CN201215215Y - 智能电气阀门定位器 - Google Patents

智能电气阀门定位器 Download PDF

Info

Publication number
CN201215215Y
CN201215215Y CNU2008200720746U CN200820072074U CN201215215Y CN 201215215 Y CN201215215 Y CN 201215215Y CN U2008200720746 U CNU2008200720746 U CN U2008200720746U CN 200820072074 U CN200820072074 U CN 200820072074U CN 201215215 Y CN201215215 Y CN 201215215Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric valve
closed loop
valve
valve positioner
return circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNU2008200720746U
Other languages
English (en)
Inventor
潘辉义
潘琳琳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin Shengwei Instrument Co Ltd
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CNU2008200720746U priority Critical patent/CN201215215Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201215215Y publication Critical patent/CN201215215Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
  • Servomotors (AREA)

Abstract

本实用新型公开一种生产过程自动化仪表，更具体地说，公开一种电气阀门定位器，其特征在于设有双闭环回路控制系统：外闭环回路控制输出旋转轴的位置；内闭环回路控制功率放大器的伺服阀的阀芯位置；内闭环回路由微处理器的PWM输出，电压放大模块、差动薄膜气缸、差压传感器、主弹板、压电阀构成；外闭环回路由伺服阀、驱动气缸、角位移传感器构成；通过CPU将内、外闭环回路连接起来；本实用新型不仅具备现有智能电气阀门定位器的应有功能，而且由于采用现代技术，新的电子、气动元件构成，同时它又具有精度高、响应迅速、结构小巧、重量轻，工作稳定，故障率低、使用寿命长的优点，是一个全新产品，具备很高的推广价值，具有很好的市场前景。

