西门子定位器调试及智能定位器技术介绍

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西门子定位器调试及智能定位器技术介绍

西门子定位器调试

及智能定位器技术介绍

压电阀介绍:

1、引言

传统的气动阀中大量使用了电磁铁作为电-机械转换级,其把电控制信号转换为机械的位移,推动阀芯,实现气路的切换或气体压力、流量的比例控制。作为电-机械转换级的电磁铁有价格低廉,操作使用方便等优点;但其也有很多缺点:如功耗大、响应速度不够快、存在发热及有电磁干扰等。把压电材料的电-机械转换特性引入到气动阀中,作为气动阀的电-机械转换级,这是一项不同于传统气动阀的全新技术。采用了压电技术的气动阀在性能上有着传统气动阀无可比拟的优势。

2、压电效应简介

对于晶体构造中不存在对称中心的异极晶体,加在晶体上的张紧力、压应力或切应力,除了产生相应的变形外,还将在晶体中诱发出介电极化或电场。这一现象被称为正压电效应;反之,若在这种晶体上加上电场,从而使该晶体产生电极化,则晶体也将同时出现应变或应力,这就是逆压电效应。两者通称为压电效应。1880 年居里兄弟发现了电气石的压电效应,从此开始了压电学的历史。压电式气动换向阀即是利用压电逆效应而研制的。

3、压电技术在气动阀中的应用

1、微型直动式换向阀

利用压电材料在电场作用下的变形,来实现气动阀阀口的开启和关闭,这样就可以做成微型直动式换向阀。如下图所示的微型二位三通换向阀,1 口为进气口,2 口为输出气口,3、口为排气口,阀中间的弯曲部件为压电材料组成的压电片。当没有外加电场作用时,阀处于:图1 状态:进气口关闭,输出气口2 经排气口3 通大气。当在压电阀片上外加控制电场后,压电阀片产生变形上翘,上翘的压电阀片关闭了排气口3,同时进气口1 和输出气口2 连通。这样就完全实现了传统二位三通电磁换向阀的功能。

图1 图2

2、压电式电气比例调压阀

压电材料的变形量正比于施加在其上的电场强度,利用这一特点,可以开发出比例调压阀。如图3 所示,施加不同的控制电压到压电阀片上,压电阀片产生不同的弯曲变形量,这样就在进气口1 与输出气口2 之间及输出气口2 与排气口3 之间形成不同的气流阻力,从而在输出气口2 的得到不同的气体压力。由于压电阀片在变形过程中不受机械摩擦力,且压电阀片有响应快功耗低的特点,基于压电阀片的电气比例调压阀很多性能优于传统的比例调压阀。例如其没有死区,压力可以从零开始连续调节;其响应快,可满足高速系统的应用要求;其功耗低,对电源功率要求低。

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图3

3、压电阀为先导的气动换向阀

把微型压电阀作为先导级,对其气体流量及压力进一步放大,就可以得到符合各种国际

标准外形尺寸的压电式气动阀,同样,其很多性能特点都优于传统的电磁阀。

4、压电式气动阀的独特优势及其应用

相对于传统的电磁气动阀,采用压电技术的换向阀,有功耗低、响应快及没有电磁影响等

优点,所以其开辟了很多气动技术应用的新领域。

4、总结

压电式气动换向阀是把压电技术引入到气动阀中的一项新技术,相对于传统的气动阀,其有 功耗低、响应快、没有电磁干扰、寿命长及不会发热等优点。其在工业及过程自动化控

制领域有广阔的应用。

智能定位器:

调节阀是控制系统的终端,一旦其发生故障,将直接影响装置的安全运行,对生产过程影响非常大。运用智能阀门定位器,能够改善调节阀的流量特性和性能,可以通过与DCS或总线设备进行数字信息通讯,提升企业生产控制能力,为装置的安全稳定生产提供保障。

1. 常规定位器存在的不足

1) 常规定位器多为机械力平衡原理,它采用喷嘴挡板机构,可动件较多,容易受温度波动、

外界振动等干扰的影响,耐环境性差;弹簧的弹性系数在恶劣环境下能发生改变,会造

成调节阀非线性,导致控制质量下降;外界振动传到力平衡机构,易造成部件磨损以及

零点和行程漂移,也使定位器难以工作;

2) 由于喷嘴本身的特性,执行器在稳定状态时也要大量消耗压缩空气,若使用执行器数量

较多,能耗较大;而且喷咀本身是一个潜在故障源,易被灰尘或污物颗粒堵住,使定位

器不能正常工作;

