閥門定位器的非常規校驗法
[摘 要] 運用自動控制理論對閥門定位器的校驗方法進行了分析，并給出了校驗閥門定位器的新方法。
[關鍵詞] 閥門定位器；零點；量程；校驗
1、概 述
在化工企業的控制過程中，氣動薄膜調節閥得到了廣泛的應用，閥門定位器作為氣動薄膜調節閥（以下簡稱調節閥）的輔助工具，對調節閥的使用起著決定性作用，閥門定位器調校質量的好壞直接影響調節閥的使用，但通常的調校方法有時不能校準調節閥，這在一定程度上限制了調節閥的使用。因此，有必要對其它方法進行研究。
2、系統結構
在本文中，將閥門定位器和調節器閥作為一個系統進行分析，它主要由磁電主件、氣動功率放大器、反饋杠桿、零位彈簧、反饋彈簧、擋板、零點調整機構、量程調整機構和調節閥組成，構成的系統方框如圖1。
圖1 系統閥門定位器和調節閥結構框圖
注：I——輸入電流
MO——由零位彈簧產生的調零點力矩
MI——由輸入電流產生的電磁力矩
MF——由反饋彈簧產生的反饋力矩
H——擋板微小位移
H—— 調零彈簧長度
P——氣動功率放大器的輸出
L——調節閥在某一開度下的行程
3、系統等效數學模型
為分析方便，假設閥門定位器為線性特性，的一般工作情況下，各環節均可近似為線性環節，則上述的方框圖對應的方塊圖如圖2
圖2 系統結構框圖對應的方塊圖
注：KO，K4—零位彈簧、反饋彈簧的彈性系數
K1，K2，K3，K5，K6，KV——磁電組件、擋板、氣動功率放大器、量程調機構、反饋杠桿的放大系數
令：
KG=K2K3KV （1）
KF=K4K5K6 （2）
則由自控理論可得：
（3）
顯然 為閥門定位器零點
4、常規校驗法分析
4．1 常規校驗法
（1）使閥桿定位于行程中點，調整定定位器與反饋杠桿成90°角度，并使用螺釘固定。
（2）將零點、量程分別置中間位置。
（3）輸入4m ADC信號，使調節閥開始動作，調節零點，使零點符合要求。
（4）輸入20m ADC信號，記錄調節閥的行程，如不符合額定量程，則調量程，使量程符合要求。
（5）重復上棕步驟（3）、（4），使量程式和零點達到規定值。
4．2 常規校驗法的實質
將（1），（2）式代入（3）式得：
由常規校驗步驟（3）（4）可知，調零點可改變H，調量程式可改變K5，由式（4）可知，調整零點對和調量程式是相互影響的。因此，調零點、調量程實際上就是反復湊試H、K5 ，使零點、量程均符合要求的過程。
4．3 常規校驗法的不足
由于一般情況下，零位彈簧工作在線區域，其長度變化范圍有限，調量程機構其機械位置受到限制。因此 H、K5 的值將會受到限制，當調節閥的KV很大或很小時，按常規方法不可能將定位器校準，這種情況在日常工作中經常會碰到的，這就需要通過學習其它方法來校驗閥門定位器。
5、常規校驗法的改進方法
由（4）式可知，可以調節的參數還有H和K6，即調整反饋杠桿的有效長度及改變調零彈簧鋼的彈性系數，下面分別就這兩種方法進行分析。
5.1通過改變改變杠桿的有效長度來校驗閥門定位器
將連接在閥桿上的銷釘靠近閥門定位 器，則可將反饋杠桿有效長度縮短，即K6減小，L增大，行程增大，反之，將反饋杠桿有效長度增大，則行程減小。因此，將此方法配合常規裁軍校驗 法可增大行程變化范圍，將閥門定位器校準。
5.2 通過改變反饋的彈性系數來校驗閥門定位器
5.2．1 彈簧特性分析
上述調零彈簧的系數K0是指彈簧工作在線怍區域時的參數，當彈簧較短或較長時，彈簧將工作在非線性區域，彈性系數將不再是常數。
調零的彈性特性見圖3。
由圖3可知，當彈簧的長度小于H 時，彈簧工作的非線性區域，且K0 的值大于在線性區域的值。
5.2.2 調零彈簧工作在非線區域性時對調零點及量程的影響
由上述分析可知，當彈簧工作在非線性區域時，其 增大，再由式（4）可知，定位器零點將提高，同時行程滿度值也增加，當滿度值大于額定行程時，需要調整量程機構，使調節閥行程減小，同時也會使閥門定位器零位值減小，這樣反復湊試，可將閥門定位器校準。
圖3 彈簧的彈性特性
6、非常規校驗法
由上述的分析可知 ，改變H或者說 的值勤可以改變零點和量程，因此就有以下兩種校驗法。
6.1 調反饋杠桿
（1）輸入4m ADC信號，按常規調零方法調零點。
（2）輸入20m ADC信號，按常規調量程法調量程。
（3）反復進行（1）、（2）步。
（4）若零點、量程無法校準，調整閥桿上的銷釘以改變反饋杠桿的有有效長度，使行程增大或減小，杠桿有效長度縮短，行程增大，反之，行程減小。
（5）反復進行（3）、（4）步，直到零點 、量程式均符合要求。
6.2 縮短調零彈簧長度法
（1）輸入12m ADC信號，調整調零螺釘，縮短調零彈簧長度，并將調零螺釘調整到接近于極限位置，此時調節閥行程可能到極限位置。
（2）調整調量程螺釘，使調節閥行程至中間位置。
（3）輸入4m ADC信號，按常規法調零點。
（4）輸入20m ADC信號，按常規法調量程。
（5）反復進行（3）、（4）步，直到零點、量程均符合要求。
7、應用小結
上面所述的兩種方法是對常規方法的補充和完善，這兩種方法交是在常規方法失效時使用的，并且這兩種方法也可以結合起來運用，這樣調整范圍更寬，通過學習大量的實踐表明 ，這機伶 種方法都不得是完全可行的，并且 這些方法較常規裁軍方法校得快，為我們的日常工作特別是在大檢修中節約了寶貴和時間。