川仪HVP智能型电气阀门定位器
随着计算机技术发展，国外于20世纪50年代推出了带微处理器的两线制压差、压力变送器，标志着过程控制领域的现场仪表已进入了智能化，井得到了较快的普及。其主要原因是智能化仪表使用方便，实际使用精度高、功能强、扩展容易、可靠性高等而气动执行器发生故障时，对生产过程影响也非常大。为了提高整个控制系统的可靠性，执行器的智能化也是必要的。重庆川仪十一厂有限公司开发的具有自主知识产权的HVP智能型电气阀门定位器，为气动执行器智能化打下了坚实的基础，该型定位器在控制精度、耐环境性、投运、维护及操作费用等方面都优于常规型阀门定位器。
1 普通阀门定位器的缺点
普通阀门定位器是采用机械式力平衡原理工作，即喷嘴-挡板技术，该产品已使用多年，存在以下缺点：
1）因采用机械力平衡式原理工作，其可动部件较多。容易受温度、振动的影响；
2）装好的调节阀由于其规格、填料的磨擦情况是多变的，若将各种各样的调节阀的硬件作相应的变更来达到*佳控制状态，根本实现不了；
3）信号的流向是控制仪表单向流向定位器的，在出现故障时，不能自诊断故障位置或原因；
4）喷嘴孔很小，易被灰尘或不干净的气源堵住，使定位器不能正常工作；
5）普通定位器喷嘴需连续供给压缩空气，即使在稳定状态也需供给压缩空气，能耗大；
6）普通定位器行程和零点调整时，需反复调整，很费时间；
7）功能单一，可扩充性差。
2 川仪HVP智能型电气阀门定位器
该定位器由微处理器（CPU）、A/D，D/A转换器及压电控制阀等部件组成，其工作原理与普通的电气阀门定位器截然不同。给定值和实际值的比较纯是电动信号，不再是力的平衡。用微处理器的控制程序取代了易于受温度、振动干扰的力平衡方式，可以消除力转换过程及机械传动所产生的偏差。该定位器结构框图如图1所示。
该定位器和执行器组成一个反馈回路，输入电源单元接受来自控制器的4~20mA的电流信号，在送出与此信号成正比的输入信号同时，要送出能驱动电路工作的电源。调节阀位置反馈信号作为被控制的变量，与给定信号值在微处理器中作比较，这两个偏差通过主控板的输出口，发出不同长度的脉冲，控制I/P转换单元的输出压力，从而驱动调节阀动作。在偏差太时，CPU发出一个连续的控制指令；偏差中等时，发出长度*小的脉冲；偏差小时，无脉冲输出（自适应死区）。死区带自适应和*小脉冲长度的自适应，可使控制精度*佳，开关动作频率*小。
该定位器是我国具有自主知识产权，已通过国家专家组的验收及鉴定的新一代智能定位器。其主要部件是电气转换部件，设计时通过分析各种电气转换方式，我们采用了先进的压电控制阀来实现电/气转换，它具有动作速度快、转换精度高、所需电流非常小、质量很小，即使受到很大振动，也可正常操作的特点。这样它就可以不增加辅助电源，能采用两线制传输。同时双作用智能定位器只需增加两个压电阀即可实现控制，零件更改很小。HVP智能型电气阀门定位器参数如表1所列。
表1 HVP智能型电气阀门定位器主要技术参数
| 输入信号 | 4~20mA |
| 输入负载电压 | 11.5V |
| 输入负载电阻 | 500Ω |
| 气源压力 | 0.14~0.17MPa |
| 基本误差 | ±0.5% |
| 回差 | ≤0.5% |
| 死区 | ≤0.1%（*小值） |
| 耗气量 | 标准状况下，≤2.5/min |
| 输出特性 | 直线、等百分比、快开、用户定义 |
| 环境温度 | -20~70℃ |
| 耐振性 | 2G |
| 防爆等级 | 本安防爆、ibⅡCT5 |
| 通讯协议 | Hart协议 |
3 川仪HVP智能型电气阀门定位器的其他功能
该定位器带有微处理器，在不增加其他硬件的情况下，就具有许多附加功能，而普通定位器是不能实现的。智能定位器的控制面板上有LCD显示和3个按钮，能方便地显示阀位及手动操作，它与普通定位器相比增加了如下功能。
1）具有信号超量程、输入信号中断、反馈信号中断的自诊断报警功能；
2）对使用几个定位器的回路，可按要求把设定值信号任意分成不同范围，实现分程控制；
3）可调节响应速度，以防止长管线压力波动；
4）不更改硬件的条件下，设定定位器的输出特性：直线、等百分比、快开、特殊输出特性：
5）故障模式可选择设定：全开、全关、保位、切换到手动；
6）功能扩大容易，增加反馈功能模块，定位器可给出4~20mA的反馈信号，相当于阀位变送器的功能。增加现场总线模块，就能实现与上位控制机或上位用户之间的通讯，数据共享和生产工艺流程监控等。
4 川仪HVP智能型电气阀门定位器自动调校及在线参数修改
普通定位器采用手动调整零点和行程，需互相调整，*终才能满足要求。而该定位器能自动调整行程和平衡，安装在调节阀上后，只要按设定按钮就可全自动地进行过程控制参数的初始化，大大节约投运时间，减少人工调整的麻烦该定位器在投运过程中，不仅可以现场用手操器或上位控制机优化参数，还可连续地修改参数，以便得到*好的控制效果。该定位器可检测出操作过程中发生的问题，如在工作期间，阀门或执行机构的机械性能有变化，它可自动地修改控制参数，以补偿阀门的问题。
5 川仪HVP智能型电气阀门定位器的应用
随着DCS和现场总线控制系统（FCS）的推出及运用，智能定位器及其他智能现场仪表由于其具有高可靠性高控制精度功能扩展容易，具有通讯功能等特点，完全能适应工业控制体系间网络化集成化、智能化方向发展的要求，具有广阔的应用前景。
1）用于控制要求非常严格的石化生产过程，如乙烯裂解、催化裂化反应再生系统等生产装置，以提高产品质量；
2）石化系统有很多新建或改建生产装置采用智能定位器，则可集成智能控制系统，增加**性和经济性；
3）生产装置已用常规仪表控制，但为了改善控制系统，提高控制精度或克服工艺过程管线振动大的影响，可使用智能定位器；
4）要求有辅助功能的调节阀在安装空间小的场合可用智能定位器的功能模块，不再增加其他硬件来实现，如采用带阀位变送模块的智能定位器就能实现普通定位器加阀位变送器的功能；配智能定位器的调节阀不需带保位阀就能实现阀在故障时保位的功能；
5）除石化系统外，还可用于石油、化工、冶金电站、水处理等工业过程
由于智能阀门定位器具有的以上特点。随着FES系统的逐渐应用，智能定位器的应用范围将进一步扩大，以取得明显的经济效益。