hvp系列智能阀门定位器介绍

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1、关于HVP系列智能阀门定位器研究开发钟盛辉（重庆川仪十一厂有限公司）摘要：本文简要介绍了智能阀门定位器在国内外的发展情况，以及研究开发的必要性和重要性；详细阐述了工作原理，设计中采用压电阀、电磁效应原理、低功耗等关键技术；概括分析了HVP系列智能阀门定位器的特点、技术参数，目前在现场的使用情况和市场前景。Abstract:ThearticlegiveabriefofthatthedevelopmentoftheSmartPositionerathomeandabroad,alsotoldustheimportanc

2、eandnecessaryof.ResearchandDevelopmentforit.Describedthecontroltheoryinparticulars.UsagesomekeytechnologysuchasPiezoeValves、Electromagnettheory、Lowconsumedpowerandsoon.GeneralizethepeculiarityandthemainparameteroftheHVP.ThenintroducesthabouttheuseofHVPinthefie

3、ldworkandthepotentialinthemarket.关键词：智能阀门定位器、压电阀、电磁线圈、I/P转换单元、低功耗Keywords:SmartPositioner.PiezoeValves.ElectromagnetismWinding.I/PswitchCell.Lowconsumedpower中图分类号：TH86文献标识码：B一、立项背景随着智能、网络、通信和控制/管理综合自动化技术的发展，在工业流量控制中对气动调节阀的智能化要求日益迫切。特别是现场总线和开放式控制系统对阀门定位器提出了更高的要

4、求，使得原有的阀门定位器无法满足控制要求，开发研制智能阀门定位器是工业自动化发展的必然结果。随着现场总线技术的8日趋完善和成熟，加快了智能型定位器产品的研究开发：在国外，智能阀门定位器研究开发较早的有FISHER、SIEMENS、ABB、SAMSON、山武等公司，其成熟产品已广泛应用于冶金、石油、化工、电力等行业的控制系统中。在国内，其主导产品还是基于力平衡原理的机械式和模拟电子技术的电—气阀门定位器，对智能阀门定位器的研究开发还处于起步阶段，行业单位研制开发的数字式阀门定位器等产品，虽然提高了产品技术水平，但不能

5、满足当今现场总线及开放式控制系统对定位器的要求。HVP系列智能阀门定位器是国家“九五”攻关项目—《HART协议智能阀门定位器及防爆品种研究开发》（97-755-04-02-01）的科技成果，主要包括HVP11/12/和HVP08/09两大类四个品种，是我公司拥有完全自主知识产权的创新产品，它填补了国内在该领域的空白，其技术水平处于国内领先地位。二、原理及构成1、工作原理HVP系列智能阀门定位器作为气动智能调节阀的主要附件之一，在过程控制系统中所处的地位如图1所示：r为被调量的设定值；y为被调量；ym为被调量的测量值

6、；u为调控器的输出信号（与调节阀的开度成一定关系）；f为定位器的输出信号；c为阀门位置信号。定位器利用闭环控制原理，将从调控器输出的调节信号u与从调节阀的阀门反馈位置信号c在CPU中相比较，根据比较后的偏差大小，输出电脉冲信号驱动电气转换单元（I/P），I/P转换单元输出与电脉冲相对应的气压力，气压力驱动调节阀进行流量调节，从而达到控制目的。调控器HVP定位器调节阀测量仪表rufyCym图1阀门定位器的位置8通信单元A/DD/ACPU及数字单元电/气转换单元I/P气动调节阀位置传感器输入及电源调控器反馈输出单元显示

7、模块D/A图2智能阀门定位器原理框图2、基本构成HVP系列智能阀门定位器是集机械、电子、软件为一体的高技术产品，主要由仪表外壳、电气转换单元（I/P）、位置传感器、主控电路板、显示模块、电流反馈模块、HART通信模块、报警模块、安装连接件等部分构成。三、关键技术1、在I/P转换单元中采用压电晶体和高性能电磁线圈技术。I/P电气转换器单元是智能阀门定位器的核心部件，降低耗电量、提高耐振动性和适合接收高频率的控制信号是该部件的关键技术。为达到以上开发目标，在HVP11/12型智能阀门定位器的电气转换单元（I/P）中采用

8、了压电晶体控制技术制成的压电阀，其原理是：利用功能陶瓷在低电压作用下产生伸长或缩短的特点，把功能陶瓷制作成双层陶瓷片，当双陶瓷片中的单片陶瓷分别接收到相反方向的控制电压时，产生弯曲变形，利用双层陶瓷片的弯曲变形，使其陶瓷片密封面远离或靠近喷嘴8孔，从而改变放大器的背压力，完成电气转换的目的。利用压电技术制成的压电阀具有如下优点：a、功耗低；b、体积小、重量轻