Description

智能电气阀门定位器
技术领域
本实用新型涉及一种生产过程自动化用仪表，更具体地说，涉及一种调节阀用辅助装置—电气阀门定位器。
背景技术
在自动控制系统中，电动调节器或DCS输出的控制信号4～20mA DC，经电—气转换，变成气动信号，作用于调节阀膜头上或工作气缸，推动调节阀阀芯动作，执行自动调节功能，阀门定位器的作用在于，将气动调节阀执行器的输出位移反馈回来，随时与其输入量信号进行比较，修正输出，以提高调节系统精确度，消除执行机构中特性不稳定部件对系统特性的影响，克服机械性干摩擦的影响，增加阀杆的移动速度，提高调节系统的响应速度，增加推动作用的动力，以达到改善调节系统的静态特性和动态特性。
目前，西方工业发达国家生产的智能电气阀门定位器内均设有微处理器，支持智能通讯，通讯的方式有HART通信和profibus、FF总线通信，通过通信，可以把所有智能阀门定位器初始化的参数及其他参数上传到DCS自动控制系统中，并加以保存，智能阀门定位器还具有故障诊断功能，以及防止电磁干扰、参数液晶显示等优势，已经在过程工业，特别是在炼油、化工、轻工、石油化工生产装置中得到广泛地应用。SAMSON的3730、FISHER的DVC6000、DVC2000、METSO NELES的ND9000、SIEMEN的PS2、FOXBORO的SRD991、YAMATAKE的SVP3000、YOKOGAWA的FVP等市售产品深受欢迎，销量大，市场占有率高，美中不足在于，现有的智能电气阀门定位器的电气转换器和气动放大器容易出故障，在工业生产中，仪表用气源，由于工程设计或生产操作不当，气源中的水、油、尘粒难以除净，由于节流孔的直径仅为0.3mm，喷嘴孔的直径仅为0.9mm，容易堵塞，气体流动不畅，这类阀门定位器运行不好的故障，时有发生，影响生产过程自动化系统的运行。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种新结构智能电气阀门定位器。
本实用新型，从其原理讲，采用双闭环回路控制系统，其内闭环回路，用于控制伺服阀的阀芯位置，其外闭环回路，则用于控制输出旋转轴的位置。
在外闭环回路中，角位移传感器测得输出旋转轴位置信号与控制指令信号相比较，如果存在偏差，则通过控制算法软件，通过CPU将输出一个控制信号到内闭环回路，该回路将控制伺服阀的阀芯位置，使其按照偏差的正、负，作上、下移动，从而使驱动气缸两侧的压力Pa、Pb大小改变，驱动输出轴的旋转。输出轴的旋转会减少控制指令信号和旋转位置信号间的偏差，此过程是不断进行的，从理论上说，直至偏差为零，从而实现自动控制系统的应有功能。
在内闭环回路中，由控制算法送来的控制信号与差压传感器13测得的差压信号相比较，如果存在偏差，则会改变CPU的PWM输出的占空比，按此占空比输出的脉冲电压，经过电压放大模块放大后，驱动PIEZO压电阀17，压电阀17则按驱动电压的高低控制差动薄膜气缸12上腔的压力P1，从而通过主弹板11达到控制伺服阀7阀芯位置的目的，而差动薄膜气缸12上腔压力P1的变化会减少控制算法送来的控制信号与差压传感器13测得差压信号之间的偏差，而这个过程连续地进行，从理论而言，直至偏差为零。
一种智能电气阀门定位器，包括壳体，壳体上设有隔爆腔、空腔、电缆接头、精密过滤器、减压阀、Ps气源接口、Pa输出接口、Pb输出接口，内设差压传感器、CPU及其线路板、液晶显示器、操作键、角位移传感器，其特征在于，本实用新型设有双闭环回路控制系统：
外闭环回路控制输出旋转轴的位置；
内闭环回路控制功率放大器的伺服阀的阀芯位置；
所述内闭环回路是由微处理器的PWM输出，电压放大模块、差动薄膜气缸、差压传感器、主弹板、压电阀构成；
所述外闭环回路是由伺服阀、驱动气缸和角位移传感器构成；
通过CPU将内、外闭环回路连接起来。
所述内闭环回路，设有主弹板、差动薄膜气缸、差压传感器，通过差压传感器测取差压信号的反馈，控制差动薄膜气缸上腔的压力，使之与CPU输入的控制信号成比例；
所述的外闭环回路，设有伺服阀作功率放大器；
本实用新型，在I/P电气转换器件中，前置放大部位设有PIEZO压电阀，所述压电阀是一只比例式压电阀。
本实用新型具有自校准、自适应、自诊断功能，内设有CPU，有着其响应迅速，结构小巧、重量轻、耗气少、精度高、工作稳定、使用寿命长的特点，是现代技术和新的电子、气动元件的完美结合，具有很高的推广价值，具有很好的市场前景。
附图说明
图1为本实用新型的系统构成方框图。
图2为本实用新型的工作原理图。
图3为本实用新型的结构示意图。
图4为差动薄膜气缸12的工作状态示意图。
图中有壳体1、隔爆腔2、电缆接头3、精密过滤器4、减压阀(定值器)5、空腔6、伺服阀7、Pb输出接口8、供气气源接口9、Pa输出接口10、主弹板11、差动薄膜气缸12、差压传感器13、电子线路板14、液晶显示器15、操作键16、压电阀17、角位移传感器18、伺服阀阀芯19。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作出进一步地详细描述。
本实用新型，可以在本质安全自动控制系统中应用，也可以在非本质安全自动控制系统中应用，图3给出的具有隔爆结构的智能电气阀门定位器，壳体1内设有隔爆腔2，其内装有差压传感器13、电子线路板14、液晶显示器15、操作键16、压电阀17、角位移传感器18；在壳体的空腔6内设有减压阀(定值器)5、精密过滤器4、伺服阀7、主弹板11；壳体1固定在调节阀的执行器上，本实用新型，可以适用直行程执行器，也可以适用角行程执行器，可以直接作用在调节阀的膜头上，也可以连接双作用气缸或单作用气缸，带动大口径，大功率的执行机构，可以形成系列化产品，适应不同调节对象的需求。
本实用新型在技术上的重要特点，在于定位器的控制系统中采用双闭环控制系统，应用了市售伺服阀7，采用了压电阀17、取代气动节流孔、喷嘴—挡板结构。
压电阀17和差压传感器13体积小、重量轻，装配方便、容易，不仅降低阀门定位器的自身重量，减少其体积，对隔爆结构处理带来了方便。
伺服阀是精度高、响应快、性能稳定、耐用的功率放大元件，适用范围广，伺服阀的阀芯又可更换，对于需要排气量小的系统，可选用φ4mm阀芯的伺服阀，对于需要排气量大的系统，可选用φ6mm阀芯的伺服阀，不同阀芯尺寸的伺服阀的外形，连接关系，尺寸相同，为定位器的设计、制造、组装带来了方便。
电气阀门定位器所用功率放大器，各个厂家的产品并不相同，如SIEMENS产品采用双开关放大器，容易磨损，难于调整，如SAMSON产品，采用比例放大器，其工作稳定，响应速度慢，精度低，而本实用新型采用伺服阀7进行功率放大，又设有减压阀5，即在内部加有定值器，其好处不仅工作稳定，响应速度快，故障率降低，又进一步提高了其控制精度。
本实用新型，采用压电阀，不用节流孔、喷嘴、挡板类元件，使其故障率大为降低。
市场上销售的PIEZO压电阀有两种：一种为比例式压电阀、另一种是开关式压电阀。
比例式压电阀的优点是响应速度快，动态性能好，使用寿命长，本实用新型采用此种压电阀，控制差动薄膜气缸上腔的压力。
市售SIEMENS公司智能电气阀门定位器利用开关式压电阀，而且是采用两只压电阀，每只压电阀控制两个开关阀，共四个开关阀，一个开关阀控制驱动气缸一端进气，另一个开关阀控制驱动气缸的另一端排气，其作用是一只压电阀控制输出旋转轴正向旋转，而另一只压电阀控制输出旋转轴的反向旋转，两只压电阀交替工作，SIEMENS公司产品采用单闭环控制系统，其功率放大部分由上述四个开关阀完成。
本实用新型不仅具备现有的智能电气阀门定位器的应有功能，而且由于采用现代技术，新的电子、气动元件构成，同时它又具有精度高、响应迅速、结构小巧、重量轻，工作稳定，故障率低，使用寿命长的优点，是一个全新的产品，具备很高的推广应用价值，具有很好的市场前景。

