3725型数字式电气阀门定位器的原理和应用

李宝华

摘要：3725型数字式电气阀门定位器是萨姆森公司（SAMSON）最近推出的一款低价位、高性能、紧凑型的新产品。它利用该公司现有成熟技术，结合了3730-1型的固件及功能与3738-20型非接触的磁阻式传感器和3760型的尺寸，结构合理，配置简洁，定位为主，本安防爆；采用塑壳和透明盖子；

使用三个电容式触摸按键和LCD易于操作和调看参数，代码组态和出错显示；通用的安装件便于连接到各种气动执行机构和控制阀；适用于流程工业的常规应用，面向控制阀中低端市场。

关键词：3725型；数字式电气阀门定位器；原理；应用

引言

萨姆森公司（SAMSON）是生产全系列、多品种的阀门定位器，涵盖机械式的气动阀门定位器和电气阀门定位器、数字式的电气阀门定位器包括模拟输入和支持各主流现场总线通信的智能型以及本机集成专家诊断软件和可集成到上位控制系统，全面满足不同用户需求。

3725型数字式电气阀门定位器是萨姆森公司最近推出的一款低价位、高性能、紧凑型的新产品。它利用该公司现有成熟技术，结合了3730-1型的固件及功能与3738-20型非接触的磁阻式（AMR）传感器和3760型的尺寸，结构合理，配置简洁，定位为主，本安防爆，防护等级IP 66；适用行程3.75-50mm和24-100°旋转角；采用塑壳和透明盖子；使用三个电容式触摸按键和LCD易于操作和调看参数，代码组态和出错显示；与控制阀的连接有集成安装或按IEC 60534-6-1/-6-2安装方式，通用的安装件便于连接到各种气动执行机构和控制阀；稳态耗气量0.10Nm3/h且不受气源压力影响；尺寸小巧（122mm宽x 87mm高x 62.5mm 厚）、重量轻（重约0..5kg）。适用于流程工业的常规应用，面向控制阀中低端市场。

结构和工作原理

3725型数字式电气阀门定位器的结构部件有带透明盖子的塑壳、反馈杆及传动轴、磁阻式阀位传感器、带微处理器的电子单元、LCD显示器和电容式触摸按键、低功耗的电气转换器和气动放大器，以及气动连接件和所需安装件等。参见图1。

图1 3725型数字式电气阀门定位器结构

3725型数字式电气阀门定位器的工作原理及功能如图2所示，是回路供电的二线制仪表，接受控制系统或控制器的4-20mADC模拟信号，与磁阻式传感器测量的阀位信号进行比较，根据偏差和预置算法改变控制输出，对气动执行机构/控制阀进行闭环的定位控制。回路供电3.8mADC阀门定位器启动。

阀门定位器安装连接到气动控制阀（1）上，输入控制信号（4-20mADC）为给定值w和来自磁阻式传感器（2）的阀位信号（行程或转角）即测量值x，经模/数转换器（3）送给微处理器（4），经内部数字运算后的控制信号经数/模转换器（5）转换为模拟量给低功耗的电气转换器（6），比例地产生先导气压信号，再经气动放大器（7）形成驱动气压信号输出y。根据微处理器对偏差按预置算法运算的输出变化，电气转换器和气动放大器输出的气动信号，给气动执行机构增加（充气压）或减少（排气）输出气压信号，从而完成定位功能。可以通过组态由软件限制气动放大器的输出信号压力到240kPa（2.4巴）。压力定值器（8）的作用是稳定电气转换器喷嘴-挡板机构的气源压力使其工作稳定，也使阀门定位器的稳态耗气量不受外部气源压力波动的影响。固定气阻（9）保持一定的向壳内排气量，使气动放大器快速启动，也使壳内保持一定的正压，阻止壳外有害气体或灰尘进入内部。为了适应不同尺寸的气动执行机构，输出气量调整Q（10）用于优化调整，可有两种选择。

图2 工作原理图

安装和连接

3725型数字式电气阀门定位器可以方便地装配到带集成安装连接的控制阀、装配到符合IEC 60534-6-1标准（NAMUR ）的直行程控制阀、装配到符合IEC 60534-6-2标准和符合VDI/VDE 3845（2010-9）的角行程控制阀。阀位（行程/旋转角）测量为非接触的磁阻式传感器，阀位反馈连接为随动的机械连接，使用反馈杆和连接销钉。内部非接触连接与外部机械连接的结合，简化了安装连接和提高了反馈环节的可靠性。

阀门定位器的标配为反馈杆M （连接销钉位置35），对于不同的行程/旋转角可按表1进行选择反馈杆及其连接销钉位置。根据不同的气动执行机构/控制阀，选择适当的安装连接件/托架。

表1. 安装和连接选择

直接集成安装（如SAMSON 3277-5型和3277型气动执行机构）

执行机构尺寸〔cm 2〕

额定行程 mm 阀门定位器可调范围最小行程最大

需要的反馈杆指定的

连接销钉位置

120 7.5 5.3 至 15.0 M 25 120/240/350 15 7.5 至 21.2 M 35 355/700

10.6 至 30.0

安装到按照IEC 60534-6（NAMUR ）的气动执行机构

SAMSON

控制阀/3271型气动执行机构其它控制阀的行程（mm ）

需要的

反馈杆指定的连接销钉位置

执行机构尺寸〔cm 2

〕

额定行程

mm 最小最大 120 7.5 3.75 10.6 S 17 120 7.5 5.3 25.0 M 25 120/240/350

15 5.0 35.0 M 35 700 7.5 700

10.8 50.0

安装到按照VDI/VDE 3845的角行程执行机构

角行程执行机构

最小工作转角最大需要的反馈杆指定的连接销钉位置

24 至 100O

90°

3725型配有2个压紧式接线端子连接输入控制信号，适合0.2至1.5mm 2的电线；端子号11为正，端子号12为负；端子上还有一个1mm 探针的插孔，用于测试连接。 3725型要求气动连接的终端接头不能直接拧在塑壳侧面上，要加一个铝制气动连接块或带压力表的气动连接块，可选G ?或? NPT 接口。对于直接集成安装，可通过后侧的输出气孔连接气动执行机构的内置气路。气源压力为140至700kPa （1.4-7巴），连接好气源管路并根据所选用的气动执行机构弹簧范围来设定工作气源压力，一般是高于最大弹簧范围20 kPa （0.2巴）。在组态参数中也可以有输出压力限制的设置。

