西門子閥門定位器操作手冊(cè)

1、西門子閥門定位器操作手冊(cè)西門子閥門定位器操作手冊(cè)壓電閥介紹：壓電閥介紹：1、引言傳統(tǒng)的氣動(dòng)閥中大量使用了電磁鐵作為電－機(jī)械轉(zhuǎn)換級(jí)，其把電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械的位移，推動(dòng)閥芯，實(shí)現(xiàn)氣路的切換或氣體壓力、流量的比例控制。作為電－機(jī)械轉(zhuǎn)換級(jí)的電磁鐵有價(jià)格低廉，操作使用方便等優(yōu)點(diǎn)；但其也有很多缺點(diǎn)：如功耗大、響應(yīng)速度不夠快、存在發(fā)熱及有電磁干擾等。把壓電材料的電－機(jī)械轉(zhuǎn)換特性引入到氣動(dòng)閥中，作為氣動(dòng)閥的電－機(jī)械轉(zhuǎn)換級(jí)，這是一項(xiàng)不同于傳統(tǒng)氣動(dòng)閥的全

2、新技術(shù)。采用了壓電技術(shù)的氣動(dòng)閥在性能上有著傳統(tǒng)氣動(dòng)閥無可比擬的優(yōu)勢(shì)。2、壓電效應(yīng)簡介對(duì)于晶體構(gòu)造中不存在對(duì)稱中心的異極晶體，加在晶體上的張緊力、壓應(yīng)力或切應(yīng)力，除了產(chǎn)生相應(yīng)的變形外，還將在晶體中誘發(fā)出介電極化或電場(chǎng)。這一現(xiàn)象被稱為正壓電效應(yīng)；反之，若在這種晶體上加上電場(chǎng)，從而使該晶體產(chǎn)生電極化，則晶體也將同時(shí)出現(xiàn)應(yīng)變或應(yīng)力，這就是逆壓電效應(yīng)。兩者通稱為壓電效應(yīng)。1880年居里兄弟發(fā)現(xiàn)了電氣石的壓電效應(yīng)，從此開始了壓電學(xué)的歷史。壓電式氣動(dòng)

3、換向閥即是利用壓電逆效應(yīng)而研制的。3、壓電技術(shù)在氣動(dòng)閥中的應(yīng)用1、微型直動(dòng)式換向閥利用壓電材料在電場(chǎng)作用下的變形，來實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)閥閥口的開啟和關(guān)閉，這樣就可以做成微型直動(dòng)式換向閥。如下圖所示的微型二位三通換向閥，1口為進(jìn)氣口，2口為輸出氣口，3、口為排氣口，閥中間的彎曲部件為壓電材料組成的壓電片。當(dāng)沒有外加電場(chǎng)作用時(shí)，閥處于：圖1狀態(tài)：進(jìn)氣口關(guān)閉，輸出氣口2經(jīng)排氣口3通大氣。當(dāng)在壓電閥片上外加控制電場(chǎng)后，壓電閥片產(chǎn)生變形上翹，上翹的壓電閥片

4、關(guān)閉了排氣口3，同時(shí)進(jìn)氣口1和輸出氣口2連通。這樣就完全實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)二位三通電磁換向閥的功能。圖1圖22、壓電式電氣比例調(diào)壓閥壓電材料的變形量正比于施加在其上的電場(chǎng)強(qiáng)度，利用這一特點(diǎn)，可以開發(fā)出比例調(diào)壓閥。如圖3所示，施加不同的控制電壓到壓電閥片上，壓電閥片產(chǎn)生不同的彎曲變形量，這樣就在進(jìn)氣口1與輸出氣口2之間及輸出氣口2與排氣口3之間形成不同的氣流阻力，從而在輸出氣口2的得到不同的氣體壓力。由于壓電閥片在變形過程中不受機(jī)械摩擦力，且壓電

5、閥片有響應(yīng)快功耗低的特點(diǎn)，基于壓電閥片的電氣比例調(diào)壓閥很多性能優(yōu)于傳統(tǒng)的比例調(diào)壓閥。例如其沒有死區(qū)，壓力可以從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)；其響應(yīng)快，可滿足高速系統(tǒng)的應(yīng)用要求；其功耗低，對(duì)電源功率要求低。圖3定位器輸出保持為零，使閥門穩(wěn)定在某一位置不動(dòng)。3智能定位器的調(diào)校智能定位器的調(diào)校通過就地用戶界面設(shè)置開關(guān)，可完成定位器的增益、正反作用、定位器特性以及是否允許自動(dòng)調(diào)校等基本設(shè)置；在不增加工具的條件下，能夠進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)校準(zhǔn)定位器；并且可以通過就地

