metso_neles_NDX系列智能阀门定位器原理和应用

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1、Metso-nelesNDX系列智能阀门定位器原理和应用李宝华摘要：metso（美卓）旗下的neles（耐莱斯）在阀门定位器领域有着超过五十年的研发和生产经验，智能阀门定位器高端产品方面已有ND9000系列和ND7000系列，而技术研发始终以市场需求为导向，根据工业领域各应用客户的需求和建议来推动新品研发，美卓于2016年新推出一款NDX系列智能阀门定位器，主要针对应用HART通信的一般用户，适用于各个工业领域的单作用气动执行机构/控制阀，为不同用户提供通用的解决方案和设备智能管理的技术支持。关键词：

2、NDX；智能阀门定位器；原理；结构；应用引言metso（美卓）旗下的neles（耐莱斯）在阀门定位器领域有着超过五十年的研发和生产经验，参见图1，从1961年生产第一台NP系列气动阀门定位器开始，又先后推出NE系列电气阀门定位器和ND800系列智能阀门定位器，之后在ND800基础上研发新一代智能阀门定位器，2003年发布ND9000系列智能阀门定位器，2010年推出增强的故障诊断、在线诊断以及具有鲁棒性、控制性能改善的ND9000系列新版本，随后在2013年推出ND9000固件简化后的ND7000系列

3、智能阀门定位器，ND9000系列和ND7000系列均属智能阀门定位器高端产品，得到市场广泛认可。美卓的技术研发始终以市场需求为导向，根据工业领域各应用客户的需求和建议来推动新品研发，于2016年新推出一款NDX系列智能阀门定位器，主要针对应用HART通信的一般用户，具有超群的性能、独特的增强版诊断、高可靠性和高可用性，适用于各个工业领域的单作用气动执行机构/控制阀，易于安装和组态，可为不同应用提供通用的解决方案、可靠服务和设备智能资产管理的技术支持。NDX系列与ND9000/7000系列形成产品层级搭

4、配，有利于多品种差异化选择对比营销。图1metso-neles阀门定位器的发展历程NDX系列智能阀门定位器图2metso-nelesNDX系列智能阀门定位器NDX系列智能阀门定位器参见图2，结构分解图参见图3。NDX系列基于模块化设计，树脂涂层铝合金外壳和聚碳酸酯盖子，本安防爆IEC/ATEX（Exi）和NEPSI（Exi），防护等级IP66/NEMA4X（可选IP67），温度范围-40至+85℃，重1.9kg。支持VDI/VDE3845和IEC60534-6安装连接标准，安装套件全新设计并向下兼容，

5、可方便地替换NE700或ND9000，同样可以方便地安装到众多第三方厂家的单作用气动执行机构/控制阀（直行程5-120mm，角行程30-160º）。图3NDX系列结构分解图NDX系列为二线制4-20mADC回路供电和信号传输，最小控制电流3.8mA，负载电阻485Ω（20mA时9.7VDC），有反接保护和过电流保护，电子电路完全封装；阀位信号测量设计为非接触式；基于微处理器的智能阀位控制，优秀的动态和静态控制性能，带平稳持续负荷执行机构时的线性度为<0.5%、死区为≤0.2%、迟滞性为<0.5%，重复

6、性为<0.2%；具备本机用户界面（LUI），可以根据安装位置的不同旋转显示方向，4个电容触摸按钮，无需打开外盖即可组态和操作调试；系统支持HART通信协议版本6/7和具备开放性结构，本机/远程操作，增强版的诊断功能，自诊断、在线诊断、通信诊断，在线/离线测试和提供历史数据，支持FDT/DTM、EDDL，兼容主流DCS及资产管理系统。NDX系列可选内部集成阀位变送器，外部供电12-30VDC，输出4-20mA，线性度0.05%FS，故障安全输出3.5mA或22.5mA，最大外部负载690Ω。NDX系列的

7、气动部件由前置先导级（I/P转换）和输出级的气动滑阀组成，供气压力140-800kPa（1.4-8bar），3输出气量大，在400kPa供气压力下输出达到80Nm/h，气动性能可适配大小规格的执行机构，无需外配气3动继动器；稳态耗气量小（小于0.1Nm/h）；配置有输出压力和气源压力传感器；可选压力表模块及排气塞。图4NDX系列工作原理工作原理NDX系列的工作原理如图4所示。当输入信号/电源和气源接通后，微处理器µC开始连续读取输入控制信号（设定值）、非接触式阀位传感器检测的行程/转角信号、压力信号（

8、气源压力Ps、输出1的P1）、本机温度，自诊断功能用来保证所有检测操作的正确性。微处理器根据预置的定位控制算法对设定值与输入信号的偏差进行运算，计算出一个新的控制信号值给气动部件的前置先导级执行I/P转换，从而控制输出级气动滑阀动作和气动输出，改变的气动输出压力使气动执行机构驱动推杆/控制阀杆产生新的位移，进而改变阀位。阀位传感器检测到新的阀位变化并将测量信号送到微处理器中，形成一个闭环控制。微处理器则运用控制算法不断调整控制输出，直到阀位符合输入控制信