直接集成安装 IEC 60534-6-1（NAMUR ）安装安装在角行程气动执行机构图3 安装和连接

输出气量调整Q的选择是考虑适用气动执行机构的不同尺寸：对于有效膜片面积小于240cm2的或动作时间小于1秒的，设置在MIN；对于有效膜片面积大于240cm2的或动作时间大于1秒的，设置在MAX；不允许设置在中间位置。

状态显示和组态操作

3725型数字式电气阀门定位器配有LCD显示器和三个电容式触摸按键，状态显示和组态操作简单便利。显示器读数方向可以改变，由组态设置换向，避免由于安装位置等原因使显示倒置的尴尬。参见图4。

图4 显示器和电容式触摸键

显示器上直接指出阀位数值和偏差棒图及状态符号，定义字母显示的状态有：ESC-退出、Err-出错、LOW-给定值太低、MAN-手动模式、MAX-最大行程、RST-复位、INIT-初始化、ON/OFF-激活/停止、ZERO-零点校准。若阀门定位器还没有初始化，显示的对应反馈杆轴的偏转角度，棒图示出对应每个格5°角度。初始化后，显示实际阀位/旋转角，棒图示出回路偏差，每个格代表1%的偏差。

参数代码有P0至P20，代码说明和缺省设置见表2。

表2. 参数代码

代码有*标记的可以在阀门定位器不重新初始化的情况下改变设置。

[ ... ] 为缺省设置

P0 带状态指示的显示 P11 终端阀位 w> [OFF]

P1 读数方向 P14 输入控制信号w显示

P2* 故障-安全位置 [ATO] P15 INIT 启动初始化

P3* 连接销钉位置 [35] P16 ZERO 启动零点校准

P4* 额定行程范围 [MAX] P17 手动模式

P18 复位

P5 特性 [1] 3种特性用于直行程单座阀

9种特性用于角行程

P6 输入控制信号（给定值） [4-20mA] P19 确认组态

P7 w/x作用方向 [>>] P20 固件版本

P8* 增益 Kp [50] 详细的参数代码设置选项和说明请见产品操作说明

EB 8394 ZH

P9* 压力限制在2.4巴 [OFF]

P10 终端阀位 w< [ON]

对参数代码做组态操作时，先要在代码P19确认允许组态，若无操作则3分钟后自动退出允许组态。

在启动前要检查相关参数代码，确认行程、信号范围、开启方向（A TO-气开/A TC-气关）、正反作用、特性、初始化模式等（在P19确认允许组态后可改变组态设置）。启动时确认已按要求送气源、已接通送输入控制信号（3.8mA启动运行），阀门定位器经开机自检进入启用运行，LCD显示在代码0下的工作状

态。

准备好后，在允许组态情况下激活参数代码P15：用“上翻”或“下翻”按键选择到P15，按“确认键”保持6秒时间，LCD 上显示6-5-4-3-2-1倒计时，初始化开始启动，显示开始闪烁。初始化成功完成后，阀门定位器进入闭环操作状态，LCD 显示“闭环操作”符号和对应输入控制信号的阀位（%）。

在初始化过程中可按“确认键”取消初始化，此时还是上一次初始化的设置，或再次启动初始化。若出现错误或故障时，“故障”符号将出现在显示器的下部，可通过翻看出错代码E0-E15，查找故障和进行相应处理。例如：翻看出现E0，说明零点出错；翻看出现E3，是增益设置不当；翻看出现E8，连接销钉位置错误或反馈杆故障，提醒检查安装和连接；翻看出现E9是软件故障；翻看出现E10-E15是内部硬件故障；等。

结束语

3725型数字式电气阀门定位器适应技术发展和市场需要，在SAMSON 现有成熟技术上结构整合和功能提升，产品设计为低价位、高性能、紧凑型，市场定位在方便服务控制阀常规用户。

从3725型的结构和工作原理、安装和连接、状态显示和组态操作的简要介绍中看到：LCD 显示器和电容式触摸按键、非接触的磁阻式传感器、微处理器的定位控制和状态识别及故障诊断、参数代码组态设置、不受气源压力波动影响的稳态耗气量、高可靠性的低功耗电气转换器和气动放大器，等，这些也能体现数字式电气阀门定位器的技术进展。

参考文献：

1.SAMSON. 3725型产品样本/数据表.T 8394 ZH . 2011.12

2.SAMSON. 3725型安装与操作说明.EB 8394 ZH . 2012.2

图5

初始化的显示和组态操作

未初始化状态 P19确认允许组态 P2设置开启方向 P15激活初始化初始化完成后状态

电动阀门控制原理图

电动阀门控制原理图对话世界能源巨头让中国每年省出13个核电站 “未来２５年，全球能源需求增加的部分中将有近１／４来自于中国。而能效水平低于工业发达国家近２０％状况，无疑使中国能源紧张的形势更加严峻。”“意法半导体营造了一个主动的可获益的大环境，数以百计的节能措施被建议并付诸实施，相关的节能投入每年平均为２５００万美元。” 电子产品的发展给人类生活带来越来越多便利与美好体验的同时，一些弊端也随之而生，电子垃圾、环境污染、能源消耗速度过快等种种问题开始困扰人们。于是，全球对环保与节能的关注达到了前所未有的高度，如何应对环保指令、开发新的节能产品、充分利用能源逐渐成为一个越来越热门的话题。随着２００８年奥运会的临近，中国政府也把环保节能提上日程。节约能源，越来越成为我们时刻关注的大事。为此，本报记者采访了意法半导体公司副总裁兼大中国区总裁柯明远，希望对该公司电子产品的能耗管理经验深入了解，并分析当今的能源管理市场及趋势。 >>>>

产品名称：产品型号： D943H 产品口径： DN50～2000 产品压力： 1.0MPa～ 2.5MPa 产品材质：铸钢、不锈钢等产品概括：生产标准：国家标准GB、机械标准JB、化工标准HG、美标API、ANSI、德标DIN、日本JIS、JPI、英标BS 生产。阀体材质：铜、铸铁、铸钢、碳钢、