Claims (5)

1、一种智能电气阀门定位器，包括壳体(1)，壳体(1)上设有隔爆腔(2)、电缆接头(3)、精密过滤器(4)、减压阀(5)、空腔(6)、Pb输出接口(8)、Ps气源接口(9)、Pa输出接口(10)，内设差压传感器(13)、CPU及其线路板(14)、液晶显示器(15)、操作键(16)、角位移传感器(18)，其特征在于，本实用新型设有双闭环回路控制系统：
外闭环回路控制输出旋转轴的位置；
内闭环回路控制伺服放大器的伺服阀的阀芯位置；
所述内闭环回路是由微处理器的PWM输出、电压放大模块、差动薄膜气缸(12)、差压传感器(13)、主弹板(11)、压电阀(17)构成；
所述外闭环回路是由伺服阀(7)、驱动气缸和角位移传感器(18)构成；通过CPU将内、外闭环回路连接起来。
2、按照权利要求1所述智能电气阀门定位器，其特征在于，所述内闭环回路，设有主弹板(11)、差动薄膜气缸(12)、差压传感器(13)，通过差压传感器测取差压信号进行反馈，控制差动薄膜气缸(12)上腔的压力，使之与CPU输入的控制信号成比例。
3、按照权利要求1所述智能电气阀门定位器，其特征在于，所述外闭环回路，设有伺服阀(7)作功率放大器。
4、按照权利要求1所述智能电气阀门定位器，其特征在于，在I/P电气转换器件中，前置放大部位设有PIEZO压电阀(17)。
5、按照权利要求4所述智能电气阀门定位器，其特征在于，所述PIEZO压电阀(17)是一只比例式压电阀。
CNU2008200720746U 2008-06-28 2008-06-28 智能电气阀门定位器 Expired - Fee Related CN201215215Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2008200720746U CN201215215Y (zh) 2008-06-28 2008-06-28 智能电气阀门定位器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2008200720746U CN201215215Y (zh) 2008-06-28 2008-06-28 智能电气阀门定位器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201215215Y true CN201215215Y (zh) 2009-04-01