6、用戶界面手動(dòng)控制按鈕實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制調(diào)節(jié)閥。4智能閥門定位器的其他特點(diǎn)智能閥門定位器的其他特點(diǎn)1)通過多種組合指示操作狀態(tài)或警告工況，具有診斷、監(jiān)測(cè)功能；2)耗氣量非常小，在0.6MPa穩(wěn)定狀態(tài)下，僅為0.12NM3h，不足常規(guī)定位器的8％；對(duì)氣源壓力的變化不敏感；3)采用同一型號(hào)既可用于直行程又可用于角行程；通過選配雙作用模件，可以實(shí)現(xiàn)控制雙作用活塞缸執(zhí)行器；4)使用HART通訊協(xié)議，與定位器進(jìn)行雙向通信；5在實(shí)際使用中應(yīng)該注意的問題在實(shí)

7、際使用中應(yīng)該注意的問題5.15.1對(duì)調(diào)節(jié)信號(hào)的帶負(fù)載能力有較高的要求對(duì)調(diào)節(jié)信號(hào)的帶負(fù)載能力有較高的要求在實(shí)際使用過程中，智能定位器的輸入阻抗較高，當(dāng)輸入信號(hào)為20mA時(shí)，供電電壓的最小要求值為12VDC、帶負(fù)荷能力不小于600Ω，否則定位器不能正常工作；最小輸入電流不小于3.6mA時(shí)，才能確保其性能。5.25.2應(yīng)合理設(shè)置定位器的動(dòng)作死區(qū)應(yīng)合理設(shè)置定位器的動(dòng)作死區(qū)定位器死區(qū)設(shè)置越小，定位精度越高，這就給人們?cè)斐梢粋€(gè)誤區(qū)，以為死區(qū)越小越好

8、，但這樣會(huì)使壓電閥及反饋桿等運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作越頻繁，有時(shí)會(huì)引起閥門振蕩，影響定位器和閥門的使用壽命，故定位器的死區(qū)設(shè)置不易過??；定位器設(shè)置更改后，必須重新調(diào)校后才能生效；5.35.3定位器的安裝定位器的安裝定位器的安裝有一個(gè)重要原則就是，定位器、閥桿、反饋桿三部分要構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋。安裝時(shí)可以這樣檢驗(yàn)：定位器安裝后，閥桿和反饋桿不連接，用手轉(zhuǎn)動(dòng)反饋桿，若閥桿動(dòng)作方向與反饋桿動(dòng)作方向相反，則說明已構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋；此時(shí)要將調(diào)節(jié)閥閥位置于50％，

9、并使反饋桿處于水平位置，然后將反饋桿和閥桿固定，這樣可以保證定位器工作在最佳線性段。定位器安裝不平正，也會(huì)增加其線性偏差。5.45.4定位器流量特性的選擇定位器流量特性的選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性是由閥芯的加工特性所決定的，如果工藝要求與其相符，則定位器的輸出特性應(yīng)選擇線性輸出；在實(shí)際使用中，若閥芯特性與工藝要求不符，則可以通過定位器輸出特性的設(shè)置來改變閥門的整體流量特性，如可以將閥芯為線性特性的調(diào)節(jié)閥通過把定位器輸出特性設(shè)置為等百分比特性，

10、即可將具有線性閥芯的閥門變?yōu)榈劝俜直攘髁刻匦缘拈y門來使用。5.55.5定位器的維修定位器的維修定位器不同的功能模塊損壞，造成定位器無法使用時(shí)，如果整體更換，費(fèi)用高昂；這時(shí)可以利用無故障的模塊對(duì)定位器進(jìn)行重新組裝，但組裝后要根據(jù)不同的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行重新設(shè)置，由于使用定位器的調(diào)節(jié)閥（行程等）變了，利用自動(dòng)調(diào)?？赡苓_(dá)不到使用要求，這時(shí)可以先手動(dòng)調(diào)校確定其行程，然后再用自動(dòng)調(diào)校校準(zhǔn)。這樣可以使調(diào)節(jié)閥定位精準(zhǔn)、具有合適的響應(yīng)速度，從而滿足過程控制的要