WCB、WC6、WC9、20#、 25#、锻钢、A105、F11、 F22、不锈钢、304、 304L、316、316L、铬钼钢、低温钢、钛合金钢等。工作压力 1.0Mpa-50.0Mpa。工作温度：-196℃ -650℃。连接方式：内螺纹、外螺纹、法兰、焊接、对焊、承插焊、卡套、卡箍。驱动方式：手动、气动、液动、电动。产品详细信息一、产品概述工洲引进能够国外先进技术的基础上，采用精密的J 形弹性密封圈和三偏心多层次金属硬密封结构，被广泛用于介质温度≤425℃的治金、电力、石油化工、以及给排水和市政建设等工业管道上，作调节流量和载断流体使用。该阀采用三偏心结构，阀座与碟板密

智能阀门定位器中压电阀工作原理

智能阀门定位器中压电阀工作原理 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

0引言阀门定位器是气动调节阀的配套产品，长期以来国产的阀门定位器是使用模拟信号和力平衡原理方法实现的。近年来，由于电子技术的发展，国外多家公司推出了智能阀门定位器，因为其控制精度高、可靠性好、抗振性好、调试方便、流量特性可在线修改、可远程通讯等优越性能，深受用户的青睐。我公司经过多年攻关，研制出HVP型智能阀门定位器，该产品由CPU模板、阀门电流反馈模板、HART通讯模板、报警模板、显示模板、精密位置传感器和I／P 转换单元组成。 I／P转换单元是阀门定位器重要的关键部件之一，其可控性、抗振动性、耗电量、耗气量指标都将直接影响整机性能，设计出优良的I／P转换单元是实现阀门定位器智能化的重要步骤之一。 1I／P转换单元的类型 I／P转换单元主要作用是把电信号变换成气动信号，通过放大喷嘴的背压和流量控制，使其具有足够的功率去操作气动调节阀。I／P转换单元的种类可按空气消耗量分为：耗气式和不耗气式两种结构。其中由于不耗气式I／P转换

单元的耗气量小，气源压力易于稳定，压力放大倍数小，改善振荡现象，因此，不耗气式的I／P转换单元常常用于阀门定位器设计中。 I／P转换单元按结构形式可分为：线圈喷嘴挡板式、线圈滑阀式和压电阀式三种结构。由于线圈喷嘴挡板式I／P转换单元的结构简单、制造方便、成本低，因此，传统阀门定位器中的I／P转换单元绝大多数采用这种结构方式。线圈滑阀式主要在电磁阀中采用，压电阀式的I／P转换单元，最早出现是在二十世纪90年代西门子公司推出的SIPARTPS智能阀门定位器中，因其具有高抗振动性、高可靠性、低功耗、低耗气量和能够接受较高频率的控制信号等特点，非常适合智能阀门定位器对I／P转换单元的性能要求。 2压电阀工作原理和技术指标（1）工作原理压电阀实际是利用功能陶瓷片在电压作用下产生弯曲变形原理制成的一种两位式（或比例式）控制阀。控制压电阀动作只需提供足够的电压，电功耗几乎为零。其动作原理：压电阀的初始状态（不通电，如图1所示），功能陶瓷片作用在喷嘴口1上，这时，口2与喷嘴口3与先导腔连通，形成为一个整体。当压电阀接通电源时（如图2所示），功能陶瓷片变形向上翘，把喷嘴口 3压住，使得口2与喷嘴口1连通。

电气阀门定位器YT系列电气阀门定位器智能反馈模块详细调试说明

电气阀门定位器智能信号模块使用调试方法一、模块简介（电气）阀门定位器智能模块是新一代电气阀门定位器信号处理模块。与电气阀门定位器配套使用，能够提高定位器的使用性能，并为远端控制系统提供精确的阀门开度信号。模块采用新一代全数字技术研制，并采用全进口元件制作，具有精度高、抗干扰能力强、工作稳定等优点。内部设计有LED 工作状态指示，可以方便的识别模块的工作状态，并可以完全免工具进行精确调整。如图所示，EP 端为定位器指令输入端，用于输入4?20mA 的指令信号 PTM 端接直流24V 稳压电源，如串接电流表或电流传感器，可观察到电流变化。电气连接

PTM 端必须接直流稳压电源，严禁使用未经整流稳压的电源。注意事项：推荐使用直流24V 开关稳压电源。、使模块正常工作当电气连接完成后，模块默认进入正常工作状态。如由于运输等原因模块反馈信号偏差超出允许范围，可参照下面的“调试方法”进行调整。三、调试方法1．电气连接分别在EP端和PTM端连接好4?20mA输入信号和24V直流稳压电源，并串接好电流表（或万用表直流100mA 电流档）以便观察PTM 端反馈信号电流。注意事项：尽量不要直接连接DCS 系统调试，除非能确保DCS 系统是绝对完好，以便尽快完成智能模块的调试。观察电流表读数：此时电流表读数应为4mA 左右至20mA 左右之间任意一个数值。 2．使模块进入调试状态按住如上图所示最右边一个按键不放，待模块上的指示灯亮起，然后放开该按键，指示灯闪烁即表示模块已进入调试状态。观察电流表读数：此时电流表读数应为4mA，如有偏差，可按“ + ”或“－” 键调整电流，使电流值符合要求。 3.反馈信号4mA （0%）位置调整调整EP 端输入信号大小，使阀门处于需要反馈4mA 信号（即0％）的位置。按“+”或“－”键调整电流，使电流值符合要求，然后按一下上图所示最右边的按键。观察电流表读数：如电流表读数从4mA 跳至8mA 左右，即表示需要反馈4mA 信号（即0％）的位置已确认完毕。模块等待反馈8mA 信号（即25％）的位置的确认。

电动阀工作原理

1.电动阀即电磁阀，就是利用电磁线圈产生的磁场来拉动阀芯，从而改变阀体的通断，线圈断电，阀芯就依靠弹簧的压力退回。电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器；并不限于液压，气动。电磁阀用于控制液压流动方向，工厂的机械装置一般都由液压钢控制，所以就会用到电磁阀。电磁阀的工作原理，电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油刚的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞竿带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。(中华泵阀网) 一：适用性管路中的流体必须和选用的电磁阀系列型号中标定的介质一致。流体的温度必须小于选用电磁阀的标定温度。电磁阀允许液体粘度一般在20CST以下，大于20CST应注明。工作压差，管路最高压差在小于0.04MPa时应选用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直动式和分步直动式；最低工作压差大于0.04MPa时可选用先导式（压差式）电磁阀；最高工作压差应小于电磁阀的最大标定压力；一般电磁阀都是单向工作，因此要注意是否有反压差，如有安装止回阀。流体清洁度不高时应在电磁阀前安装过滤器，一般电磁阀对介质要求清洁度要好。

