閥門定位器解析課件

SPD智能型電-氣閥門定位器技術(shù)設(shè)計說明SPD智能型電-氣閥門定位器技術(shù)設(shè)計說明概述智能電—氣閥門定位器是新一代的、智能化的用于氣動執(zhí)行機構(gòu)的閥門定位器。本產(chǎn)品集自校正功能、自診斷功能、故障報警功能、閥位模擬信號反饋功能及多種特性修正功能于一身，菜單操作，便于現(xiàn)場安裝、調(diào)試。能廣泛用于電力、冶金、石化、輕紡、食品、醫(yī)藥等行業(yè)。概述智能電—氣閥門定位器是新一代的、智能化的用于氣動執(zhí)行性能和主要技術(shù)指標(biāo)：行程范圍：直行程：10mm~100mm，角行程：50°~90°輸入信號：4~20mAd.c.氣源壓力：140~600kPa基本誤差：±1%(＞16cm)回差：≤0.8%死區(qū)：0.4環(huán)境溫度范圍：0℃~70℃性能和主要技術(shù)指標(biāo)：行程范圍：直行程：10mm~100mm，整機電路設(shè)計框圖1.運算比較2.控制電路3.單向閥4.壓電閥（進氣）5．減壓閥6.壓電閥（放氣）7.排氣閥8.二位二通閥（放氣）9.氣源10.二位二通閥(進氣)11.氣動薄膜調(diào)節(jié)閥12.電位器整機電路設(shè)計框圖1.運算比較2.控制電路3壓電閥的工作原理壓電閥的初始狀態(tài)→壓電閥的通電狀態(tài)←壓電閥的工作原理壓電閥的初始狀態(tài)壓電閥的通電狀態(tài)壓電閥的典型應(yīng)用壓電閥的典型應(yīng)用功能適應(yīng)多種調(diào)節(jié)閥的輸出特性零點、行程的自動設(shè)定及人工調(diào)整運行狀態(tài)中手/自動狀態(tài)的自由切換自診斷功能故障和安全模式閥位模擬信號反饋功能（閥位傳送器功能）顯示功能分程控制執(zhí)行機構(gòu)的正反作用……功能適應(yīng)多種調(diào)節(jié)閥的輸出特性與常規(guī)定位器的比較常規(guī)閥門定位器的結(jié)構(gòu)圖與常規(guī)定位器的比較常規(guī)閥門定位器的結(jié)構(gòu)圖智能型壓電控制閥門定位器智能型壓電控制閥門定位器相比常規(guī)定位器的優(yōu)勢

