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                阀门定位器的气动输出控制部件原理及性能比较

                作者:admin  日期:2016/3/19 20:14:23  阅读:6560

                  随着智能控制技术的高速发展和对节能环保理念的认知提高,智能阀门定位器正在逐步取代以往的机械式定位器。目前市场上的智能阀门定位器品Ψ牌众多,许多厂商也在不断探索和提高自身的产品性能。尤其智能阀门定位器内部气动输出控制部件性能逐步成为衡量定位【器整体性能的重要因素。文章对常用智能阀门定位器的输◤出控制部件■的原理进行描述和性能比较,并介绍一种新型智能定位器产品,STI FastTrak大流量定位ω器。 

                  1 常用智能阀门定位器的气动输出控制部件及工作原理 

                  智能阀门定位器的输出控制部□ 件通常是由I/P转换单元(即先导部分)和气动功放部分组合而成,目前市场上使用较为普遍的主要有:气动喷嘴/挡板机构的I/P转换器技术组合多位多通阀体结构,接受模拟电信号连¤续动作气动输出。另外一个是压电阀组件技术,接受数字信号两↑位动作气动输出。下面具体介绍两种】技术的工作原理。 

                  1.1 I/P转换器组件及工作原理 

                  I/P转换器」基于传统的电磁技术和气动喷嘴档板机▓构,喷嘴挡板机构先导信号(喷嘴背压)送给气动放大器进行进一▼步功率放大,最终驱动气动执行机构。以ABB公司生产的TZID-C系列定位器〖为例进行说明,I/P转换器组件㊣的工作原理:基于一种挡板力平衡结构的I/P转换器,线圈产◥生电磁场,施加给磁铁一个力使杠杆偏转即使挡板靠近或偏远喷嘴,使喷嘴背压改变ぷ,使得气动功放或多位多通阀滑阀位置改变,进而转换成气压信号输出到执行机构,对执行机构进行定∩位控制。 

                  1.2 压电阀组件及工作原理 

                  压电阀是在电压作用下使得功能陶瓷片产生弯曲变形原理★制成的一种√两位式控制阀。压电阀采用ON/OFF位式控◣制方法,控制电路采用电子开关实现。压电阀在I/P转换单︻元中起先导阀的作用,先导压电阀∑接收到控制电路发出的高频脉冲信号,进而转换成〗先导压电阀先导气的通断,先导气进入气动功△放,控制气动功放输出气压信号到气动执行机构,完成对】执行机构的定位控制。 

                  以上两种技术的应用已很普●遍,但目前以上述两种技术为核心的智能阀门定位器中,尚无大流量形式的定位器,针对这一技术空白,意大利STI公司研发推出一款新式高流量@定位器FastTrak。而STI FastTrak定位器采用了膜片滑阀式组件结构并结合差压控制方式实现了大流量输出,高精度◤的控制。 

                  2 STI FastTrak智能定位器的气动输出控制部件及工作原理 

                  STI FastTrak 定位器采用传统的机械式滑阀结构结合差◣压控制的优点进行设计。其机械滑阀式组件同样基于电↘磁技术和气动喷嘴档板机构和力平衡原理,见图1。滑阀组件的前端是一个》膜片,喷嘴挡板的电磁线圈接收控制电路发出的电流信号指←令后,转变成变化的控制气源信号,来推动膜片▃产生形变,形变的大小决定滑阀的●位移量,在滑阀组件ξ后端有一个弹簧,能够在控制信号变化后或者失去控制信号的时¤候让滑阀复位,保证定位器的输出。为了实现高精度控制,控制♀算法除了引用执行机构的位置信号外,同时还对气缸的进气端的压力进行检测,来弥补滑阀控制方式动作速度的不★足和提高滑阀的静态〓工作性能。由于『采用大流量滑阀结构设计和合理的气流通道,实现了对执行机构∮的快速,准确〓的定位。 

                  3 智能阀门定位器气动输出部件的性能比较 

                  从压电阀的←工作原理和结构可以看出,压电阀采用ON/OFF位式控制方法,其功耗非常低╲,稳态耗气量也相当低,但对压缩空气质量要求⊙高。另一方面,对气动执行机构以及外〒部气管路的气密性要求很高,当气管路泄漏时,压电阀组会频繁动作,常导致阀位振荡或造成压电阀组件故障。并且压电阀组件多☆为外购件或OEM定制,如上述图1所示,由于其技术垄断,有问题只能更换,无法自行维护。