智能阀门定位器原理及故障处理

 1、工作原理

智能阀门定位器工作原理与传统电—气阀门定位器截然不同，与气动执行机构组成一个反馈控制回路，在这个控制回路中，显示的调节阀位置反馈信号作为被控制的变量，与给定信号值在微处理器中作比较，这两个信号的偏差通过主控板的输出口，发出不同长度的脉冲，控制 I/P 转换单元压力输出口的压力输出,从而驱动调节阀动作。

2、安装步骤

（1）配直行程执行机构

第一步：当定位器上电后进入的是自动状态, 自动运行下屏幕显示为A 66.7。

长按功能键 MODE，这时显示器显示1 CONF, 再按 DOWN 键或 UP 键，选择菜单3 AUTE后，短按 MODE 键，这时显示器显示STEPO，按DOWN 键，使执行机构推杆向下移动,按UP 键，使执行机构推杆向上移动, 按 DOWN 键或 UP 键使比例臂到达水平位置，这时要求显示器的显示值是 50.0±1%，若不是，请拨动大齿轮，把显示值调到 50.0±1%。

第二步：按 DOWN 键和 UP 键使比例臂移到上限和下限，上限值应在 64～78%范围内；下限值应在 36～22%范围内；且上、下限值相对于水平线（50%）的跨度之差不得大于 10%。

若不能满足上述要求，可以上下移动安装滑块和左右移动比例臂中的滑动轴位置来达到要求。

然后重复第一步，直到满足以上全部条件，则安装合格。

注：若要退出检测安装位置状态，长按 MODE 键。

（2）配角行程执行机构

第一步：当定位器上电后进入的是自动状态显示A 66.7。长按功能键 MODE，这时显示器显示1 CONF, 短按 MODE 键进入参数组态，这时显示L in，短按 MODE 键显示L in闪烁，按DOWN 键或 UP 键选择，需要显示nLin，短按 MODE 键确认再退回上一级菜单。按 DOWN 键或 UP 键，选择菜单3 AUTE后，短按MODE 键 。这时显示器显示STEPO。

第二步：按 DOWN 键，使执行机构转轴旋转到最大角度，这时要求显示器的显示值是 9%（额定转角 60°时，显示值应为22%）左右，若不是，请拨动大齿轮，把显示值调到要求值。

第三步：再按 UP 键使执行机构转轴回到始点位置，此时显示器的显示值应在 91%（额定转角 60°时，显示值应为78%）附近。

要求：第二步的显示值与中间位置显示值（50%）之差和第三步的显示值与中间位置显示值（50%）之差相比较应在 2%以内，若不是，可以拨动大齿轮使之满足以上要求。

3、自检方法

当定位器安装位置正确后，按动 DOWN 键或 UP 键使显示器的显示值到50.0±1%，再短按 MODE 键，定位器则开始自动检测。显示器显示FINISH时，表示自动检测完成，长按 MODE 键，进入自动控制状态（ 即可用 4～20mA 控制信号对定位器进行正常控制）。

注：在自动检测过程中长按 MODE 键，就可退出自检过程，进入自动状态。

4、自动运行状态和手动运行状态

系统上电后进入自动运行状态，短按 MODE 键则在自动运行状态和手动运行状态之间切换。自动运行下屏幕显示为A 66.7 ，手动模式下屏幕显示为M 37.5 。在自动运行状态下，按下 UP 键，则屏幕显示当前主板温度。按下 DOWN 键，显示当前输入电流。手动模式下，按下 UP 和 DOWN 键，可以增加或减小阀位值。

5、故障处理

故障代码	故障原因	故障处理方法
	反馈信号断报警	检查反馈杆、反馈电位器
1	超信号上下限报警	检查反馈杆安装角度和数值
2	安装角度不满足要求	调整安装角度至允许范围之内
3	漏气	检查执行器、气路、IP 单元等部位，消除漏点
4	自检6 步不通过，压电阀问题	IP单元故障，更换IP单元
5	主板故障	更换主板

表1 川仪HVP11型智能阀门定位器故障代码及处理方法

（二）西门子SIPART PS2智能电气阀门定位器

1、工作原理

采用微处理器对给定值和位置反馈作比较。如果微处理器检测到偏差，它就用一个五步开关程序来控制压电阀，压电阀进而调节进入执行机构气室的空气流量。

2、安装步骤

西门子定位器的安装非常简易，只需要将定位器固定在阀体上，将反馈连杆按规定接好即可。

根据现场实际情况，将气源管路连接至中间，上端接执行机构上气缸，下侧接下气缸，确保不漏气即可。

3、调试

西门子定位器的调试：由于有多种应用，所以定位器安装完成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 ：