溫度和振動影響常規(guī)定位器采用力平衡式原理，可動件較多，容易受影響智能定位器的給定值與反饋值的比較是純的電信號，且采用溫度影響小的標(biāo)準電阻和特定電位器，受影響很小相比常規(guī)定位器的優(yōu)勢溫度和振動影響常規(guī)定位器采用力平衡式原對調(diào)節(jié)閥的適應(yīng)性常規(guī)定位器無法適應(yīng)多型號調(diào)節(jié)閥以及無法適應(yīng)調(diào)節(jié)閥參數(shù)的改變智能定位器通過人機界面設(shè)定，適合各種特性調(diào)節(jié)閥，并能動態(tài)的適應(yīng)調(diào)節(jié)閥的控制參數(shù)的改變對調(diào)節(jié)閥的適應(yīng)性常規(guī)定位器無法適應(yīng)多型號調(diào)節(jié)閥以及無法適應(yīng)調(diào)氣源質(zhì)量適應(yīng)性常規(guī)定位器采用噴嘴擋板，易被灰塵或污物顆粒堵住。智能定位器采用先進的二位式壓電閥控制，對氣源質(zhì)量的適應(yīng)性更好氣源質(zhì)量適應(yīng)性常規(guī)定位器采用噴嘴擋板，易被灰塵或污物顆粒堵住在穩(wěn)定狀態(tài)時的氣體能耗常規(guī)定位器噴嘴擋板需連續(xù)供給壓縮空氣，能耗較大智能定位器在穩(wěn)定狀態(tài)，由于關(guān)閉進氣閥與放氣閥，氣能消耗接近為零在穩(wěn)定狀態(tài)時的氣體能耗常規(guī)定位器噴嘴擋板需連續(xù)供給壓縮空氣，運行中手動調(diào)整時控制回路連續(xù)性常規(guī)定位器在手動調(diào)整時，需中斷控制回路并使用減壓閥等專用設(shè)備智能定位器在手動調(diào)整時，可利用面板上的按鍵進行在線調(diào)試運行中手動調(diào)整時控制回路連續(xù)性常規(guī)定位器在手動調(diào)整時，需中斷零點與行程常規(guī)定位器的零點和行程調(diào)整需要人工反復(fù)調(diào)整，費時費力智能定位器的零點和行程調(diào)整可無需人工干預(yù)，自動進行標(biāo)定。零點與行程常規(guī)定位器的零點和行程調(diào)整需要人工反復(fù)調(diào)整，費時費附加功能的實現(xiàn)在常規(guī)定位器中，實現(xiàn)附加功能的擴展需加機械措施，包括復(fù)雜的改線路和校驗手段的輔助裝配工作等智能定位器，由于帶有微處理器，能比較容易實現(xiàn)附加功能。附加功能的實現(xiàn)在常規(guī)定位器中，實現(xiàn)附加功能的擴展需加機械措與智能型噴嘴擋板式閥門定位器的比較噴嘴擋板式壓電閥式可動件多，受溫度和振動影響大穩(wěn)定狀態(tài)下，依然需要供給連續(xù)的壓縮空氣……可動件少，幾乎不受溫度和振動的影響穩(wěn)定狀態(tài)下，氣體能耗忽略不計……與智能型噴嘴擋板式閥門定位器的比較噴嘴擋板式壓電閥式可動件多設(shè)計難點低功耗由于智能型閥門定位器采用二線制供電。4~20mA的信號經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換后需要產(chǎn)生兩組電壓，分別供給電子器件和壓電閥使用，難度較大。設(shè)計難點低功耗由于智能型閥門定位器采用二線制采取的措施：盡可能提高DC/DC的效率，選用優(yōu)質(zhì)磁芯材料，合理設(shè)置振蕩頻率等方法實現(xiàn)采用低功耗器件，并盡可能的采用低工作電壓、系統(tǒng)時鐘頻率以滿足最低實時性要求軟件配合采取的措施：盡可能提高DC/DC的效率，選用優(yōu)質(zhì)磁芯材料，精確控制的難點氣路控制主要特征為“動不了，停不了”為使閥門的行程有微小的改變，CPU需要向壓電閥發(fā)出幾十毫秒脈寬的控制脈沖；而一旦啟動，微秒級的脈寬變動就會引起行程的較大變化，容易超調(diào)精確控制的難點氣路控制主要特征為“動不了，停不要根據(jù)氣路放大部分和執(zhí)行機構(gòu)的靈敏度來決定一組脈沖的數(shù)量執(zhí)行機構(gòu)在行程的不同位置，以及同一位置的不同移動方向，氣路控制特性會發(fā)生較大的變化要根據(jù)氣路放大部分和執(zhí)行機構(gòu)的靈敏度來決定一組脈沖的數(shù)全速運行狀態(tài)下，氣路控制的時滯性較大在行程的同一位置同一脈寬所移動的行程隨著控制前動作狀態(tài)的不同而不同全速運行狀態(tài)下，氣路控制的時滯性較大在行程的同一位置同一當(dāng)運行環(huán)境發(fā)生變化（負載的變化、長期使用后靈敏度、氣路放大部分等），氣路特性會發(fā)生較大的變化所有這些都會引起快速、無超調(diào)的控制質(zhì)量的實現(xiàn)變得困難當(dāng)運行環(huán)境發(fā)生變化（負載的變化、長期使用后靈敏度、采取的措施

初始化狀態(tài)在初始化時，測算出執(zhí)行機構(gòu)的靈敏度在行程的不同位置，測算不同的小變化量的控制用基本參考脈寬采取的措施初始化狀態(tài)在初始化時，測算出運行狀態(tài)三位式PI自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制比例控制