注意流量孔径和接管口径；电磁阀一般只有开关两位控制；条件允许请安装旁路管，便于维修；有水锤现象时要定制电磁阀的开闭时间调节。注意环境温度对电磁阀的影响电源电流和消耗功率应根据输出容量选取，电源电压一般允许±10%左右，必须注意交流起动时VA值较高。二、可靠性电磁阀分为常闭和常开二种；一般选用常闭型，通电打开，断电关闭；但在开启时间很长关闭时很短时要选用常开型了。寿命试验，工厂一般属于型式试验项目，确切地说我国还没有电磁阀的专业标准，因此选用电磁阀厂家时慎重。动作时间很短频率较高时一般选取直动式，大口径选用快速系列。三、安全性一般电磁阀不防水，在条件不允许时请选用防水型，工厂可以定做。电磁阀的最高标定公称压力一定要超过管路内的最高压力，否则使用寿命会缩短或产生其它意外情况。有腐蚀性液体的应选用全不锈钢型，强腐蚀性流体宜选用塑料王（SLF）电磁阀。爆炸性环境必须选用相应的防爆产品。四、经济性

电气阀门定位器故障处理方法

电气阀门定位器 1 简介电气阀门定位器(又称：气动阀门定位器）是调节阀的主要附件，通常与气动调节阀配套使用，它接受调节器的输阀门定位器出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状况通过电信号传给上位系统。 2工作原理电气阀门定位器是控制阀的主要附件.它将阀杆位移信号作为输入的反馈测量信号,以控制器输出信号作为设定信号，进行比较，当两者有偏差时，改变其到执行机构的输出信号，使执行机构动作，建立了阀杆位移倍与控制器输出信号之间的一一对应关系。因此，阀门定位器组成以阀杆位移为测量信号，以控制器输出为设定信号的反馈控制系统。该控制系统的操纵变量是阀门定位器去执行机构的输出信号。 3分类阀门定位器按输入信号分为气动阀门定位器、电气阀门定位器和智能阀门定位器。气动阀门定位器的输入信号是标准气信号，例如，20~100kPa气信号，其输出信号也是标准的气信号。电气阀门定位器的输入信号是标准电流或电压信号，例如，4~20mA电流信号或1~5V电压信号等，在电气阀门定位器内部将电信号转换为电磁力，然后输出气信号到拨动控制阀。智能电气阀门定位器它将控制室输出的电流信号转换成驱动调节阀的气信号，根据调节阀工作时阀杆摩擦力，抵消介质压力波动而产生的不平衡力，使阀门开度对应于控制室输出的电流信号。并且可以进行智能组态设置相应的参数，达到改善控制阀性能的目的。按动作的方向可分为单向阀门定位器和双向阀门定位器。单向阀门定位器用于活塞式执行机构时，阀门定位器只有一个方向起作用，双向阀门定位器作用在活塞式执行机构气缸的两侧，在两个方向起作用。

电动阀门智能控制器说明书

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2

--------------------------------------------------------------------------------------------------- 产品的不断升级可能导致部分数据的变化，如有改动，恕不另行通知。KZQ07系列电子伺服式电动阀门智能控制器使用说明书本定位器出厂之前已对其输入、输出性能进行严格标定，接线后一般 KZQ07-1A KZQ07-2A

尊敬的用户，请在安装本控制器前请仔细检查以下内容： 1、检查执行器的内部位置限位切换开关，确保限位开关在区域内工作，有无异常现象，能否达到开度的零位与满位，确认限位开关能正常工作。 2、接线前请检查执行器中电位器有无强电，用万用表分别测量电位器三接线端子，确保该电位器与电机控制端子绝缘，电位器在执行器运转过程中的阻值变化正常，排除断点等异常现象。 3、定位器与执行器间连线要正确，仔细检查两者端子的对应关系，特别注意定位器电源、输入信号与输出信号接线，切莫把电源接至弱点信号端，同时用仪表测量控制输入信号在定位器接受信号范围内。 4、如与执行器配套使用，在严寒、酷热、高温的环境下开箱时，仪表应于现场存放3小时以上方可进行标定效验。目录一、概述-----------------------------------------------------------------------------2 二、主要技术指标-----------------------------------------------------------------2 三、定位器控制原理--------------------------------------------------------------4 四、定位器面板与接线-----------------------------------------------------------5 五、基本操作方法-----------------------------------------------------------------9 六、标定接线及操作方法--------------------------------------------------------9 七、错误代码列表-----------------------------------------------------------------11 八、附录-----------------------------------------------------------------------------12 如客户所购买指明配置的本公司Z型（机电一体）执行器，无需对执行器转角标定，接线无误即可正常使用。一、概述: KZQ07系列电动阀门智能定位器是专门为电动执行器配套开发的数字控制系统，采用汽车工业专用的微处理器作为核心处理单元，是真正意义上的智能数字采集控制系统。可直接安装在电动执行器的接线盒内或以 DIN导轨方式固定在外，无须专门的控制箱，体积小，安装方便。 KZQ07系列电动阀门智能定位器使用固态可控硅进行无触点控制电机，简单可靠，配合高分辨率位置传感器，不但控制精度高，控制准确，且寿命长，可靠性高。另外控制系统无须保持电池，可在完全停电后再次通电时，自动识别出执行器位置的变化。 KZQ07系列电动阀门智能定位器能直接接收工业仪表或计算机等输出的4~20mA DC信号(其它输入信号类型可在出厂前定制)，与安装有位置反馈传感器的电动执行器配套，对各种阀门或装置进行精确定位操作，能 3

