的壓降比和所需要工作流量特性確定非線性補償環節中各折線點位置。
帶現場匯流排智慧型閥門定位器的氣動控制閥
與一般智慧型閥門定位器比較,這類控制閥所帶閥門定位器的特點如下。
a.輸入信號不是標準模擬電流或電壓信號,而是現場匯流排設備的數位訊號。
b.具有通信功能,能夠方便地與上位機進行通信,實現數據交換和數據共享。
c.可採用直接供電方式和本安方式運行,符合現場匯流排有關標準的規定。
d,可實現開放系統互連的有關功能,例如可互換性、可互操作性等。
e.全數字、雙向通信。

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