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Ventilpositionierer verstehen: Eine wesentliche Komponente in der industriellen Automatisierung.

October 18, 2024

Neueste Unternehmensnachrichten über Ventilpositionierer verstehen: Eine wesentliche Komponente in der industriellen Automatisierung.

1. Der Ventil-Stellungsregler (Ventilregler)

Der Ventil-Stellungsregler wird je nach Struktur in pneumatische Ventil-Stellungsregler, elektrische Ventil-Stellungsregler und intelligente Ventil-Stellungsregler unterteilt. Er ist das Hauptzubehör des Regelventils und wird in der Regel in Verbindung mit dem pneumatischen Regelventil verwendet. Er empfängt das Ausgangssignal des Reglers und verwendet dann sein Ausgangssignal zur Steuerung des pneumatischen Regelventils. Wenn das Regelventil betätigt wird, wird die Verschiebung des Ventilschafts und durch das mechanische Wenn das Regelventil betätigt wird, wird die Verschiebung des Ventilschafts über die mechanische Vorrichtung an den Ventil-Stellungsregler zurückgeführt, und der Ventilpositionsstatus wird über das elektrische Signal an das übergeordnete System übertragen.

1.1 Struktur

Der Ventil-Stellungsregler kann je nach seiner strukturellen Form und seinem Funktionsprinzip in pneumatische Ventil-Stellungsregler, elektrisch-gasförmige Ventil-Stellungsregler und intelligente Ventil-Stellungsregler unterteilt werden.

Der Ventil-Stellungsregler kann die Ausgangsleistung des Regelventils erhöhen, die Übertragungsverzögerung des Regelsignals verringern, die Bewegungsgeschwindigkeit des Ventilschafts beschleunigen, die Linearität des Ventils verbessern, die Reibung des Ventilschafts überwinden und den Einfluss der Unwuchtkraft eliminieren, um so die korrekte Positionierung des Regelventils zu gewährleisten.

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Fisher DVC6200 Ventil-Stellungsregler

1.2 Ventil-Stellungsregler-Typen

1.2.1 Der Ventil-Stellungsregler wird je nach Eingangssignal in pneumatische Ventil-Stellungsregler, elektrische Ventil-Stellungsregler und intelligente Ventil-Stellungsregler unterteilt.

(1) Das Eingangssignal des pneumatischen Ventil-Stellungsreglers ist ein Standardsignal, z. B. ein 20 ~ 100 kPa Gassignal, sein Ausgangssignal ist ebenfalls ein Standardsignal. (2) Das Eingangssignal des elektrischen Ventil-Stellungsreglers ist ein Standardstrom- oder Spannungssignal, z. B. ein 4~20mA Stromsignal oder ein 1~5V Spannungssignal usw. Innerhalb des elektrischen Ventil-Stellungsreglers wird das elektrische Signal in elektromagnetische Kraft umgewandelt und dann das Ausgangsgassignal an das Kippregelventil ausgegeben. (3) Der intelligente elektrische Ventil-Stellungsregler wandelt das vom Steuerraum ausgegebene Stromsignal in das Gassignal um, um das Regelventil anzutreiben, und gleicht entsprechend der Reibungskraft des Ventilschafts, wenn das Regelventil arbeitet, die durch die Schwankung des Mediumsdrucks erzeugte Unwuchtkraft aus, so dass der Ventilöffnungsgrad dem vom Steuerraum ausgegebenen Stromsignal entspricht. Und die intelligente Konfiguration kann so eingestellt werden, dass die entsprechenden Parameter eingestellt werden, um den Zweck der Verbesserung der Leistung des Regelventils zu erreichen.

1.2.2 Je nach Wirkrichtung kann in Einweg-Ventil-Stellungsregler und Zweiweg-Ventil-Stellungsregler unterteilt werden. Einweg-Ventil-Stellungsregler für Stellantriebe vom Kolbentyp, der Ventil-Stellungsregler nur eine Wirkrichtung, Zweiweg-Ventil-Stellungsregler wirken auf die beiden Seiten des Zylinders des Stellantriebs vom Kolbentyp, in beiden Wirkrichtungen.

