课程：

• 1、请问智能阀门定位器的工作原理？
• 2、阀门定位器的主要作用有那些？
• 3、阀门智能定位器的正反作用是怎么区分的
• 4、什么是智能阀门定位器
• 5、国产智能阀门定位器哪家好，选型分别有什么主流型号
• 6、智能阀门定位器和机械式阀门定位器哪个更省气

请问智能阀门定位器的工作原理？

电气阀门定位器：

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，从而建立阀杆位移与控制器输出信号之间的对应关系。

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。

气动阀门定位器：

气动阀门定位器接收来自控制器或控制系统中4～20mA等弱电信号，并向气动执行机构输送空气信号来控制阀门位置的装置。

其与气动调节阀配套使用，构成闭环控制回路。把控制系统给出的直流电流信号转换成驱动调节阀的气信号，控制调节阀的动作。同时根据调节阀的开度进行反馈，使阀门位置能够按系统输出的控制信号进行正确定位。

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。

阀门定位器的工作原理　：

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。

气动阀门定位器是按力矩平衡原理工作的，当通入波纹管2的信号压力P1增加时，使主杠杆3绕支点转动，使喷嘴挡板9靠近喷嘴，喷嘴背压经单向放大器8放大后，通入到执行机构薄膜室的压力增加，使阀杆向下移动。并带动反馈杆绕支点转动，反馈凸轮也随之作逆时针方向转动，通过滚轮使副杠杆4绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸，弹簧对主杠杆3的拉力与信号压力用在波纹管上的力达到力矩平衡时，仪表达到平衡状态。执行机构的阀位维持在一定的开度上，一定的信号压力就对应于一定的阀位开度。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。

阀门定位器的主要作用有那些？

在调节阀的使用中，一般需要配有定位器，定位器是控制系统的终端，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。智能定位器是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。比较常用的是智能阀门定位器，我们来介绍下它的作用：

1．机械型普通定位器存在的不足

1) 机械型普通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．Logix520智能阀门定位器的组成和原理

2.1Logix520智能阀门定位器的组成

Logix520智能阀门定位器是一种具有HART通信协议的智能阀门定位器，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。

2.2Logix520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，定位器输出保持为零，使阀门稳定在某一位置不动。

3．Logix520智能定位器的调校

通过就地用户界面DIP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。

3.1自动调校

将“Quick_cal”DIP开关置于“自动”，按住定位器就地界面板上的“Quick_cal”按钮约三秒钟，定位器会全关阀门并登记0％位置，然后，打开阀门到停并登记100％位置，反复进行两遍，在这一过程中，定位器要测量两个方向的定位速度，以确定最小的定位增量（第二遍过程中在50％略停检测阀位中点偏移），其间面板上状态指示灯会按“Y-R-G-G”的顺序闪亮，表明校准正在进行中。当指示灯回到从绿灯开始的变化顺序时，校准自动完成。

3.2手动调校

将“Quick_cal”DIP开关置于“慢进”，校准过程会在一开始时关闭阀门，零点位置自动定在阀座处，量程则需用户手动设定；当面板上状态指示灯按“Y-R-R-G”顺序闪亮，使用“慢进↑”按钮，手动把阀门调到约100％位置，然后同时按两个“慢进”按钮，阀门会进行开关行程，当面板上状态指示灯再次按“Y-R-R-G”顺序闪亮时，使用“慢进↑”按钮，再次调节阀门到精确的100％，然后再次同时按两个“慢进”按钮，登记100％位置，在之后完成校准的过程中，再不需要操作。当指示灯回到从绿灯开始的顺序时，完成校准。

这个功能使调校工作方便快捷，而且调校的线性好，精度高，响应速度和死区适中，稳定性好。

4．Logix520阀门定位器的其他特点

1)就地面板装有红黄绿三个发光二极管，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；三个LCD闪亮顺序组合所表示的基本含义：任何以绿色开始的闪亮顺序，表明处于正常操作模式，没有内部问题、错误和报警；任何以黄灯开始的闪亮顺序，表明是在特殊校验或测试状态；任何以红灯开始的闪亮顺序，表明存在操作问题或故障。

2)耗气量非常小，在0.6MPa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)“紧闭”功能默认设置起始风压，确保执行机构对阀座适宜的定位压力，使调节阀在不同工况下保证零位“紧密关闭”；

5)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，由于Logix520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；