（1）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。

在一台定位器上电后显示NOINI闪烁，表示未初始化。

第一步：进入组态模式：长按组态键大于5秒后，进入组态模式。

第二步：参数设置，

参数1表示选择执行机构类型，默认VAY：表示直行程执行机构。按+或—键即可改变设置。TURN为角行程执行机构。

参数2表示旋转角度，对于角行程执行机构，均选择90°。对于直行程执行机构，当行程大于25mm时也选择90°。注意：所选角度要与传动比率选择器相对应。

参数3表示阀杆范围，默认为OFF。角行程，可选OFF直行程，可选OFF也可根据实际行程选择相应的长度。通常按大一级别选择。

参数4表示自动初始化，默认NO。按住“+”键大于5秒，即可执行自动初始化。

自动初始化将分5步进行

RUN1：确定正、反作用

RUN2：调节零点和行程

RUN3：测定执行时间（漏气量测试）

RUN4：最小化定位增量

RUN5：优化瞬时响应

这5步将自动进行，无需人为干涉即可自动完成。

当显示FINSH时，即表示初始化完成。按组态键5秒后退出组态模式，进入运行模式。

（2）手动初始化

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

按上述方法（自动初始化步骤）进入参数5，表示手动初始化。

参数5内，按“+”键5秒后，即可进入手动初始化第一步：第一位置的设定。

按相应键驱动执行机构之相应的阀位。如：最小阀位。按组态键一下，确认完成第一位置，同时进入第二位置设定点。

按相应键驱动执行机构之相应的阀位。如：最大阀位。按组态键一下，进入初始化状态。以下过程与自动初始化过程相同。

（3）复制初始化参数（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。

4、初始化过程中的常见故障

在初始化过程中，由于安装和气源的问题通常会出现以下问题：

问题一：在初始化RUN1时，出现ERROR信息，执行器不动作。

解决方法：第一步就出现ERROR,一般不是定位本身原因，需检查安装气路。是否气源压力过小；反馈连杆是否松动；进气口与出气口是否接反等。

问题二：在初始化进行到RUN2时，出现 diulU信息。

解决方法：通过拨动滑动夹紧装置的调节轮使代码中出现diulU “0” ，让P后面的阀位显示在5-10之间即可。

问题三：第二步过程中还会出现故障信息UP1

解决方法：只需要拨动滑动夹紧装置的调节轮使P后面的阀位显示在90-95之间即可。

少数情况下会出现，问题二和问题三交替出现，则可修改传动比率选择器的角度关系来改善。比如把33°改为90°即可解决。

问题四：在初始化第二步过程中还会出现故障“MIDDL”信息。

解决方法：按住相应“-”、“+”键，驱动执行机构，当行程至中间位置，即P后阀位显示50左右时，即可退回到参数4重新进行自动初始化。

问题五：在初始化第二部过程中出现故障“U-d”信息。

解决方法：调节滑动夹紧装置的调节轮，使P后开度值显示比较低的数值。或者将参数2由把33°改为90°即可解决。

问题六：在初始化进行到第三步过程中出现故障“NOZZL”信息。

解决方法：用内六角扳手调节排气量即可解决。

问题七：在手动初始化过程中会出现故障“RANGE”信息。

解决方法：此故障代码表示，所选终点位置超出允许的测量范围或者是测量跨度太小。只需通过“-”“+”键驱动到另一位置即可。

（三）YTC-2500智能电气阀门定位器

1、工作原理

工作原理参考川仪HVP11智能阀门定位器工作原理

2、调试步骤

接通气源，检查减压阀后压力是否符合执行器的铭牌参数要求，供气压力范围是0.14-0.7MPa(1.4‐7kgf/cm2)，请不要超过这个范围使用；

接通4---20mA输入信号。（定位器的工作电源取自输入信号，由DCS二线制供电，不能将DC24V直接加至定位器，否则有可能损坏定位器电路）；

检查位置反馈杆的机械安装，拆下气缸锁定螺丝，并检查气源管路防止漏气；

（1）手动方式检查执行机构动作

① 在运行模式下，按住键6秒，直至屏幕显示[ AUTO CAL ]

② 按键或键，切换屏幕显示[ MANUAL ]

③ 按下键，进入手动方式，屏幕显示[ *MA xxx ] ，其中xxx为手动设定指令，可使用键盘操作执行机构动作

④ 按下键或者键可以手动控制气缸慢速动作，按住键同时按下键或者键可以手动控制气缸快速动作,手动操作无误后，按键退出手动操作模式

⑤ 手动操作时，检查气缸的开关位置能否到位，动作速度是否正常，定位器及管路是否有漏气。

（2）进入自动整定

① 在运行模式下，按住键6秒，直至屏幕显示[ AUTO CAL ]

② 按下键，屏幕显示[ AUTO1 ]

③ 按键或键，切换屏幕显示[ AUTO2 ]

④ 按下键，定位器开始自动整定，整定结束后屏幕显示[COMPLETE],并自动保存退出至运行模式下

3、定位器错误代码

错误代码	代码描述及原因	解决措施
MT ERR L	定位器低限位错误。	调整执行机构反馈杆，使定位器动作时碰不到低限位限位挡板。
MT ERR H	定位器高限位错误。	调整执行机构反馈杆，使定位器动作时碰不到高限位限位挡板。
CHK AIR	定位器控制不动作。	确认供气压力是否正常。
RNG ERR	因反馈连杆安装不合适，导致反馈电位器有效转角过小。	增加执行机构反馈杆转角变化范围
C	阀门不动作或动作过慢或气源输入压力发生变化导致偏差大于10%以上的错误并且持续1分钟以上	确认气源输入压力 调整为正常范围内的气压 重新进行自动设定
D	阀门摩擦力或气源输入压力发生变化导致I值接近最大或最小	确认气源输入压力 调整为正常范围内的气压 重新进行自动设定