西门子阀门定位器操作技巧介绍材料

西门子阀门定位器操作手册压电阀介绍： 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。图3

定位器原理

一、前言电气阀门定位器是气动调节阀的关键附件之一，其作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号。它具有阀门定位功能，既克服阀杆摩擦力，又可以克服因介质压力变化而引起的不平衡力，从而能够使阀门快速的跟随，并对应于调节器输出的控制信号，实现调节阀快速定位，提升其调节品质。随着智能仪表技术的发展，微电子技术广泛应用在传统仪表中，大大提高了仪表的功能与性能。其在电气阀门定位器中的应用使智能定位器的性能和功能有了一个大的飞跃。二、智能电气阀门定位器与传统定位器的对比 2.1 传统电气阀门定位器的工作原理电气阀门定位器经过几十年的发展，各公司产品虽不尽相同，但基本原理大致相似，下面画简图进行说明。其基本结构见图1: 反馈杆反馈阀门的开度位置发生变化，当输入信号产生的电磁力矩与定位器的反馈系统产生的力矩相等，定位器力平衡系统处于平衡状态，定位器处于稳定状态，此时输入信号与阀位成对应比例关系。当输入信号变化或介质流体作用力等发生变化时，力平衡系统的平衡状态被打破，磁电组件的作用力与因阀杆位置变化引起的反馈回路产生的作用力就处于不平衡状态，由于喷嘴和挡板作用，使定位器气源输出压力发生变化，执行机构气室压力的变化推动执行机构运动，使阀杆定位到新位置，重新与输入信号相对应，达到新的平衡状态。在使用中改变定位器的反馈杆的结构(如凸轮曲线)，可以改变调节阀的正、反作用，流量特性等，实现对调节阀性能的提升。 2.2 智能电气阀门定位器工作原理虽然智能电气阀门定位器与传统定位器从控制规律上基本相同，都是将输入信号与位置反馈进行比较后对输出压力信号进行调节。但在执行元件上智能定位器和传统定位器完全不同，也就是工作方式上二者完全不同。智能定位器以微处理器为核心，利用了新型的压电阀代替传统定位器中的喷嘴、挡板调压系统来实现对输出压力的调节。目前有很多厂家生产智能型电气阀门定位器，西门子公司的SIPA TT PS2系列智能电气阀门定位器比较典型，具有一定代表性，下面以就以SIPART PS2系列定位器为例，对智能定位器的工作原理进行说明，其基本结构如图2所示:

阀门定位器的工作原理与结构(很详细的介绍)

阀门定位器的工作原理与结构(很详细的介绍) -标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

阀门定位器的工作原理与结构阀门定位器是气动调节阀的关键附件之一，其作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号。它具有阀门定位功能，既克服阀杆摩擦力，又可以克服因介质压力变化而引起的不平衡力，从而能够使阀门快速的跟随，并对应于调节器输出的控制信号，实现调节阀快速定位，提升其调节品质。随着智能仪表技术的发展，微电子技术广泛应用在传统仪表中，大大提高了仪表的功能与性能。阀门定位器(图1) 阀门定位器的原理：反馈杆反馈阀门的开度位置发生变化，当输入信号产生的电磁力矩与定位器的反馈系统产生的力矩相等，定位器力平衡系统处于平衡状态，定位器处于稳定状态，此时输入信号与阀位成对应比例关系。当输入信号变化或介质流体作用力等发生变化时，力平衡系统的平衡状态被打破，磁电组件的作用力与因阀杆位置变化引起的反馈回路产生的作用力就处于不平衡状态，由于喷嘴和挡板作用，使定位器气源输出压力发生变化，执行机构气室压力的变化推动执行机构运动，使阀杆定位到新位置，重新与输入信号相对应，达到新的平衡状态。在使用中改变定位器的反馈杆的结构(如凸轮曲线)，可以改变调节阀的正、反作用，流量特性等，实现对调节阀性能的提升。智能阀门定位器结构如下图所示，其中虚线内为定位器部分，右侧为气动执行机构。控制和驱动电路，以及位置反馈传感器的数据采集电路，均位于定位器内的电路板中。控

制电路主要完成控制信号和位置反馈信号的数据采集与处理工作，同时形成稳定输出电压。驱动电路用于PWM电流滤波后的功率放大。喷嘴挡板、喷嘴以及相应组件构成了I/P 转换器，实现电气转换。调节喷嘴挡板和喷嘴的间距，通过气体放大器，完成对输出气体的调节。反馈杆和位置反馈传感器，完成气动执行机构位移的检测，并组成完整的闭环控制系统。智能阀门定位器结构图(图2)

气动阀门定位器工作原理..

气动阀门定位器工作原理

气动阀门定位器是按力平衡原理设计工作的，其工作原理方框见上图所示，它是按力平衡原理设计和工作的。如图上图所示当通入波纹管的信号压力增加时，使杠杆2绕支点转动，档板靠近喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀杆向下移动，并带动反馈杆（摆杆）绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮（偏心凸轮）也跟着作逆时针方向转动，通过滚轮使杠杆1绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸、弹簧对杠杆2的拉力与信号压力作用在波纹管上的力达到力矩平衡时仪表达到平衡状态。此时，一定的信号压力就与一定的阀门位置相对应。以上作用方式为正作用，若要改变作用方式，只要将凸轮翻转，A向变成B向等，即可。所谓正作用定位器，就是信号压力增加，输出压力亦增加；所谓反作用定位器，就是信号压力增加，输出压力则减少。一台正作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现反作用执行机构的动作；相反，一台反作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现正作用执行机构的动作。 ZPD-2000系列电气阀门定位器 ZPD-2000系列电气阀门定位器是根据国际先进的同类型产品，集多年成功的专业制造经验和先进的应用技术，经过消化吸收和针对（老产品）ZPD-2000 型系列电气阀门定位器加以综合改进的产品，并积极贯彻ISO9001质量保证体系，具有一定的先进性，符合国际标准要求的一种新型定位器。一、产品的功能用途和适应范围： 1、产品的功能用途： ZPD-2000系列电气阀门定位器是各种气动执行器的主要配套仪表。它与气动调节阀配套使用，构成闭环控制回路。用以提高调节阀的控制精度。克服填料函与阀杆的磨擦力，克服介质压差对调节阀阀芯不平衡力。提高阀门动作速度，可实现分程控制