1.2.3 Je nach dem Verstärkungssymbol des Ausgangs- und Eingangssignals des Ventil-Stellungsreglers wird in positiv wirkenden Ventil-Stellungsregler und negativ wirkenden Ventil-Stellungsregler unterteilt. Positiv wirkender Ventil-Stellungsregler Eingangssignal erhöht sich, das Ausgangssignal erhöht sich ebenfalls, so dass die Verstärkung positiv ist. Negativ wirkender Ventil-Stellungsregler Eingangssignal erhöht sich, das Ausgangssignal verringert sich, daher ist die Verstärkung negativ.

1.2.4 Je nachdem, ob das Eingangssignal des Ventil-Stellungsreglers ein analoges Signal oder ein digitales Signal ist, kann in gewöhnliche Ventil-Stellungsregler und Feldbus-Ventil-Stellungsregler unterteilt werden. Das Eingangssignal des gewöhnlichen Ventil-Stellungsreglers ist ein analoger Luftdruck oder Strom- und Spannungssignale, das Eingangssignal des Feldbus-Ventil-Stellungsreglers ist das digitale Feldbussignal.

1.2.5 Je nachdem, ob der Ventil-Stellungsregler mit einer CPU ausgestattet ist, kann in gewöhnliche elektrische Ventil-Stellungsregler und intelligente elektrische Ventil-Stellungsregler unterteilt werden. Der gewöhnliche elektrische Ventil-Stellungsregler hat keine CPU, daher hat er keine Intelligenz und kann die intelligente Bedienung nicht verarbeiten. Der intelligente elektrische Ventil-Stellungsregler mit CPU kann die entsprechende intelligente Bedienung verarbeiten, z. B. kann er eine nichtlineare Vorwärtskanal-Kompensation usw. durchführen, der Feldbus-Ventil-Stellungsregler kann auch mit PID und anderen Funktionsmodulen ausgestattet sein, um die entsprechende Bedienung zu erreichen.

1.2.6 Je nach der Methode zur Erkennung des Rückkopplungssignals kann ebenfalls kategorisiert werden.

Zum Beispiel der Ventil-Stellungsregler mit mechanischer Anbindung zur Erkennung von Ventilpositionssignalen: der Ventil-Stellungsregler mit Hall-Effekt-Erkennung der Wegmessung der Schaftverschiebung: elektromagnetische Induktionsmethode zur Erkennung der Schaftverschiebung des Ventil-Stellungsreglers und so weiter.

1.3 Das Funktionsprinzip

Der Ventil-Stellungsregler ist das Hauptzubehör des Regelventils. Er verwendet das Schaftverschiebungssignal als Eingangsrückkopplungsmesssignal, das Ausgangssignal des Reglers als Sollwert zum Vergleich. Wenn die beiden eine Abweichung aufweisen, ändert er das Ausgangssignal zum Stellantrieb, so dass der Stellantrieb betätigt wird, wodurch eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zwischen der Höhe der Schaftverschiebung und dem Ausgangssignal des Reglers hergestellt wird. Daher besteht der Ventil-Stellungsregler aus einem Rückkopplungsregelsystem mit der Schaftverschiebung als Messsignal und dem Reglerausgang als Sollwert. Die Stellgröße des Regelsystems ist das Ausgangssignal des Ventil-Stellungsreglers zum Stellantrieb.

1.4 Ventil-Stellungsregler-Prinzip

(1) Wird in wichtigen Regelsystemen mit hohen Anforderungen an die Regelqualität eingesetzt, um die Positioniergenauigkeit und Zuverlässigkeit der Regelventile zu verbessern.

(2) Wird in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Druckdifferenz zwischen den beiden Enden des Ventils groß ist (△p>1MPa). Erhöhen Sie die Ausgangskraft des Stellantriebs, indem Sie den Druck der Gasquelle erhöhen, um die durch die Flüssigkeit auf dem Kegel erzeugte Unwuchtkraft zu überwinden und den Wegfehler zu reduzieren.

(3) Wenn das geregelte Medium hohe Temperatur, hohen Druck, niedrige Temperatur, giftig, brennbar, explosiv ist, wird die Packung oft sehr fest gepresst, um ein externes Austreten zu verhindern, so dass die Reibung zwischen dem Ventilschaft und der Packung größer ist, zu diesem Zeitpunkt kann mit dem Stellungsregler die Zeitverzögerung überwunden werden.