3) 常规定位器手动调校时需要使用专用设备、不隔离控制回路是不可能的,且零点和行程

的调整互相影响,须反复整定,费时费力,非线性严重时,则更难调整。

2.智能阀门定位器的组成和原理

2.1智能阀门定位器的组成

智能阀门定位器是一种具有HART通信协议的阀门定位器,由三部分组成:微处理器电子

控制的模件,包括HART通信模块和就地用户界面开关;电/气动转换器模件的压电阀;

阀位传感器。

2.2智能阀门定位器的工作原理

整个控制回路由两线、4~20mA信号控制。HART模件送出和接收叠加在4~20mA信号上

的数字信息,实现与微处理器的双向数字通信。模拟量的4~20mA信号传给微处理器,

与阀位传感器的反馈进行比较,微处理器根据偏差的大小和方向进行控制计算(一级控

制),向压电阀发出电控指令使其进行开、闭动作。压电阀依据控制指令脉冲的宽度对

应于气动放大器输出压力的增量,同时气动放大器的输出又被反馈给内控制回路,再次

与微处理器的运算结果进行比较运算(二级控制),通过两级控制输出信号到执行机构,

执行机构内空气压力的变化控制着阀门行程。当控制偏差很大时,压电阀发出宽幅脉冲

信号,使定位器输出一个连续信号,大幅度的改变至执行机构的信号压力驱动阀门快速

动作;随着阀门接近要求的位置,命令要求的位置与测得位置的差值变小,压电阀输出

一个较小脉宽的脉冲信号,断续、小幅度的改变至执行机构的信号压力,使执行机构接

近新命令位置的动作平缓。当阀门到达要求的位置(进入死区)时,压电阀无脉冲输出,

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定位器输出保持为零,使阀门稳定在某一位置不动。

3.智能定位器的调校

通过就地用户界面设置开关,可完成定位器的增益、正反作用、定位器特性以及是否允

许自动调校等基本设置;在不增加工具的条件下,能够进行自动或手动校准定位器;并

且可以通过就地用户界面手动控制按钮,实现手动控制调节阀。

4.智能阀门定位器的其他特点

1)通过多种组合指示操作状态或警告工况,具有诊断、监测功能;

2) 耗气量非常小,在0.6 MPa稳定状态下,仅为0.12NM3/h,不足常规定位器的8 %;对

气源压力的变化不敏感;

3) 采用同一型号既可用于直行程又可用于角行程;通过选配双作用模件,可以实现控制双

作用活塞缸执行器;

4) 使用HART通讯协议,与定位器进行双向通信;

5.在实际使用中应该注意的问题

5.1 对调节信号的带负载能力有较高的要求

在实际使用过程中,智能定位器的输入阻抗较高,当输入信号为20mA时,供电电压的最

小要求值为12VDC、带负荷能力不小于600Ω,否则定位器不能正常工作;最小输入电

流不小于3.6mA时,才能确保其性能。

5.2 应合理设置定位器的动作死区

定位器死区设置越小,定位精度越高,这就给人们造成一个误区,以为死区越小越好,

但这样会使压电阀及反馈杆等运动部件的动作越频繁,有时会引起阀门振荡,影响定位

器和阀门的使用寿命,故定位器的死区设置不易过小;定位器设置更改后,必须重新调

校后才能生效;

5.3定位器的安装

定位器的安装有一个重要原则就是,定位器、阀杆、反馈杆三部分要构成闭环负反馈。

安装时可以这样检验:定位器安装后,阀杆和反馈杆不连接,用手转动反馈杆,若阀杆

动作方向与反馈杆动作方向相反,则说明已构成闭环负反馈;此时要将调节阀阀位置于

50%,并使反馈杆处于水平位置,然后将反馈杆和阀杆固定,这样可以保证定位器工作

在最佳线性段。定位器安装不平正,也会增加其线性偏差。

5.4定位器流量特性的选择

调节阀的流量特性是由阀芯的加工特性所决定的,如果工艺要求与其相符,则定位器的

输出特性应选择线性输出;在实际使用中,若阀芯特性与工艺要求不符,则可以通过定

位器输出特性的设置来改变阀门的整体流量特性,如可以将阀芯为线性特性的调节阀通

过把定位器输出特性设置为等百分比特性,即可将具有线性阀芯的阀门变为等百分比流

量特性的阀门来使用。

5.5定位器的维修

定位器不同的功能模块损坏,造成定位器无法使用时,如果整体更换,费用高昂;这时

可以利用无故障的模块对定位器进行重新组装,但组装后要根据不同的调节阀进行重新

设置,由于使用定位器的调节阀(行程等)变了,利用自动调校可能达不到使用要求,

这时可以先手动调校确定其行程,然后再用自动调校校准。这样可以使调节阀定位精准、

具有合适的响应速度,从而满足过程控制的要求,也可节约大量的资金。

西门子定位器的调试:

由于有多种应用,所以定位器装配后必须与执行机构相适应(初始化)。初始化可用以下三种

方式进行:

自动初始化

初始化是自动进行的。定位器顺序测定作用方向,行程或转角、执行器的行程时间,并配以执行器动态工况时的控制参数。

手动初始化

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执行机构的行程或转角可用手动调整;其余参数同自动初始化一样自动测定。这一功能在软端停时需要。

复制初始化数据(定位器的置换)

对具有HART 功能的定位器,其初始化数据可以读出并传送到另一个定位器。因此,更换一台故障定位器,不会因为初始化而中断生产过程。初始化之前,你只需对定位器设置很少参数。其余参数带有缺值,通常不必修改。只要你遵循如下几点,调试不会有任何问题。

注:

同时按下

键和 键,你可以返回前一参数。

1.1 直行程执行器调试准备

1.用相应的安装配件安装定位器。

注意:杠杆比率开关的位置对定位器非常重要。

冲程 杆 比率开关位置

5~20mm 短 33°(及以下)

25~35mm 短 90°(及以上)

40~130mm 长 90°(及以上)

2.推动杆上驱动销钉的位置,到达额定冲程的位置或更高的一个刻度位置后,用螺帽拧紧驱动销钉。

3.用气动管缆连接定位器与执行机构,给定位器提供气源。

4.连接相应的电流或电压源。

5.现在定位器处于“P manua1”方式。在显示屏上一行显示当前电位计的百分比电压值(P),

例如“P 37.5”,显示屏下行“NOINI”在闪烁:

显示:

6

.通过

和 键移动执行机构达到每一个最终位置,来检查机械装置是否可在全部调整范围内

自由移动。

注:当你保持第一方向键向下按压的同时下压另一方向键时,可快速移动执行机构

7.现在移动执行器,使杆达到水平位置,显示屏将显示一个介于P48.0 到P52.0 之间的值。如果

不是这种情况,调整磨擦夹紧单元,直到杆水平并显示“P50.0”时。确切的说,你达到了这一值,定位器能测定的位移将更精确。

1.1.1 直行程执行机构的初始化

正确移动执行机构,离开中心位置,开始初始化。

1.下按方式键 5 秒以上,进入组态方式。

显示:

2

.通过短按方式键 ,切换到第二参数。

显示: 或

注:这一参数必需与杠杆比率开关的设定值相匹配。

3

.用方式键 切换到下列显示

显示:

如果你希望在初始化阶段完成后,计算的整个冲程量用mm 表示,这一步必须设置。为此,你 需要在显示屏上选择与刻度杆上驱动钉设定值相同的值。

4

.用方式键 切换到如下显示:

显示:

5

.下按 键超过5 秒,初始化开始

显示:

初始化进行时,“RUN1”至“RUN5”一个接一个出现于显示屏下行。

注:初始化过程依据执行机构,可持续15 分钟。有下列显示时,初始化完成。

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在你短促下压方式键

后,出现显示:

通过下按方式键 超过5 秒,退出组态方式。约5 秒后,软件版本显示,在你松开方式键时,处于手动方式。如想进一步设定参数,请见“操作-简明概况”或手册。

你可在任何时候用自动或手动方式开始初始化。

1.1.2 直行程执行器手动初始化

利用这一功能,不需硬性驱动执行机构到终点位置即可进行初始化。杆的开始和终止位置可手工设定。初始化剩下的步骤(控制参数最佳化)如同自动初始化一样自动进行。

直行程执行机构手动初始化的顺序步骤。

1.对直行程执行机构实行初始化。通过手工驱动保证覆盖全部冲程,即显示电位计设定处于P5.0 和P95.0 的允许范围中间。

2.下按方式键 5 秒以上,你将进入组态方式。

显示:

3.短按方式键 ,切换到第二参数:

显示:

注:这一值必需与传送速率选择器的设定相对应。(33°或90°)

4

.用方式键 转到下列显示:

显示:

如果你希望初始化过程结束时,测定的全冲程用mm 表示,你需要在显示器中选择与驱动销钉在杆刻度上设定的值相同,或对介质调整来说下一个更高的值。

5

.通过下按方式键 两次:

显示:

6.下按增加键5 秒以上,开始初始化显示:

7.5 秒之后,显示改变:

用增加键(+)和减少键(-)趋动执行机构到你规定的两个终端位置的第一个位置。然后下按方

式键 。用这种方法,当前位置被终点位置1 取代,并将切换到下一步。

注:如果信息RANGE 在出现,所选终点位置在规定测量范围之外。可通过以下措施纠正这一错

误:

· 调整磨擦夹紧单元,直到出现OK,然后再按一次方式键。

· 用增加键和减少键趋动到另一个结束位置。

· 下按方式键,中断初始化,你已切换到手动方式,按照第1 步校正行程和测量位置。

8.第7 步成功完成后,出现下列显示:

现在用增加(+)和减少(-)键驱动执行机构到你希望规定的第二终点位置。然后下按方式键当 前位置将被终点位置2 取代。

注:如果信息RANGE 出现在下行,所选终点位置超出允许的测量范围,或者是测量跨度太小。

有几种选择可纠正这一错误:

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· 用增加和减少键驱动到另一终点位置。

· 通过下按方式键中断初始化,这样你已切换到P-Manual 方式,按照步骤1 修改行程和进行

位置测量。

注:如果信息Set Middle 出现,杆臂需要增加和减少键移到水平位置,并按压方式键。这样调整

直行程执行机构正弦修正基准点。

9.初始化的停止是自动出现的。RUN1 到RUN5 顺序出现在显示屏的下行。当初始化已全部完成

时,出现如下显示:

显示:

如果已有3YWAY 参数输入设置了杆长,显示屏首行附加出现以mm 表示的规定冲程。短按方 式键 ,5INITM 再次出现在下行。这表示,你现在是重来一次组态方式。下按方式键 超过5 秒, 离开杆组态方式。接近5 秒后,软键显示将出现。松开方式键后,装置将在Manual 方式。

1.2 角行程执行器调试准备

注:非常重要:切换杠杆比率开关成为90°

1.用相应的配件安装定位器

2.用气动管缆连接执行机构和定位器,并给定位器提供气源、

3.连接适当的电流或电压源

4.定位器现处于“P manual”方式。显示屏上行,显示当前电位计电压(P)的百分比值,例如: “P 37.5”,下行“NOINI”在闪烁:

5.用和键调整执行机构到每一个最终位置,自由移动遍及全部设定范围,从而可检验机械装置

注:当你保持第一方向键下按时,再按另一个键,可快速移动执行机构。

1.2.1 角行程执行机构的自动初始化

通过正确调整角度,你能移动执行机构,离开中心位置,开始自动初始化:

1.下按方式键 超过5 秒,进入组态方式。

2

.用 键调整参数到“turn”:

3.用短按方式键切换到第二参数。第二参数自动设在90°

显示:

4.用方式键 切换到下列显示:

显示:

5.下按 键超过5 秒,初始化开始。

显示:

初始化进行时,“RUN1”至“RUN5”顺序出现在显示器下行

注:依据执行机构,初始化可持续15 分钟。

下列显示出现时,初始化完成:

上行值是执行机构旋转的全部角度值。(例如93.5°)

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在你短按方式键

后,下列显示出现:

下按方式键 超过5 秒,退出组态方式。大约5 秒后,软件版本显示。当你松开方式键,单元处于手动方式。如果想进一步调整参数,利用散页“操作-简要说明”或手册。你可随时从自动或手动方式开始初始化。

1.2.2 角行程执行机构手动初始化

利用这一功能,定位器初始化不需要硬性驱动执行机构到终点停止。手工调整行程的开始和终止位 置。初始化步骤的保存(最佳控制参数)可与自动初始化一样自动测定。

角行程执行机器手动初始化的顺序步骤:

1.按照P18 页7.2 章,完成对角行程执行机构初始化准备,通过手动驱动保证遍及全部行程,该 行程显示的电位器设定处于允许的P5.0 到P95.5 范围之间。

2.下按方式键 超过5 秒,用此方法进入组态方式。

显示:

3.用减少键(-)调整参数YFCT 改变。

显示:

4.短按方式键 ,切换到第二参数。

显示:

注:保证传输速率选择在90°

5.按方式键 两次,到下列显示:

显示:

下面的步骤与直行程执行机构初始化的第6 到第9 步相同。

初始化完成后,测定的转角度数出现在显示屏下行。短按方式键后 ,5INITM 出现在显示屏下行。现在你再一次处于组态方式。下按方式键 超过5 秒,退出组态方式。接近5 秒软件版本出现。松开方式键,装置处于手动方式。

1.3 复制初始化数据(定位器置换)