智能型电气阀门定位器

智能型电气阀门定位器通过与常规定位器的比较 ,介绍了SIPART PS智能定位器的原理、性能、特点及其应用。关键词：原理功能调校 l引言随着计算机技术迅速发展，国外推出带微处理器的智能仪表，使差压变送器、压力变送器等现场变送器发生了极大变化。智能化仪表使用方便，精度高且可靠性高，现也有了智能化执行器。由于执行器发生故障时．对生产过程影响非常大，而且冗余化也很困难。因此，国外公司如德国西门子公司开发了智能化电气阀门定位器，这样为执行器的智能化打下了基础。德国西门子公司生产的智能化电气阀门定位器在控制精度、耐环境性、投运、维护及操作费用等方面都优于常规定位器，采用该产品可优化资源利用，减少能耗，节约资金。下面以德国西门子公司SIPART PS产品为例，介绍智能化阀门定位器。 2常规定位器的问题常规定位器是采用机械式力平衡原理，即喷咀一档板技术，如图1所示。该产品已使用多年，但存在以下几个问题。 a. 因采用机械力平衡式原理工作，可动件较多，容易受温度波动的影响。 b．耐环境性差。采用机械力平衡原理的定位器易受外界振动影响，外界振动传到力平衡机构，有时会使定位器难以工作。

c．装好的调节阀由于尺寸、衬垫摩擦等是多变的，若将各种调节阀也做相应改变，达到最佳控制状态，难以实现。 d．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。 e．能耗大。常规定位器由喷咀连续供给压缩空气，在执行器处于稳定状态也要供给压缩空气，工厂使用执行器较多，能耗较大。 f．常规定位器手动调整时不用专用设备(如减压阀)，不中断控制回路是不可能的。 g．常规定位器零点和行程的调整分别用手动调整，须反复调整，很费时间。3智能定位器操作原理德国西门子公司SIPART、PS新型智能定位器由微控制器( cPU )、A／D、D ／A转换器、电磁阀和压电控制阀即双气动系统等部分组成。智能电气阀门定位器的操作原理完全不同于过去的喷咀档板式定位器，给定值和．实际值的比较纯是电动信号，不再是力的平衡。用微控制器的控制程序取代了易于受振动等干扰的力平衡方式，可以消除力转换过程及机械传动所产生的问题。智能定位器如图2所示。智能定位器和执行器组成一个反馈回路，阀位参数 Y为被控参数X，X和给定值W比较，则有一个系统编差，它使五接点开关确定动作方向，使调节阀动作士△Y。在系统高偏差区域(高速区)保持开关接通，行程移动。在系统中偏差区域( 短步区 )用最小长度脉冲地调节行程的移动，这些位置脉冲使执行器的气室有不同的压力，从而调节执行器行程。在系统低偏差区域没有位置脉冲输出(自适应死区)。

电动阀门控制原理图

电动阀门控制原理图 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

电动阀门控制原理图对话世界能源巨头让中国每年省出13个核电站 “未来２５年，全球能源需求增加的部分中将有近１／４来自于中国。而能效水平低于工业发达国家近２０％状况，无疑使中国能源紧张的形势更加严峻。” “意法半导体营造了一个主动的可获益的大环境，数以百计的节能措施被建议并付诸实施，相关的节能投入每年平均为２５００万美元。” 电子产品的发展给人类生活带来越来越多便利与美好体验的同时，一些弊端也随之而生，电子垃圾、环境污染、能源消耗速度过快等种种问题开始困扰人们。于是，全球对环保与节能的关注达到了前所未有的高度，如何应对环保指令、开发新的节能产品、充分利用能源逐渐成为一个越来越热门的话题。随着２００８年奥运会的临近，中国政府也把环保节能提上日程。节约能源，越来越成为我们时刻关注的大事。为此，本报记者采访了意法半导体公司副总裁兼大中国区总裁柯明远，希望对该公司电子产品的能耗管理经验深入了解，并分析当今的能源管理市场及趋势。 >>>> 产品名称：产品型号： D943H 产品口径： DN50～2000 产品压力：～产品材质：铸钢、不锈钢等产品概括：生产标准：国家标准GB、机械标准JB、化工标准HG、美标API、ANSI、德标DIN、日本JIS、JPI、英标BS生产。阀体材质：铜、铸铁、铸钢、碳钢、WCB、WC6、WC9、20#、25#、锻钢、A105、F11、F22、

不锈钢、304、304L、316、316L、铬钼钢、低温钢、钛合金钢等。工作压力。工作温度：-196℃-650℃。连接方式：内螺纹、外螺纹、法兰、焊接、对焊、承插焊、卡套、卡箍。驱动方式：手动、气动、液动、电动。产品详细信息一、产品概述工洲引进能够国外先进技术的基础上，采用精密的J形弹性密封圈和三偏心多层次金属硬密封结构，被广泛用于介质温度≤425℃的治金、电力、石油化工、以及给排水和市政建设等工业管道上，作调节流量和载断流体使用。该阀采用三偏心结构，阀座与碟板密封面均采用不同硬度和不锈钢制作，具有良好的耐腐蚀性，使用寿命长，本阀军邮双向密封功能，产品符合国家GB/T13927-92阀门压力试验标准。二、特点 1、本阀采用三偏心密封结构，阀座与蝶板几乎无磨损，具有越观越紧的密封功能。 2、密封圈选用不锈钢制作，具有金属硬密封和弹性密封的双重优点，无论在低温和高温的情况下，均具有优良的密封性能,具有耐腐蚀,使用寿命长等特点。 3、碟板密封面采用堆焊钴基硬质合金，密封面耐磨损，使用寿命长． 4、大规格蝶板采用绗架结构，强度高，过流面积大，流阻小。 5、本阀具有双向密封功能，安装时不受介质流向的限制，也不受空间位置的影响，可在任何方向安装。 6、驱动装置可以多工位（旋转90°或180°）安装，便于用户使用。三、主要技术参数公称通经DN（mm)50～2000 公称药理PN（MPa) 密封试验(MPa) 强度试验(MPa) 适用温度碳钢：-29℃～425℃不锈钢：-40℃～650℃ 适用介质水、空气、天然气、油品及弱腐蚀性流体泄漏率符合GB/T13927-92标准驱动方式蜗轮传动、电动、气动、液动四、主要零部件材料零件名称材料阀体WCB、合金钢、不锈钢、QT450-10 蝶板WCB、合金钢、不锈钢、QT450-10 阀轴2Cr13不锈钢、合金钢密封圈不锈钢圈填料柔性石墨五、采用标准制造标准JB/T8527-97

阀门定位器的工作原理与结构(很详细的介绍)

电路主要完成控制信号和位置反馈信号的数据采集与处理工作，同时形成稳定输出电压。驱动电路用于PWM电流滤波后的功率放大。喷嘴挡板、喷嘴以及相应组件构成了I/P转换器，实现电气转换。调节喷嘴挡板和喷嘴的间距，通过气体放大器，完成对输出气体的调节。反馈杆和位置反馈传感器，完成气动执行机构位移的检测，并组成完整的闭环控制系统。智能阀门定位器结构图(图2)