當(dāng)出現(xiàn)偏差階躍信號，進行快速比例控制積分控制積分系數(shù)根據(jù)偏差的大小進行適當(dāng)?shù)奈⒄{(diào)運行狀態(tài)三位式PI自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制比例控制調(diào)節(jié)中記錄震蕩情況和控制的速度，進行自動的脈寬調(diào)整自動調(diào)整采取措施后，控制基本無超調(diào)，動作到位快。調(diào)節(jié)中記錄震蕩情況和控制的速度，進行自動的脈寬軟件總體設(shè)計自整定狀態(tài)（Initial）設(shè)置狀態(tài)（Config）運行控制狀態(tài)（Run）

軟件總體設(shè)計自整定狀態(tài)（Initial）自整定狀態(tài)（Initial）在自整定狀態(tài)中，定位器通過一系列的自整定過程測定執(zhí)行機構(gòu)的各種特性參數(shù)，為運行控制做好準備。自整定過程主要包括：檢測定位器安裝狀況；檢測執(zhí)行機構(gòu)的零位和滿度；檢測進/放氣過程執(zhí)行機構(gòu)運行速度；測量進/放氣方向上基本脈寬；檢測進/放氣方向上執(zhí)行機構(gòu)動態(tài)特性；自整定狀態(tài)（Initial）在自整定設(shè)置狀態(tài)（Config）在設(shè)置狀態(tài)下，用戶可以對執(zhí)行機構(gòu)特性、閥門特性和定位器控制三大類參數(shù)進行設(shè)置。通過對執(zhí)行機構(gòu)和閥門特性的很少一些必要參數(shù)的設(shè)置，確保定位器正常運行。而通過對定位器控制參數(shù)的設(shè)置，用戶可以實現(xiàn)諸如：限位、分程控制、安全模式等多種控制、顯示功能。設(shè)置狀態(tài)（Config）在設(shè)置狀態(tài)下運行工作狀態(tài)（Run）在運行工作狀態(tài)下,定位器將閥位控制在所需位置上。在運行狀態(tài)中提供兩種控制方式：自動方式：定位器缺省的工作模式，在定位器經(jīng)過設(shè)置和自整定后，開機即開始進入自動運行狀態(tài)。在自動運行狀態(tài)中，定位器將閥位自動調(diào)節(jié)到閥位設(shè)定值處。手動方式：定位器在手動控制模式下，用戶可以直接通過增量、減量鍵調(diào)節(jié)閥位。手動調(diào)節(jié)又分為全速和慢速兩擋。運行工作狀態(tài)（Run）在運行工作狀態(tài)下定位器工作狀態(tài)切換定位器工作狀態(tài)切換軟件可靠性設(shè)計結(jié)構(gòu)式程序設(shè)計查錯設(shè)計容錯設(shè)計軟件可靠性設(shè)計結(jié)構(gòu)式程序設(shè)計適用場合用于控制要求非常嚴格的場合系統(tǒng)的新建和改建場合，集成智能控制系統(tǒng)提高控制精度，改善控制系統(tǒng)的場合安裝空間小但要求有輔助功能的場合……適用場合用于控制要求非常嚴格的場合謝謝！謝謝！SPD智能型電-氣閥門定位器技術(shù)設(shè)計說明SPD智能型電-氣閥門定位器技術(shù)設(shè)計說明概述智能電—氣閥門定位器是新一代的、智能化的用于氣動執(zhí)行機構(gòu)的閥門定位器。本產(chǎn)品集自校正功能、自診斷功能、故障報警功能、閥位模擬信號反饋功能及多種特性修正功能于一身，菜單操作，便于現(xiàn)場安裝、調(diào)試。能廣泛用于電力、冶金、石化、輕紡、食品、醫(yī)藥等行業(yè)。概述智能電—氣閥門定位器是新一代的、智能化的用于氣動執(zhí)行性能和主要技術(shù)指標(biāo)：行程范圍：直行程：10mm~100mm，角行程：50°~90°輸入信號：4~20mAd.c.氣源壓力：140~600kPa基本誤差：±1%(＞16cm)回差：≤0.8%死區(qū)：0.4環(huán)境溫度范圍：0℃~70℃性能和主要技術(shù)指標(biāo)：行程范圍：直行程：10mm~100mm，整機電路設(shè)計框圖1.運算比較2.控制電路3.單向閥4.壓電閥（進氣）5．減壓閥6.壓電閥（放氣）7.排氣閥8.二位二通閥（放氣）9.氣源10.二位二通閥(進氣)11.氣動薄膜調(diào)節(jié)閥12.電位器整機電路設(shè)計框圖1.運算比較2.控制電路3壓電閥的工作原理壓電閥的初始狀態(tài)→壓電閥的通電狀態(tài)←壓電閥的工作原理壓電閥的初始狀態(tài)壓電閥的通電狀態(tài)壓電閥的典型應(yīng)用壓電閥的典型應(yīng)用功能適應(yīng)多種調(diào)節(jié)閥的輸出特性零點、行程的自動設(shè)定及人工調(diào)整運行狀態(tài)中手/自動狀態(tài)的自由切換自診斷功能故障和安全模式閥位模擬信號反饋功能（閥位傳送器功能）顯示功能分程控制執(zhí)行機構(gòu)的正反作用……功能適應(yīng)多種調(diào)節(jié)閥的輸出特性與常規(guī)定位器的比較常規(guī)閥門定位器的結(jié)構(gòu)圖與常規(guī)定位器的比較常規(guī)閥門定位器的結(jié)構(gòu)圖智能型壓電控制閥門定位器智能型壓電控制閥門定位器相比常規(guī)定位器的優(yōu)勢

