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用于流體動力執行器的數字定位器

來源：上海自動化儀表有限公司作者：發表時間：2018-11-30 08:59:51【小中大】

數字定位器

氣動和液壓執行器通常在無數的過程應用中操作阻尼驅動器，流量閥，真空控制器和其他設備。然而，在這些任務中使用的傳統開環定位器和閉環數字定位器之間可能存在相當大的性能差距。上海自動化儀表十一廠的總裁解釋說，問題在于開環控制器應用單一控制命令。沒有反饋的好處，用戶只能假設準確的結果，因為不能保證控制努力具有期望的效果。

相比之下，閉環控制確保精確信息在從過程傳感器到變送器，控制器和執行器以及返回的反饋回路中不斷流動。上海自動化儀表十一廠工程師表示，通過這些定位器，這個“測量、決定、驅動”序列在受控變量發生變化的瞬間開始，并且在滿足所需的過程條件之前不會停止。

閉環數字定位器控制氣動和液壓旋轉或線性執行器，如氣缸或隔膜操作器。（它們也可以與機電執行器一起使用。）

例如，在氣動應用中，它們使用外部低壓電磁閥來控制執行器的氣流。這消除了在傳統電氣氣動定位器中引起維護問題的凸輪，彈簧，擋板閥和孔口。電子模塊比較控制器和位置信號，并且在不匹配的情況下打開電磁閥以供應流量并快速將致動器移動到設定點位置。這導致可靠的性能，因為致動器軸總是響應于相同的信號而移動到相同的位置，而不是像傳統的定位器那樣移動到力平衡位置。因此，定位器不受諸如執行器中的“靜摩擦”或氣壓變化等不利條件的影響。

另一方面，開環定位器基本上是比例控制器，其中滑閥與信號變化成比例地打開。直到有足夠的空氣流入執行器才能達到分離力，才會開始執行器運動。這可能導致明顯的延遲，控制器信號斜坡，過沖和振蕩 - 所有這些都會損害系統性能。

快速獲得并鎖定在指定位置的能力在液壓應用中也具有優勢。這是因為定位器可以防止執行器軸移動，盡管由于系統中的流體流動而導致動態變化（通常是壓力）。另一方面，傳統的定位器可能使閥門位置響應于外力而偏離預期。

關鍵的反饋元素是傳感器。上海自動化儀表十一廠工程師表示，一個非接觸式磁力編碼器連接在執行器軸上，可提供精確的數字位置信號，以控制閉環操作。該器件在編碼器板上的陣列中使用分立霍爾效應傳感器。磁掃掠臂響應軸運動并在陣列上移動，以便為每個增量的運動產生獨特的二進制信號。傳感器幾乎不受沖擊影響，信號不會因磨損或溫度而漂移，從而有效地消除了在正常使用中重新校準的需要。類似地，來自線性傳感器的位置信號可用于運行諸如動力缸之類的裝置。

另一個好處是工作液不會進入定位器，因此灰塵或水不會污染操作。這與傳統定位器不同，傳統定位器需要連續排氣才能操作，即使定位器沒有移動執行器也是如此。（排出的空氣從工廠壓縮空氣集管中抽出，通過典型的定位器并排放到大氣中。）這會增加運營成本。此外，這種定位器具有相互作用的電子，機械和氣動元件。排出的空氣中含有夾帶的水，油和污垢，這些污垢會污染這些元素并需要維護。

提供兩種基本定位器模型。DLA模塊可以遠程安裝（距離閥門最遠2,000英尺），以避免電子設備受到振動，極端溫度和惡劣或危險環境的影響。DLA顯示閥門位置，確認執行器正常運行，以及手動超控以繞過控制信號。MCDLU模塊安裝在閥門上，編碼器和電子元件安裝在同一外殼中。

定位器可以直接調節和監控遠程執行器以及開關閥，有或沒有過程控制器。存儲的程序提供現場可選的響應，例如失效打開或關閉信號或功率損耗，以及自定義響應，包括部分跨度和分割范圍。據報道，設置和校準快速而直接。

重復性為±0.5％，工作溫度范圍為-50°至300°F，器件需要12-24 Vdc或120/240 Vac電源。

DLA和MCDLU裝置已在各種苛刻的環境中使用超過15年。工程師說，大多數原始單位仍在使用中。DLA型號特別適用于惡劣條件，因為敏感電子設備位于惡劣或不方便的區域之外，例如難以到達的閥門/阻尼器執行器位置。只有編碼器在執行器上。例如，有幾個人在鋼軋機中在遠高于100°F的溫度下操作熱空氣阻尼器。位置信號傳輸到位于300英尺以外的遙控器。DLA處理器還具有診斷功能，可以提醒和查明定位器或系統問題。其他典型應用包括用于真空動力縫紉和卷煙機。

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