有了这一功能,你可以不经初始化即可对定位器调试。这样,就可以不中断生产过程置换一台没经 初始化的定位器给一正在运行的设备。

注:初始化(自动或手动)尽可能在后来进行。因为只有这样做,才是对执行机构的机械和动态特

性最佳化调整的定位器。从被置换定位器到置换定位器的数据传输通过HART 通讯接口。 如要置换定位器,必需完成如下步骤:

1.从被置换的定位器中,通过PDM 或HART 通讯器和存贮器中读出装置参数和初始化数据(初

始化时测定的)。如果装置已由PDM 初始化并且数据已被储存,这一步可以不要。

2.固定执行器在通常位置上(机械的或气动的)。

3.从被置换的定位器的显示中读出当前位置值并且记录。如果电子器件有故障,通过执行机构或

阀门的测定来测出当前位置。

4.拆下定位器,安装定位器杆臂到置换装置上,安装置换定位器的附件,送置传送速率选择开关

在与故障装置相同的位置。读出装置数据和来自PDM 或Handheld 的初始化数据。

5.如果显示的当前值与从故障定位器记录的值不一样,用磨擦夹紧装置调出正确值。

6.现在定位器已经可以操作。

与正确初始化过的定位器相比,精度和动态特性是有限的。特别是硬件停的位置和相应的工作 数据将显出偏差。因而,初始化必需在下一个可能的机会完成。

结论:

由于采用微处理器和新型元件,智能定位器的性能有了很大的提高,适用范围更广,使

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用更加简便、可靠。有很多厂家生产的智能阀门定位器,像SIEMENS的PS2、FISHER的 DVC5000、YAMATAKE的AVP100等在功能上大同小异,性能上各有优劣,而且也都在进一 步开发软件功能,使其得到充分应用,提高过程控制品质,提升企业管理水平。

寒冷的夜和我

夜,静了,可我知道天还是灰色的,寒冷的空气凝固了我孤寂的心,以为自己已习惯了人群的热闹,却不知道自己被排斥在喧嚣的门外。莫名而又熟悉的感觉栖息在我的脑海。

车库里,电脑旁,一支烟,又一支烟,拟成了一份我的寂寞,像一场浮华的梦,梦做的太过辉煌,凝视着电脑的屏幕,思念着一个人,也许就此会天天如此,也许会埋在心底而不再被她记起,那些过去的过去,透过我那双深邃、忧郁的眼神,伴着泪水模糊地呈现在眼前。

爱——是一种痛,爱——是一种幸福,当你选择了它,你就要注定为它付出你的所有。 卷缩在属于自己的床,静静的欣赏着自己给自己的忧伤,以至于思念着你,变成了忧伤。我可以看着你离开的背影,你却看不见我流下的眼泪,曾经以为自己的眼泪已经枯竭,此刻,才发现,原来自己还是会流下泪水。

有一种感觉叫忧伤

埋藏在心底的伤愈与痛

夜,已开始降临。正好与我落寞的心相符,也许我就应该一个人在黑夜里,寻觅一处安静的地方,想着不合实际的人和事,默默垂泪,静静回味……

再次的失败,我的梦在瞬间破灭,希望变成失望。此后,我的点滴光环也许会消失的不见影踪,人生会开始变得暗淡无光!

心很痛,真的很痛,仿佛针扎一般,深入了骨髓,烙印在灵魂深处,这一切都在诉说着我那失败的人生!

想过逃避,抛除一切烦恼,从此不问世事,不食人间烟火,过一种无忧无虑的生活,但那只是一时之想罢了,现实的生活虽然苦味,却无法让我避开。

无限的惆怅,无边的烦恼,像影子一样伴随着我的一生。以为找到了属于自己的幸福和快乐,可还是在瞬间消失的无影无踪。可能我的梦做的过于完美,可能我的笑显得过于朗声,以至于把一切美好的东西悉数收藏的膨胀了起来,量的积累发生了质的变化,笑过之后便是泪的洗刷。

曾经有过怨、有过为怨而执命的辩驳。那是委屈的申诉,那是被错解的解说。 不想失去的梦还是从我身边悄然而过,没有了童话般的世界,没有了晨光的沐浴,我的争辩显得无声无息。以前的我被误解后像狮子一样狂野,不能承受点滴的

西门子定位器调试及智能定位器技术介绍

委屈,现在的我脆弱的却只有眼泪。

面对你冷漠、无奈、甚至是厌恶的眼神,我的心彻底垮了下来。残存的一点自尊让我彻夜难以入睡,我默默地组织着对你的言语,是该安静的走开?还是、、、、、、

面对现实我该如何?

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/rlxi.html

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