(4) Das geregelte Medium ist eine viskose Flüssigkeit oder enthält feste Suspensionen, der Stellungsregler kann den Widerstand des Mediums gegen die Schaftbewegung überwinden.

(5) Wird für Regelventile mit großem Kaliber (Dg>100 mm) verwendet, um den Ausgangsschub des Stellantriebs zu erhöhen.

(6) Wenn der Abstand zwischen dem Regler und dem Stellantrieb mehr als 60 m beträgt, kann der Stellungsregler verwendet werden, um die Verzögerung bei der Übertragung des Steuersignals zu überwinden und die Reaktionsgeschwindigkeit der Ventilbetätigung zu verbessern.

(7) Wird zur Verbesserung der Durchflusseigenschaften des Regelventils verwendet.

(8) Ein Regler zur Steuerung von zwei Stellantrieben zur Durchführung der Split-Range-Regelung, zwei Stellungsregler können verwendet werden, um jeweils das niedrige Eingangssignal und das hohe Eingangssignal zu akzeptieren, dann ein Stellantrieb mit niedrigem Bereich, ein anderer mit hohem Bereich, das heißt, es bildet eine Split-Range-Regelung.

1.5 Anwendbare Varianten

Häufig verwendete Stellantriebe sind pneumatische Stellantriebe, elektrische Stellantriebe, gerader Hub, Winkelhub. Wird zum automatischen und manuellen Öffnen und Schließen verschiedener Ventiltypen, Windplatten usw. verwendet.

2. Pneumatischer Ventil-Stellungsregler
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Masoneilan Svi II Pneumatischer Ventil-Stellungsregler

2.1 Funktionsprinzip

Der pneumatische Ventil-Stellungsregler ist eines der wichtigsten Zubehörteile und Armaturen des pneumatischen Regelventils und spielt die Rolle der Ventilpositionierung.

Der pneumatische Ventil-Stellungsregler arbeitet nach dem Prinzip des Drehmomentausgleichs. Wenn der Signaldruck P1 über den Balg 2 ansteigt, wird der Haupthebel 3 um den Drehpunkt gedreht, so dass der Düsenverschluss 9 sich der Düse nähert, der Gegendruck der Düse durch den Einwegverstärker 8 verstärkt wird, wodurch der Druck der Stellantriebsmembrankammer ansteigt, so dass sich der Ventilschaft nach unten bewegt. Und treibt den Rückmeldehebel an, der sich um den Drehpunkt dreht, die Rückmeldekamera dreht sich ebenfalls gegen den Uhrzeigersinn, wodurch der Hilfshebel 4 um den Drehpunkt gedreht wird, und die Rückstellfeder wird gedehnt, die Federspannung am Haupthebel 3 und der Signaldruck, der im Balg verwendet wird, um einen Drehmomentausgleich zu erreichen, erreicht das Instrument den Gleichgewichtszustand. Die Ventilposition des Stellantriebs wird bei einem bestimmten Öffnungsgrad gehalten, und ein bestimmter Signaldruck entspricht einem bestimmten Ventilöffnungsgrad. Die oben genannte Wirkungsweise ist positiv wirkend, wenn Sie die Wirkungsweise ändern möchten, drehen Sie einfach die Nockenwelle, die Richtung A in die Richtung B usw., kann dies geschehen. Der sogenannte positiv wirkende Stellungsregler bedeutet, dass der Signaldruck ansteigt, der Ausgangsdruck ebenfalls ansteigt; der sogenannte negativ wirkende Stellungsregler bedeutet, dass der Signaldruck ansteigt, der Ausgangsdruck abnimmt. Ein positiv wirkender Stellantrieb kann die Wirkung eines negativ wirkenden Stellantriebs realisieren, solange er mit einem negativ wirkenden Stellungsregler ausgestattet ist; umgekehrt kann ein negativ wirkender Stellantrieb die Wirkung eines positiv wirkenden Stellantriebs realisieren, solange er mit einem negativ wirkenden Stellungsregler ausgestattet ist.