溫度和振動影響常規(guī)定位器采用力平衡式原理，可動件較多，容易受影響智能定位器的給定值與反饋值的比較是純的電信號，且采用溫度影響小的標(biāo)準電阻和特定電位器，受影響很小相比常規(guī)定位器的優(yōu)勢溫度和振動影響常規(guī)定位器采用力平衡式原對調(diào)節(jié)閥的適應(yīng)性常規(guī)定位器無法適應(yīng)多型號調(diào)節(jié)閥以及無法適應(yīng)調(diào)節(jié)閥參數(shù)的改變智能定位器通過人機界面設(shè)定，適合各種特性調(diào)節(jié)閥，并能動態(tài)的適應(yīng)調(diào)節(jié)閥的控制參數(shù)的改變對調(diào)節(jié)閥的適應(yīng)性常規(guī)定位器無法適應(yīng)多型號調(diào)節(jié)閥以及無法適應(yīng)調(diào)氣源質(zhì)量適應(yīng)性常規(guī)定位器采用噴嘴擋板，易被灰塵或污物顆粒堵住。智能定位器采用先進的二位式壓電閥控制，對氣源質(zhì)量的適應(yīng)性更好氣源質(zhì)量適應(yīng)性常規(guī)定位器采用噴嘴擋板，易被灰塵或污物顆粒堵住在穩(wěn)定狀態(tài)時的氣體能耗常規(guī)定位器噴嘴擋板需連續(xù)供給壓縮空氣，能耗較大智能定位器在穩(wěn)定狀態(tài)，由于關(guān)閉進氣閥與放氣閥，氣能消耗接近為零在穩(wěn)定狀態(tài)時的氣體能耗常規(guī)定位器噴嘴擋板需連續(xù)供給壓縮空氣，運行中手動調(diào)整時控制回路連續(xù)性常規(guī)定位器在手動調(diào)整時，需中斷控制回路并使用減壓閥等專用設(shè)備智能定位器在手動調(diào)整時，可利用面板上的按鍵進行在線調(diào)試運行中手動調(diào)整時控制回路連續(xù)性常規(guī)定位器在手動調(diào)整時，需中斷零點與行程常規(guī)定位器的零點和行程調(diào)整需要人工反復(fù)調(diào)整，費時費力智能定位器的零點和行程調(diào)整可無需人工干預(yù)，自動進行標(biāo)定。零點與行程常規(guī)定位器的零點和行程調(diào)整需要人工反復(fù)調(diào)整，費時費附加功能的實現(xiàn)在常規(guī)定位器中，實現(xiàn)附加功能的擴展需加機械措施，包括復(fù)雜的改線路和校驗手段的輔助裝配工作等智能定位器，由于帶有微處理器，能比較容易實現(xiàn)附加功能。附加功能的實現(xiàn)在常規(guī)定位器中，實現(xiàn)附加功能的擴展需加機械措與智能型噴嘴擋板式閥門定位器的比較噴嘴擋板式壓電閥式可動件多，受溫度和振動影響大穩(wěn)定狀態(tài)下，依然需要供給連續(xù)的壓縮空氣……可動件少，幾乎不受溫度和振動的影響穩(wěn)定狀態(tài)下，氣體能耗忽略不計……與智能型噴嘴擋板式閥門定位器的比較噴嘴擋板式壓電閥式可動件多設(shè)計難點低功耗由于智能型閥門定位器采用二線制供電。