5.3Logix520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。

5.4Logix520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。

5.5Logix520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，也节约了大量的资金。

6．Logix520阀门定位器在某厂的实际应用

1)某甲醇装置C-203A/B/C氧压机组震动剧烈，其回流管线上的PCV-2008A/B/C调节阀，使用常规定位器，喷嘴挡板不久即出现磨损，零点量程时有漂移，定位器频繁损坏，过程控制质量极差、危及安全生产；采用Logix520定位器后，由于其全密封结构，可动部件很少，力转换过程没有机械传动，消除了振动产生的干扰，使这个问题随之化解，大大降低了维护量、节约了资金，保证了过程控制质量和装置安全运行。

2)某装置气化炉废锅液位LCV-2003A/B调节阀，改造前使用常规定位器，安装在气化炉附近，工作环境温度较高（80℃左右），介质状态为高温高压（304℃、8MPa），为防止介质泄漏，将填料压得较紧，导致阀杆动作迟滞缓慢，阀位产生阶跃变化，稳定性较差，对过程控制影响较大。而且操作难度大，仪表维护量多；采用Logix520定位器后，定位器通过两级控制，加之与主控气路连在一起的压电阀可以释放很短的控制脉冲，使输出至膜头的信号更精确、更稳定，阀位的变化平稳精准；还可将定位器就地界面上的“valvestability”DIP开关拨到“HiFriction”和“LoFriction”选项中的“HiFriction”端，用以消减阀杆承受的高摩擦力和不平衡力造成的影响，基本消除了上述问题。

3）2015年4月，仪表维护人员巡检至某装置加氢反应器液面调节阀LV-1501B时，发现Logix520阀门定位器的状态指示灯显示为“R-Y-Y-Y”，由此判断并检查出调节阀膜头漏气，及时进行了处理，避免了因调节阀动作失灵危及装置安全生产；同样还是维护人员巡检时发现TV-0706B调节阀的Logix520阀门定位器状态指示灯显示“R-Y-Y-R”，由此检查出减压阀输出变小，调节阀供气压力不足，无法满足行程要求。维护人员检查后发现减压阀损坏，及时更换了减压阀并按额定要求恢复气源压力，避免了操作过程

阀门智能定位器的正反作用是怎么区分的

控制信号增大时，使阀杆下行的为正作用，使阀杆上行的为反作用。

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。

智能阀门定位器，一种不需要人工调校，可以自动检测所带调节阀零点，满程，摩擦系数，自动设置控制参数的阀门定位器。

下图为气动调节阀中常见的气动薄膜调节阀，从结构可见：阀门的打开程度（阀杆行程）是信号压力和弹簧作用力共同作用的结果。理论上阀杆停留的位置应当是信号压力和弹簧作用力平衡的位置。但在实际工作中会有其它各种力产生，主要是阀杆的摩擦力和介质对阀芯的推力。这就使阀的开度和理论位置不符。阀门定位器可以看做是一个以控制信号为给定值，以阀杆位移的机械反馈为测量值的随动控制系统，使调节阀的开度和控制信号保持对应的函数关系。

调节阀的结构形式多样，如上图所示的薄膜调节阀，可以将其做成弹簧在膜室上腔，压力信号从膜室下腔进入的形式；阀芯阀座的配合也可以做成阀杆下行开度增加的形式。为了配合这些变化，阀门定位器规定：控制信号增大时，使阀杆下行的为正作用，使阀杆上行的为反作用。。

什么是智能阀门定位器

智能阀门定位器控制过程中利用智能阀门定位器可实现高品质调节，增加过程控制的精确性和稳定性。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，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。

智能电气阀门定位器的性能与传统阀门定位器相比有了一个大的飞跃。智能电气阀门定位器的定位精度更高，适用范围更广，而且使用更加简便和可靠。但是在具体的应用中还要从符合安全要求、更好的控制效果、与调节回路的匹配、适应特殊环境要求、延长使用寿命等方面合理选择定位器的类型，并进行其功能参数设置和调校。

楼主可以参考：

说的很详细

国产智能阀门定位器哪家好，选型分别有什么主流型号

国产智能阀门定位器第一品牌为深圳万讯。为国产智能阀门定位器国标起草单位。。国产智能阀门定位器销量第一。采用树脂涂覆铝合金外壳,防护等级为IP65。提供防水接头和连轴器。