Pneumatischer Ventil-Stellungsregler

2.2 Strukturprinzip

Der pneumatische Ventil-Stellungsregler empfängt schwache elektrische Signale wie 4-20 mA vom Regler oder Steuerungssystem und liefert Luftsignale an den pneumatischen Stellantrieb, um die Ventilposition zu steuern.

Er wird in Verbindung mit dem pneumatischen Regelventil verwendet, um einen geschlossenen Regelkreis zu bilden. Das vom Steuerungssystem vorgegebene Gleichstromsignal wird in ein Luftsignal umgewandelt, um das Regelventil anzutreiben und die Betätigung des Regelventils zu steuern. Gleichzeitig wird entsprechend dem Öffnungsgrad des Regelventils eine Rückmeldung gegeben, so dass die Ventilposition entsprechend dem vom System ausgegebenen Steuersignal korrekt positioniert werden kann.

2.3 Hauptfunktionen

Pneumatischer Ventil-Stellungsregler und pneumatischer Stellantrieb bilden zusammen eine automatische Steuereinheit und eine Vielzahl von Regelventilen, die an die Inbetriebnahme und Installation angeschlossen sind, in Kombination mit pneumatischen Regelventilen. Wird in verschiedenen industriellen Automatisierungsprozesssteuerungsbereichen eingesetzt.

3. Elektro-Pneumatischer Stellungsregler
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Fisher 3582i Elektro-Pneumatischer Ventil-Stellungsregler


Da DCS heute immer mehr im Feld eingesetzt wird, werden viele der Regler im zentralen Steuerungssystem verwendet, so dass die zentrale Steuerung an den Ort 4-20mA elektrische Signale an den Ort sendet und die Ventilbetätigung schneller erfolgen muss.

Obwohl sich der Ventil-Stellungsregler von dem ursprünglichen Gas/Gas-Ventil-Stellungsregler, dem elektrischen/Gas-Ventil-Stellungsregler bis hin zu dem aktuellen digitalen Ventil-Stellungsregler, dem regionalen Bus-Ventil-Stellungsregler entwickelt hat, haben sich ihre grundlegenden Prinzipien und Hauptfunktionen nicht wesentlich verändert.

3.1 Ventil-Stellungsregler in den grundlegenden Selbstregelkomponenten - Prinzip des elektrischen/Gas-Wandlers

Mit der Entwicklung der Messtechnik wurde der Bereich der pneumatischen Messtechnik schrittweise von der elektrischen Messtechnik und der Computersteuerung besetzt, und heute werden nur noch in einigen Sonderfällen pneumatische Messgeräte verwendet, da der Messgeräte im Ventilzubehör “Stellungsregler” vom ursprünglichen pneumatischen Ventil (P/P) Stellungsregler schrittweise durch den elektrischen/Gas- (E/P) Ventil-Stellungsregler ersetzt wird. Der “Stellungsregler” wurde ebenfalls schrittweise durch elektrische/pneumatische (E/P) Ventil-Stellungsregler von den ursprünglichen pneumatischen Ventil-Stellungsreglern ersetzt.

Wie werden also im elektrischen/Gas-Ventil-Stellungsregler elektrische Signale in Gassignale umgewandelt? Nehmen wir den elektrischen/pneumatischen Wandler vom Typ SAMSON 6111 als Beispiel, um sein Funktionsprinzip vorzustellen (siehe Abbildung 1):


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Abbildung 1

Pneumatischer Leistungsverstärker (8) im Design; wählen Sie die geeignete Federkraft (8.2), so dass beim Eingangssignal von 0 mA der Ausgang PA bei 100 mbar gehalten wird, so dass der Ausgangsdruck durch die konstante Drosselöffnung (8.4) im Inneren der Düse (7) einen bestimmten Gegendruck erzeugt.

3.2 Zusammensetzung des Ventil-Stellungsreglers

Der elektro-pneumatische Ventil-Stellungsregler 4763 von SAMSON (Abbildung 2) als Beispiel, die Hauptkomponenten des Stellungsreglers sind in Abbildung 2 dargestellt.