Family

ID=40520420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNU2008200720746U Expired - Fee Related CN201215215Y (zh) 2008-06-28 2008-06-28 智能电气阀门定位器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201215215Y (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101846212A (zh) * 2010-05-28 2010-09-29 航天科工哈尔滨风华有限公司电站设备分公司 智能阀门定位器
CN101858457A (zh) * 2010-03-26 2010-10-13 潘辉义 一种智能电气阀门定位器及控制系统
CN102052514A (zh) * 2010-12-17 2011-05-11 中环天仪股份有限公司 一种智能阀门定位器简易控制方法
CN102080735A (zh) * 2011-02-23 2011-06-01 合肥工业大学 一种压电开关式阀门定位器控制方法与系统
CN102878139A (zh) * 2012-10-24 2013-01-16 哈尔滨工业大学 压电液致动弹性膜位置电反馈式两级伺服阀及其控制方法
CN101650572B (zh) * 2009-09-07 2013-02-06 上海自动化仪表股份有限公司 基于hart通讯的智能电气阀门定位器
CN101770237B (zh) * 2009-12-28 2013-04-17 上海自动化仪表股份有限公司 基于epa标准的智能阀门定位器
CN104763835A (zh) * 2015-04-16 2015-07-08 余剑敏 一种新型的电动阀阀位自动调节装置
CN106122557A (zh) * 2016-09-21 2016-11-16 潘琳琳 一种智能电气阀门定位器
CN107429858A (zh) * 2015-03-26 2017-12-01 株式会社京滨 阀控制装置以及阀系统
CN110597104A (zh) * 2019-08-11 2019-12-20 潘琳琳 一种智能电气阀门定位器
CN112228227A (zh) * 2020-10-30 2021-01-15 中国民用航空总局第二研究所 一种电控调节阀控制系统及其控制方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101650572B (zh) * 2009-09-07 2013-02-06 上海自动化仪表股份有限公司 基于hart通讯的智能电气阀门定位器
CN101770237B (zh) * 2009-12-28 2013-04-17 上海自动化仪表股份有限公司 基于epa标准的智能阀门定位器
CN101858457A (zh) * 2010-03-26 2010-10-13 潘辉义 一种智能电气阀门定位器及控制系统
CN101846212A (zh) * 2010-05-28 2010-09-29 航天科工哈尔滨风华有限公司电站设备分公司 智能阀门定位器
CN102052514A (zh) * 2010-12-17 2011-05-11 中环天仪股份有限公司 一种智能阀门定位器简易控制方法
CN102052514B (zh) * 2010-12-17 2012-05-30 中环天仪股份有限公司 一种智能阀门定位器简易控制方法
CN102080735B (zh) * 2011-02-23 2012-05-30 合肥工业大学 一种压电开关式阀门定位器控制系统
CN102080735A (zh) * 2011-02-23 2011-06-01 合肥工业大学 一种压电开关式阀门定位器控制方法与系统
CN102878139A (zh) * 2012-10-24 2013-01-16 哈尔滨工业大学 压电液致动弹性膜位置电反馈式两级伺服阀及其控制方法
CN107429858A (zh) * 2015-03-26 2017-12-01 株式会社京滨 阀控制装置以及阀系统
US10280834B2 (en) 2015-03-26 2019-05-07 Keihin Corporation Valve control device and valve system
CN107429858B (zh) * 2015-03-26 2019-07-26 株式会社京滨 阀控制装置以及阀系统
CN104763835A (zh) * 2015-04-16 2015-07-08 余剑敏 一种新型的电动阀阀位自动调节装置
CN106122557A (zh) * 2016-09-21 2016-11-16 潘琳琳 一种智能电气阀门定位器
CN110597104A (zh) * 2019-08-11 2019-12-20 潘琳琳 一种智能电气阀门定位器
CN112228227A (zh) * 2020-10-30 2021-01-15 中国民用航空总局第二研究所 一种电控调节阀控制系统及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201215215Y (zh) 智能电气阀门定位器
CN101858457A (zh) 一种智能电气阀门定位器及控制系统
CN1147767C (zh) 智能型压力调节器
CN204646828U (zh) 伺服液压执行器
CN110307203B (zh) 一种液压泵马达用的伺服变量机构
CN101660519A (zh) 电反馈电液比例压力流量复合控制方法及变量泵
CN103671293B (zh) 密炼机上顶栓油缸液压控制方法及装置
CN104260409B (zh) 线圈液压机压力双闭环冗余控制系统
CN202910578U (zh) 自适应式恒流静压导轨
CN101865172B (zh) 有源先导控制的主动伺服比例阀
CN203614472U (zh) 密炼机上顶栓油缸液压控制装置
CN212272670U (zh) 一种基于两种不同阀并联控制液压缸的电液力控制系统
CN116906394A (zh) 一种双压电环自传感弯驱型两级滑阀式电液伺服阀
CN102588649B (zh) 一种伺服阀及其零位补偿方法
CN214425193U (zh) 一种具有减压和节流双调节功能的调速阀
CN103962701A (zh) 一种用于水落槽不同产品凸焊的凸焊机控制系统
CN200958504Y (zh) 一种喷嘴－挡板型二级电液伺服阀
CN106837911B (zh) 小功率伺服电机驱动先导式伺服插装阀及其闭环控制方法
CN111255944B (zh) 一种带位置和流量复合反馈功能的先导式比例流量阀
CN206690607U (zh) 油压机用的多泵合流伺服控制系统
CN110761964B (zh) 一种数字控制比例柱塞变量泵及泵控系统
CN2429673Y (zh) 电气阀门定位器
CN211737619U (zh) 一种伺服电机调压的直动式三通减压阀
CN210461829U (zh) 燃气调压器用稳压指挥器
CN105508695A (zh) 一种直线式精密调节阀及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: JILIN SHENGWEI METER CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: PAN HUIYI

Effective date: 20091218

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20091218

Address after: Jilin province Jilin city Changyi District Dongchang Garden Building 3, unit 1, No. 602, zip code: 132001

Patentee after: Jilin Shengwei Instrument Co., Ltd.

Address before: Jilin province Jilin city Changyi District Dongchang Garden Building 3, unit 1, No. 602, zip code: 132001

Patentee before: Pan Huiyi

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090401

Termination date: 20170628