4~20mA的信號經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換后需要產(chǎn)生兩組電壓，分別供給電子器件和壓電閥使用，難度較大。設(shè)計難點低功耗由于智能型閥門定位器采用二線制采取的措施：盡可能提高DC/DC的效率，選用優(yōu)質(zhì)磁芯材料，合理設(shè)置振蕩頻率等方法實現(xiàn)采用低功耗器件，并盡可能的采用低工作電壓、系統(tǒng)時鐘頻率以滿足最低實時性要求軟件配合采取的措施：盡可能提高DC/DC的效率，選用優(yōu)質(zhì)磁芯材料，精確控制的難點氣路控制主要特征為“動不了，停不了”為使閥門的行程有微小的改變，CPU需要向壓電閥發(fā)出幾十毫秒脈寬的控制脈沖；而一旦啟動，微秒級的脈寬變動就會引起行程的較大變化，容易超調(diào)精確控制的難點氣路控制主要特征為“動不了，停不要根據(jù)氣路放大部分和執(zhí)行機構(gòu)的靈敏度來決定一組脈沖的數(shù)量執(zhí)行機構(gòu)在行程的不同位置，以及同一位置的不同移動方向，氣路控制特性會發(fā)生較大的變化要根據(jù)氣路放大部分和執(zhí)行機構(gòu)的靈敏度來決定一組脈沖的數(shù)全速運行狀態(tài)下，氣路控制的時滯性較大在行程的同一位置同一脈寬所移動的行程隨著控制前動作狀態(tài)的不同而不同全速運行狀態(tài)下，氣路控制的時滯性較大在行程的同一位置同一當(dāng)運行環(huán)境發(fā)生變化（負載的變化、長期使用后靈敏度、氣路放大部分等），氣路特性會發(fā)生較大的變化所有這些都會引起快速、無超調(diào)的控制質(zhì)量的實現(xiàn)變得困難當(dāng)運行環(huán)境發(fā)生變化（負載的變化、長期使用后靈敏度、采取的措施

初始化狀態(tài)在初始化時，測算出執(zhí)行機構(gòu)的靈敏度在行程的不同位置，測算不同的小變化量的控制用基本參考脈寬采取的措施初始化狀態(tài)在初始化時，測算出運行狀態(tài)三位式PI自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制比例控制

當(dāng)出現(xiàn)偏差階躍信號，進行快速比例控制積分控制積分系數(shù)根據(jù)偏差的大小進行適當(dāng)?shù)奈⒄{(diào)運行狀態(tài)三位式PI自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制比例控制調(diào)節(jié)中記錄震蕩情況和控制的速度，進行自動的脈寬調(diào)整自動調(diào)整采取措施后，控制基本無超調(diào)，動作到位快。調(diào)節(jié)中記錄震蕩情況和控制的速度，進行自動的脈寬軟件總體設(shè)計自整定狀態(tài)（Initial）設(shè)置狀態(tài)（Config）運行控制狀態(tài)（Run）

軟件總體設(shè)計自整定狀態(tài)（Initial）自整定狀態(tài)（Initial）在自整定狀態(tài)中，定位器通過一系列的自整定過程測定執(zhí)行機構(gòu)的各種特性參數(shù)，為運行控制做好準備。