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Abbildung 2

1. Rückmeldehebel (1) 2. Rückstellfeder (6) 3. Rückmeldebalg (7) 4. Pneumatischer Leistungsverstärker (7 unten) 5. Elektrischer/pneumatischer Wandler (21)

3.3 Funktionsprinzip des Ventil-Stellungsreglers
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Abbildung 3

Eingangssignal ↑ → Luftdruck an Punkt Pe ↑ → Verbindungsstange (9) im Rückmelde-Luftkasten bewegt sich nach links → Druckfeder (6), Prallplatte (10.2) bewegt sich näher an die Düse (10.1) → Ausgangsluftdruck ↑ → Ventilschaft (für luftöffnendes Ventil) ↑ → Druckfeder (6) → Verbindungsstange (9) im Rückmelde-Luftkasten bewegt sich nach rechts → Prallplatte (10.2) entfernt sich von der Düse (10.1) → Ausgangsluftdruck (Pst) ↓. Wenn die Kraft der Rückstellfeder mit der Kraft des Rückmeldebalgs ausgeglichen ist, wird die Ventilposition in der Position gehalten, die dem Eingangssignal entspricht.

B) Positionierung

Ventilschaft ↑ aufgrund von Änderungen der Prozessbedingungen → Zusammendrücken der Stellantriebsfeder → Druckfeder (6) → Bewegung der Verbindungsstange (9) im Rückmeldebalg nach rechts → Prallplatte (10.2) verlässt die Düse (10.1) → Ausgangsluftdruck ↓ → Federkraft nach unten vom Stellantrieb bringt die Ventilposition an ihren ursprünglichen Ort zurück.


4. Inbetriebnahme

Stellen Sie den Nullpunkt ein: Wenn das Eingangssignal 4 mA beträgt, sollte der Ausgangsdruck des Ventil-Stellungsreglers 0,2 MPa betragen. Wenn dies nicht genau ist, können Sie die Nulleinstellschraube am Ventil-Stellungsregler einstellen. Stellen Sie den Hub ein: Wenn das Eingangssignal 20 mA beträgt, sollte der Ausgangsdruck des Ventil-Stellungsreglers 1,0 MPa betragen. Wenn dies nicht genau ist, können Sie die Hubeinstellschraube am Ventil-Stellungsregler einstellen. Überprüfen Sie nach der Einstellung wiederholt, ob der Nullpunkt und der Hub innerhalb des erforderlichen Bereichs liegen. Wenn der Zeiger immer noch anzeigt, dass das Ventil nicht vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen ist, liegt dies im Allgemeinen daran, dass der Hub des Regelventil-Stellantriebs nicht ausreicht, Sie sollten die Feststellschraube des Ventilschafts lösen, den Ventilschaft langsam drehen, so dass das Ventil die erforderliche Öffnungs- und Schließposition erreicht.

5. Fehlerzusammenfassung

1. Der Ventil-Stellungsregler hat ein Eingangssignal, aber keinen Ausgang.

(1) Ausfall der Magnetventilbaugruppe, es wird empfohlen, die Magnetventilbaugruppe zu wechseln.

(3) Die Nulleinstellung der Prallplatte des pneumatischen Verstärkers ist zu hoch, die Prallplatte entfernt sich von der Düse.

(5) Falscher Luftleitungsanschluss (einschließlich Verstärker).

2. Es gibt kein Eingangssignal vom Ventil-Stellungsregler, aber das Ausgangssignal ist immer maximal.

(2) Düsenverstopfung.

Druckluftkreislauf ist langsam oder der Ausgangsdruck führt zu Schäden am Membrankopf des Regelventils, Luftleckage, was zu einem Eingangssignal führt, aber die Regelventilbetätigung langsam fehlschlägt, so dass das Regelventil die Wirkung der rechtzeitigen Regelung nicht erzielen kann, Behandlungsmethoden zur Überprüfung der Membrankammer, Austausch der Membran.


6. Schlussfolgerung

3. Schlechte Linearität des Ventil-Stellungsreglers.

(1) Es befinden sich Fremdkörper in der Düse oder der Prallplatte. (2) Die Rückstellfeder ist verklemmt. (3) Der Gestängemechanismus ist nicht gut installiert. (4) Die Nockenauswahl ist falsch. (5) Leichte Luftleckage im Rückmeldebalg.

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