智能阀门定位器满足EN61000-6-4:2007，EN61000-6-2:2005的欧共体电磁兼容要求,并取得CE认证。

在断电，断气，断信号的时候，阀门定位器需带阀位保持功能。

定位器要带4-20MA反馈信号，带压力表头和全套安装支架及连接件。

定位器需带浪涌保护功能（这条为可选，如果是室外可用，室内不用）

智能阀门定位器需采用德国进口hoerbiger公司压电阀为核心控制执行元件，开关寿命超过20亿次;

智能阀门定位采用低功耗16位微处理器作为控制单元,具有运算速度快,为控制算法和控制功能的实现提供了基础,正反作用、分程控制、输出曲线设定等都能通过软件设定完。

智能阀门定位器角行程/直行程共用,为客户生产备件准备减少麻烦。

智能阀门定位器设有就地操作功能,无需动用工具即可进就地操作,无需开盖即可完成整定、功能修改、参数设定等工作,为现场使用提供极大的方便。

2、主要技术指标

气指标 气源压力 0.14~0.7Mpa

阀泄露量 0.6L/H

稳态耗气量 36L/H

气源质量要求 限据ISO8573-1

最大颗粒尺寸和密度:2级

含油量：2级

露点:2级或至少低于最低环境温度10K

输入输出 适应执行机构 单作用、双作用

行程范围 直行程10~100mm;角行程30~120°

电流输入 4~20mA DC,最小输入电流)3.6mA;可设定分程控制起点和终点

反馈输出 4~20mA

开关输入 干触点,用于自保联锁功能

开光输出 2路24V 2A行程开关,2路电子开关

压电阀开关动作次数 平均无故障动作次数20亿次

输出特性修正 线性、等百分比(1:25,1:33,1:50)、快开、用户自定义20段曲线

通讯方式 HART通讯协议

显示方式 液晶显示 2排7位数字液晶,尺寸22*38mm

开度显示 0~100%，旋转的开度指示

压力表显示 可选配2~3个压力表，显示进出口空气压力

组态操作 自整定 自整定阀门零点及满量程,最小死区(自动值)和最小预判(自动值)

自诊断 可对整定过程,阀位超限,阀门堵转等数据进行诊断

就地手操 前面板3个按键,可就地手动操作阀位开度

精度 死区 0.1~10%可调整

线性度 0.5%FS

灵敏度 0.1%FS

重复性 0.2%FA

工作环境 环境温度 20~70℃

环境湿度 5~95%RH

抗振性能 15~150Hz/2g

防护等级 IP65

防爆等级 Ex ia IIC T4~T6

防雷 电压保护水平 线-线：65V

线-地：700V

响应时间 线-线:4ns以下

线-地:20ns以下

放电电流 10kA(8/20uS波形)

外形 重量 2.0kg

尺寸 170*96*96mm

外壳材质 铝合金

3、特别说明

正反作用互换通过面板设置完成,不需更换任何零件(

深圳万讯智能阀门定位器常用型号如下：

智能阀门定位器 MVP3300L-1E0-RF0-MMG 直行程，单作用，带4-20mA反馈信号，带压力表头，本安防爆

智能阀门定位器 MVP3300R-1E0-RF0-MMG 角行程，单作用，带4-20mA反馈信号，带压力表头，本安防爆

智能阀门定位器 MVP5300L-1E0-0F0-MMG 直行程，单作用，本安防爆 带4-20mA反馈信号，带压力表头

智能阀门定位器 MVP5300R-1E0-0F0-MMG 角行程，单作用，本安防爆 带4-20mA反馈信号，带压力表头

智能阀门定位器 MVP5300L-2E0-0F0-MMG 直行程，双作用，本安防爆 带4-20mA反馈信号，带压力表头

智能阀门定位器 MVP5300R-2E0-0F0-MMG 角行程，双作用，本安防爆 带4-20mA反馈信号，带压力表头

智能阀门定位器和机械式阀门定位器哪个更省气

一般来讲智能阀门定位器更加省气。传统的机械式定位器采用喷嘴挡板结构，且喷嘴的孔很大，即使是在稳定控制时，定位器依然在耗气。智能定位器也可以有喷嘴挡板式和滑阀式。但即使是喷嘴挡板式，由于智能定位器的调校跟喷嘴挡板无关，因此喷嘴挡板结构十分精细，耗气量当然比传统定位器少。另一种是滑阀式的，从原理上说，滑阀式在稳定控制时不耗气，但由于滑阀式对定位器本身来说，输出的是离散的空压气。因此控制性能上不如喷嘴挡板式。