几种阀门定位器工作原理的介绍

几种阀门定位器工作原理介绍：气动阀门定位器（一）气动阀门定位器是按力平衡原理设计工作的，其工作原理方框见上图所示，它是按力平衡原理设计和工作的。如图所示当通入波纹管的信号压力增加时，使杠杆2绕支点转动，档板靠近喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀杆向下移动，并带动反馈杆(摆杆)绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮(偏心凸轮)也跟着作逆时针方向转动，通过滚轮使杠杆1绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸、弹簧对杠杆2的拉力与信号压力作用在波纹管上的力达到力矩平衡时仪表达到平衡状态。此时，一定的信号压力就与

一定的阀门位置相对应。以上作用方式为正作用，若要改变作用方式，只要将凸轮翻转，A向变成B向等，即可。所谓正作用定位器，就是信号压力增加，输出压力亦增加;所谓反作用定位器，就是信号压力增加，输出压力则减少。一台正作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现反作用执行机构的动作;相反，一台反作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现正作用执行机构的动作。气动阀门定位器（二）气动阀门定位器是一种将电气信号转换成压力信号的转换装置，以压缩空气或氮气为工作气源来控制工业炉调节阀的开度大小。普遍用于工业炉温度自动控制系统中对气动阀门执行机构的连续控制。气动阀门定位器是按力平衡原理工作的，实现由输入的4～20mA电流信号控制气动阀门由0～100％的开启度。其工作原理如下图。

当需要增加阀门开启度，计算机控制系统的输出电流信号就会上升，力矩马达①产生电磁场，挡板②受电磁场力远离喷嘴③。喷嘴③和挡板②间距变大，排出放大器④内部的线轴⑤上方气压。受其影响线轴⑤向右边移动，推动挡住底座⑦的阀芯⑨，气压通过底座⑦输入到执行机构⑩。随着执行机构气室⑩内部压力增加，执行机构推杆⑥下降，通过反馈杆⑩把执行机构推杆@的位移变化传达到滑板⑩。这个位移变化又传达到量程④反馈杆，拉动量程弹簧16。当量程弹簧16和力矩马达①的力保持平衡时，挡板②回到原位，减小与喷嘴③间距。随着通过喷嘴③排出空气量的减小，线轴⑤上方气压增加。线轴⑤回到原位，阀芯⑧重新堵住底座⑦，停止气压输入到执行机构⑩。当执行机构⑩的运动停止时，定位器保持稳定状态。电气阀门定位器工作原理 1.杠杆 2.活塞膜片 3.反馈弹簧 4.杠杆 5.凸轮 6.反馈轴 7.联结 8.传动轴 9.执行机构 10.先导阀滑阀芯 11.先导阀体 12.零点和范围联动机构 13.内部反馈弹簧 14.转换块

阀门定位器原理与调节

阀门定位器原理与调节第一章气动阀门定位器气动阀门定位器的原理图如下：（气关阀正作用）气动阀门定位器实物图如下：

第二章电气阀门定位器由于现在DCS在现场使用越来越多，很多控制器都是使用了中控系统的控制器，所以中控到现场的都是4-20mA的电信号，到现场又需要阀动作的比较快。虽然阀门定位器由最初的气/气阀门定位器、电/气阀门定位器发展到现在的数字阀门定位器、区域总线阀门定位器，但它们的基本原理和主要功能都没有大的改变。定位器中基本自控元件介绍--电/气转换器原理随着仪表技术的发展，气动仪表领域已逐步被电动仪表和计算机控制所占领，现在只有在一些特殊的场合还在使用气动仪表，作为仪表中的阀门附件“定位器”也由原来的气动阀门（P/P）定

电气阀门定位器综合评价

电气阀门定位器综合评价 1 阀门定位器的作用阀门定位器与气动执行机构和阀本体组成调节阀(控制阀)，由于调节阀行程动作受填料密封摩擦产生死区和回差，定位器的核心作用是将上述对调节阀的影响量，自动增加或减小，纠正阀杆行程产生的偏差，使其回复到控制信号与阀杆行程的对应关系上，将调节系统干扰、超调量、滞后等不利影响减至最小，提升被调对象的品质。 2 阀门定位器的选择阀门定位器是调节阀最重要的附件，正确合理选择定位器应考虑以下要素： (1)输入信号分类、范围： a)气动输入信号：200~100KPa；(0.2~1kg/cm2) (0.2~1bar) (3~15psi) 分程输入信号：20~60；60~100 KPa b)电流输入信号：4~20mA；分程输入信号：4~12；12~20mA c)智能定位器输入信号： FF，PROFIBOS；4~20 Ma+HART (2)输出压力分类、范围： a)单输出：(配直行程膜片弹簧式执行机构) 根据所配执行机构的弹簧范围来确定，此时定位器的气源压力有以下要求：

20~100KPa时，气源压力：140KPa 40~200；80~200；80~240KPa时，气源压力：300KPa 120~300KPa时，气源压力：340KPa b)双输出：(配旋转式无弹簧或有弹簧活塞式执行机构) 其输出特点是定位器输出可随气源压力而变。输出范围：0~600KPa 双输出定位器的气源压力应达到输出压力的上限值。 0~600KPa(可设定) (3)定位器位置反馈分类、范围： a)直行程位置反馈： 0~10；0~16；0~25；0~40；0~60； 0~100mm(国产调节阀行程系列) 0~14.3；0~20；0~25；0~30；0~38(40)；0~50；0~60；0~70(75) ；0~80；0~100；0~110mm(国外调节阀行程系列) b)转角位置反馈： 0~90°；(球阀、蝶阀) 0~60°；0~70°(蝶阀) 0~50°；0~60°(偏心旋转阀) 由于定位器位置反馈—直行程、转角反馈量的大小由定位器的连杆臂长度和凸轮的转角来决定，各厂家介绍的死点有：30°；45°；70°，故超过定位器位置反馈范围时，则需要有连杆角度的放大机构。 (4)输出特性的选择：阀门定位器输入信号与输出特性“关系曲线” 如图1所示，以反作用为例。

