全過程控制儀表主要包含智能變送器、控制器和電動執(zhí)行機構(gòu)及多種多樣協(xié)助控制儀表和設(shè)備，閥門定位器是調(diào)節(jié)閥門（最常見的電動執(zhí)行機構(gòu)）的關(guān)鍵配件，用以增強和改進(jìn)調(diào)節(jié)閥門的特性。近年來，來源于調(diào)節(jié)閥門銷售市場的信息大多數(shù)與調(diào)節(jié)閥門自身不相干，而與定位儀的創(chuàng)新性相關(guān)，西門子PLC、費希爾-羅斯蒙特等海外大企業(yè)，陸續(xù)研制成功了全智能兩線制，或裝有HART系統(tǒng)總線、FF系統(tǒng)總線等計算機接口插口的全智能閥門定位器^[1]。這篇文章介紹了一種利用更改全智能閥門定位器的特性特點來更改調(diào)節(jié)閥門靜態(tài)特性的方式。

2 定位儀的基本概念

要了解閥門定位器在一個過程控制系統(tǒng)中常扮演的角色，參考圖1。圖中r為被調(diào)量的預(yù)設(shè)值；y為被調(diào)量；y為被調(diào)量的測量值；u為控制器的輸出信號（與電動執(zhí)行機構(gòu)即控制閥的開啟度成一定的影響）；f為定位儀的輸出信號；c為閘閥部位數(shù)據(jù)信號。定位儀在這里系統(tǒng)軟件里的關(guān)鍵功效便是將從控制器來的調(diào)整數(shù)據(jù)信號（4~20mA或3~15psi）與從電動執(zhí)行機構(gòu)來的閘閥部位數(shù)據(jù)信號相比，分辨他們能否與預(yù)計的關(guān)聯(lián)相符合，假如相符合，則定位儀將使電動執(zhí)行機構(gòu)保持在這個地方，不然將使電動執(zhí)行機構(gòu)姿勢直到兩數(shù)據(jù)信號相符合。除此之外定位儀的關(guān)鍵功效還包含更改閥的功能方法、靜態(tài)特性、完成分程操縱等。

3 調(diào)節(jié)閥門的靜態(tài)特性

調(diào)節(jié)閥門的靜態(tài)特性能夠表明為^[2]

（1）

式（1）可改變成下邊方式：

（2）

式中：

dL/L_max--閥座相對位移；
du/u_max--控制信號的相應(yīng)轉(zhuǎn)變；
dQ/Q_max--總流量的相應(yīng)轉(zhuǎn)變。

♂

K₁表明閥行程安排與到閥控制信號相互關(guān)系，K₂表明根據(jù)調(diào)節(jié)閥門的原材料總流量與閥行程安排相互關(guān)系，即控制閥的構(gòu)造特點（又被稱為原有流量特性），一旦閥已選中它就不能再改變了。調(diào)節(jié)閥門的構(gòu)造特點，即，如下圖2所顯示關(guān)鍵有線形、多數(shù)、雙曲線和快開等，用數(shù)學(xué)課式表述為：

（1）線形特點（曲線圖1）

（2）等百分?jǐn)?shù)（多數(shù)）特點（曲線圖2）

（3）快開特點（曲線圖3）

（4）雙曲線特點（曲線圖4）

式中R為控制閥的可調(diào)式比，即

4 更改調(diào)節(jié)閥門靜態(tài)特性的方式

在沒安裝定位器的前提下，K₁為一常量即閥行程安排與到閥控制信號成線性相關(guān)，這時調(diào)節(jié)閥門的靜態(tài)特性即是其結(jié)構(gòu)特點，無法改變；假如裝上定位儀，則K₁即是定位儀的特性特點。針對機械設(shè)備力平衡式定位儀而言能通過拆換意見反饋凸輪軸來進(jìn)行變化，而針對全智能定位儀因為事先進(jìn)行了程序設(shè)置，因而只必須根據(jù)功能按鍵開展挑選就能夠隨意更改K₁，進(jìn)而更改調(diào)節(jié)閥門的靜態(tài)特性。當(dāng)目前調(diào)節(jié)閥門的流量特性合乎必須時，只需在定位儀特點設(shè)定為線形。

不然將依據(jù)要和目前閥的流量特性開展挑選。比如若目前閥的構(gòu)造特點為平行線特點，需要的流量特性為多數(shù)特點，即：

將式（3）左式帶入上式，得：

將式（3）右式帶入，積分兌換子孫后代入初始條件（u=u_min；I=0，u=u_max，I=L），得：

在其中，式（9）表明所需要的跟蹤器的特性特點，即閘閥相對性開啟度與相對性控制信號的關(guān)聯(lián)，如下圖3里的曲線圖D。同樣，若需要流量特性為平行線、快開和內(nèi)倒雙曲線，則各自將式（1-8）中等水平式右側(cè)改成，并把式（3）右式帶入，積分兌換子孫后代入初始條件各自獲得：

其曲線圖各自如下圖3里的曲線圖A、B和C所顯示。在帶入初始條件時必需留意在全部過程控制系統(tǒng)中常需的定位儀與調(diào)節(jié)閥門的整體增益值的正負(fù)極。當(dāng)需要的整體增益值為負(fù)時，相對應(yīng)的初始條件應(yīng)是u=u_min；I=0，u=u_max，I=L。

別的各種各樣狀況還可以依照此流程帶入相對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)得到相對應(yīng)的表達(dá)式，在這里就不會再一一推論。

5 結(jié)果

根據(jù)組裝全智能定位儀來更改調(diào)節(jié)閥門的流量特性促使公司能合理利用目前網(wǎng)絡(luò)資源來適用變化多端的市場的需求，且調(diào)節(jié)便捷，便于維護(hù)保養(yǎng)，具備較強的經(jīng)濟(jì)收益。

論文參考文獻(xiàn)

[1] 解懷仁.全智能電氣設(shè)備閥門定位器[J].化工自動化及儀表盤，1995，2：51-55.
[2] 翁維勤，等.過程控制系統(tǒng)及工程項目[M].北京市：化工出版社出版，1996，8.