SVI_II_AP智能电气阀门定位器的原理和应用.pdf

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1、SVIⅡAP智能电气阀门定位器的原理和应用李宝华摘要：梅索尼兰（Masoneilan）是全球控制阀领军品牌，是最早研发数字式电气阀门定位器的厂商之一，其最新的智能电气阀门定位器产品是高性能的SVIⅡAP（SmartValveInterface,AdvancedPerformance），基于模块化设计，结构紧凑，耐严酷工况，采用非接触阀位传感器和在板32位微处理器进行定位控制并具有诊断功能，通过HART通信实时性能监视和获取数据分析有效开展了控制阀预测性维护，实现现场显示、远程通信和故障诊断。关键词：SVIⅡAP；智能电气阀门定位器；原理；应用

2、引言科学技术的发展助推全球制造业，流程工业生产装置在控制系统和测量仪表率先数字化智能化，市场需求促使控制阀厂商加快推进以智能电气阀门定位器为核心的数字解决方案。梅索尼兰（Masoneilan）是全球控制阀领军品牌，始于1882年，历经131年发展之路，1985年从属徳莱赛集团（DRESSER），2011年随徳莱赛归于美国通用电气（GE）旗下，公司几经转换但控制阀技术领先依旧。控制阀流量系数Cv、压力恢复系数FL都是梅索尼兰提出后被业内接受，还有控制阀噪声计算、抗空化气蚀、蒸汽应用和苛刻工况解决方案等技术创新一直影响着控制阀行业发展。梅索尼兰在

3、上世纪八十年代初期首先研发支持HART通信的数字式电气阀门定位器，实现了远方校准和性能监控。SVI（SmartValveInterface）系列智能电气阀门定位器采用非接触阀位传感器和在板微处理器进行定位控制并具有诊断功能，通过HART通信实时性能监视和获取数据分析有效开展了控制阀预测性维护。从SVI系列到SVIⅡ再到目前高性能的SVIⅡAP（SmartValveInterface,AdvancedPerformance）和在线诊断软件ValVue，实现现场显示、远程通信和故障诊断，梅索尼兰不断研发和创新，持续引领智能电气阀门定位器先进技术。

4、本文重点对SVIⅡAP智能电气阀门定位器进行介绍。SVIⅡAP单作用SVIⅡAP双作用SVIⅡAP大气量装在角行程控制阀装在直行程控制阀图1SVIⅡAP智能电气阀门定位器结构组成SVIⅡAP主要由壳体和盖子、电子模块、本机LCD显示和操作、气路基板、I/P电气转换器、气动放大器等组成，见图2所示。整机基于模块化设计，结构紧凑，铝合金壳体（总重3.3kg）或不锈钢壳体（总重7.3kg），防护等级IP66和隔爆Exd，适应多种严酷工况，为IEC61508的SIL2安全设备；采用磁耦合的非接触式阀位传感器（霍尔元件），没有穿过壳体的测量传动轴从而避

5、免了轴环隙渗漏，壳内无可动部件故耐振性能好，检测阀位信号的分辨率高达0.0015%，测量精确响应快速；电子模块完全封装，涂层抗菌处理，耐恶劣环境；气动部件坚固可靠，气动放大器分单作用的标准型（加气Cv=0.57和排气Cv=0.53）和大气量型（Cv=2.2，620kPa气源压力时输出气量达2900升/分）以及双作用输出型，可用于单作用或双作用气动角行程执行机构（转角18-140º）和气动直行程执行机构（标准安装的6.4-150mm，大于150mm按需求）。SVIⅡAP选用32位微处理器，最多5个压力传感器，支持HART通信和EDDL、FDT/

6、DTM及系统集成，远方校准和性能监控，应用在线诊断软件ValVue实现控制阀预测性维护，本机现场操作可选防爆按键和LCD显示或使用HART现场通信手操器。SVIⅡAP可选分体式阀位传感器应对现场高振动和高温度，连接电缆最长30米；还可选择配置二线制阀位变送器和2个固态阀位开关。图2SVIⅡAP智能电气阀门定位器结构图工作原理参见图3，SVIⅡAP为二线制电流回路供电，输入控制信号4-20mADC+HART，最小启动电流3.2mADC，20mADC时负载电压9.0VDC。当阀门定位器正确安装到控制阀、输入控制信号（回路电源）和气源接通后，电子模

7、块中的微处理器开始读取输入控制信号（阀位设定值）和阀位传感器的行程/转角信号，同一化后并进行比较运算，对两者的偏差按非线性PID算法处理，输出I给喷嘴挡板结构的I/P电气转换器的电磁线圈，引起喷嘴挡板间气隙改变，进而变为相对应的前置气信号PI，再经气动放大器气量放大，使气动输出P1变化，加到气动执行机构（图3中的气动薄膜执行机构）上驱动推杆/阀杆位移到设定位置。若是双作用气动输出，气动部件还配置反向输出放大器（输出P2），形成双作用输出给气缸式气动执行机构（图3中蓝色的双作用气动执行机构）。所定位的控制阀流量特性可设置组态为线性、等百分比50

8、：1、等百分比30：1、快开、用户自定义（11点）、Camflex等百分比（梅索尼兰的旋转阀）。性能指标按照ISA75.13/IEC61514标准，精度为±0.5%