电动门的控制原理接线、调试步骤及常见故障处理

电动门的控制原理、调试步骤及常见故障处理我厂使用的电动门和执行结构有扬州、常州、ROTORK、SIPOS、AUMA、瑞基、EMG 等系列。一、概述电动装置是电动阀门的驱动装置，用以控制阀门的开启和关闭。适用于闸阀、截止阀、节流阀、隔膜阀、其派生产品可适用于球阀、碟阀和风门等，它可以准确地按控制指令动作，是对阀门实现远控和自动控制的必不可少的驱动装置. 二、电动门的控制原理（一）电动装置的结构阀门电动装置由六个部分组成:即电机,减速器,控制机构,手--自动切换手轮及电气部分. 1、控制机构由转矩控制结构,行程控制机构及可调试开度指示器组成.用以控制阀门的开启和关闭及阀位指示. 1)转矩控制机构由曲拐、碰块、凸轮、分度盘、支板和微动开关组成.当输出轴受到一定的阻转矩后,蜗杆除旋转外还产生轴向位移,带动曲拐旋转,同时使碰块也产生一角位移,从而压迫凸轮,使支板上抬.当输出轴上的转矩增大到预定值时,则支板上抬直至微动开关动作,切断电源,电机停转,以实现电动装置输出转矩的控制. 2)行程控制机构由十进位齿轮组,顶杆,凸轮和微动开关组成,简称计数器.其工作原理是由减速箱内的主动小齿轮(Z=8) 带动计数器工作.如果计数器已经按阀门开或关的位置已调好, 当计数器随输出轴转到预先调整好的位置时,则凸轮将被转动90度,压迫微动开关动作,切断电源,电机停转,以实现对电动装置的控制. 2、手自动切换机构为半自动切换，电动转变为手动需要扳动切换手柄，而由手动变为电动时系自动进行。由电动变为手动时，即用人工把切换手柄向手动方向推动，使输出轴上的中间离合器向上移动，压迫压簧。当手柄推到一定位置时，中间离合器脱离蜗轮与手动轴爪啮合，则可使手轮上的作用力通过中间离合器传到输出轴上，即成为手动状态。手动变为电动为自动切换，当电机旋转带动蜗轮转动时，

智能电气阀门定位器工作原理

2.2电-气阀门定位器的作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号，而且具有阀门定位功能，即克服阀杆摩控力，抵消被调价质压力变化而引起的不平衡力，从而使阀门开度对应于调节装置输出的控制信号，实现正确定位。由于本定位器具有防爆结构，故能使用于爆炸危险场所。智能电气阀门定位器工作原理虽然智能电气阀门定位器与传统定位器从控制规律上基本相同，都是将输入信号与位置反馈进行比较后对输出压力信号进行调节。但在执行元件上智能定位器和传统定位器完全不同，也就是工作方式上二者完全不同。智能定位器以微处理器为核心，利用了新型的压电阀代替传统定位器中的喷嘴、挡板调压系统来实现对输出压力的调节。目前有很多厂家生产智能型电气阀门定位器，西门子公司的SIPATT PS2系列智能电气阀门定位器比较典型，具有一定代表性，下面以就以SIPART PS2系列定位器为例，对智能定位器的工作原理进行说明，其基本结构如图2所示: 其具体工作原理如下: 由阀杆位置传感器拾取阀门的实际开度信号，通过A/D转换变为数字编码信号，与定位器的输入(设定)信号的数字编码在CPU中进行对比，计算二者偏差值。如偏差值超出定位精度，则CPU输出指令使相应的开/关压电阀动作，即:当设定信号大于阀位反馈时，升压压电阀V一l打开，输出气源压力P1增大，执行机构气室压力增加是阀门开度增加，减小二者偏差;如设定信号小于阀位反馈则排气压电阀V-2打开，通过消音器排气减小输出气源压力P1，执行机构气室压力减小是阀门开度减小，二者偏差减小。正是通过CPU 控制压电阀来调节输出气源压力的大小使输入信号与阀位达到新的平衡。

2.3 智能电气阀门定位器对输出气源压力调节的新颖之处 1) 输出压力调节采用PID脉宽调制(PWM)技术，迅速准确。由于CPU对压电阀的控制采用一个五步开关程序来控制，可以精确、快速地控制输出气源压力增减。其控制算法一般采用数字PID调节方式，CPU根据输入信号与阀位产生偏差的大小和方向进行PID计算，输出一个PWM脉宽调制脉冲信号来控制压电阀开、闭动作。由于脉冲的宽度对应于定位器输出气源压力的增量，从而可以迅速、准确的改变气源压力输出P1。当偏差较大时，定位器输出一个连续信号，快速连续、大幅度的改变P1的大小，当偏差较小时，定位器输出一个较小脉宽的脉冲信号，断续、小幅改变P1的大小，当偏差很小(进入死区)时，则无脉冲输出，阀位稳定工作。 2) 新型压电阀器件的采用，保证了控制的高精度。压电阀的主导元件是一个压电柔韧开关阀，也称作硅微控制阀，由于其质量小，开关惯性非常小，可以执行很高的开关频率，因而作为一个高频率的脉冲阀，对输出气路压力P1进行控制，驱动执行机构，可以达到很高的阀门定位精度。 3) 阀位反馈元件定位精度高，寿命长。阀位反馈元件是一个结构简单、高精度、高可靠性的导电塑料电位器，将执行机构的直线或转角位移转换为电阻信号，因而可以精确的检测阀位并且可以方便的对阀门进行零位，满度及阀门流量特性曲线的定位。 2.4 智能定位器的特点由于新型控制元件如导电塑料和压电阀的使用，可以使阀门定位达到很高精度，由于微处理的使用，可以使定位器的调校以及适用范围有大的改善。主要特点是: 1) 安装简易;可以进行自动调校。组态简便、灵活，可以非常方便的设定阀门正反作用，流量特性，行程限定或分程操作等功能。 2) 定位器的耗气量极小。传统定位器的喷嘴、挡板系统是连续耗气型元件。由于智能定位器采用脉冲压电阀替代了传统定位器的喷嘴、挡板系统,而且五步脉冲压电阀控制方式可实现阀门的快速、精确定位。智能定位器只有在减小输出压力时，才向外排气，因此在大部分时间内处于非耗气状态，其总耗气量为 20L/h，相对于传统定位器来说可以忽略不计。 3) 具有智能通讯和现场显示功能，便于维修人员对定位器工作情况进行检查维修。 4) 定位器与阀门可以采用分离式安装方式。因为智能定位器的位置反馈元件是电位器，即阀位信息是用电信号传递的，并且可以在CPU中对阀门的特征进行现场整定。因此采用行程位置检测装置外置的方法，将阀位反馈组件与定位器本身分离安装。将行程位置检测装置在执行机构上，定位器安装在离执行器一定距离的地方，如图3所示: