数字阀定位器可以改善阀门操作，同时降低过程工厂的操作和维护成本。本文讨论了对控制阀的特定专注的过程控制环路及其在这些系统中的作用。
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这篇文章将在关注阀门类型之前非常简要地介绍一下数字定位器．它将检查用户应该对数字定位器有关的期望，例如，它们是否是工程团队中的个人，这些是要规范的定位器或最终用户。
还将探讨选择良好数字定位器的许多考虑因素，看看应该寻找哪些潜在的买家，在长期的长期内具有有益的功能，并以长期计划和使用的观点来购买的重要性数字定位器。
可重复和可持续的性能是选择数字定位器的关键因素。在考虑控制阀时，这一点也非常重要，因为定位器是整个总成背后的驱动力，确保阀门的性能符合预期。
本文还将介绍阀门自动化，以及如何将定位器和控制阀最佳地组合在一起，最后讨论数字定位器提供的预测和预防性诊断选项。
持续的数字化意味着这些诊断正在被越来越多的工业所接受，它们正成为数字定位器和其他仪器的一个非常重要的特征。
过程控制循环的基础
过程控制回路的中心点是控制阀。所述定位器是所述装配的基本部分，所述过程控制回路包括传感器和报告有关过程信息的发射机;例如，过程管道中有什么，或者流量、压力或温度的测量。
该信号被反馈到控制器（例如，诸如DSC或PLC的控制系统），然后从控制器中继，输出信号在4-20mA处作为设定点信号中继。
在继续之前，有必要概述4-20 mA和HART选项的重要性。4-20 mA信号是一个模拟信号，这是数字阀门定位器以及不包括微处理器的基本电动气动阀门定位器的典型输入信号。
这作为控制信号，即位置要求信号，并为定位器提供动力。
HART是叠加在这些4-20 mA导线上的数字通信方法。大多数客户使用4-20 mA信号，他们的定位器有HART能力，但他们没有利用这些。
使用HART的优点与使用数字阀定位器的整体益处相关联。使用HART通信的精度提高，控制阀的更好稳定性，与旧式模拟型定位器相比，更好的过程可用性和成本和节能。
控制阀定位器需要空气供应和能量源。阀定位器的目的是以使阀运动与来自控制器的设定点对应的方式加压致动器。
当操作正确时，阀门能够调节工艺介质，并根据设定值对阀门进行定位。设定值由控制回路决定，通过控制器设定。
阀门总成由控制过程变量的阀门、执行机构和定位器组成。市场上有几种执行机构类型可供选择。最突出的一种类型是膜片式执行器。
它们通常是单作用的，使用弹簧功能实现单作用故障保护。在任何问题，如失去空气或失去信号，这种类型的阀门是能够安全地调整过程到一个安全的条件。
另一种常用类型的致动器是活塞式致动器，其可以是单作用或双作用的。单起活塞式致动器使用弹簧功能来允许活塞根据需要的方向缩回或延伸。
双作用致动器通常在没有弹簧功能的情况下双作用，这可能需要特定类型的定位器。
市场上的定位器被设计成能够与单作用执行器一起工作，如线性上升的STEM型执行器或带弹簧功能的活塞型执行器，用于旋转使用，可以在线性或旋转模式之间切换。
用户必须决定应用程序是'失败'或'失败到位'，这是通过定位器的设计完成的。用户还必须决定双手类型的执行器或活塞类型以及线性或旋转阀类型是应用的最佳选择。
损失的控制信号是一个严重的问题,应该考虑由于气动活塞式执行机构,应该考虑如果系统失去了压缩空气或是否应该有内置的安全功能阀门组装阀门移到一个更安全的位置。
数字定位者:主要考虑事项
基于微处理器的数字定位器通常使用带有HART通信的4-20 mA输入信号。其他通信功能可用，例如Foundation Fieldbus或Profibus PA，但是与4-20 mA的HART通信，因为设定值信号是最常见的。
数字定位器至少应该有一个正面的显示按钮，允许用户执行设置设备。制造商并不总是包括显示器，但这确实为终端用户增加了很多价值，因为他们可以控制定位器，而不需要使用单独的软件或编程工具。
用户还可以直接访问设备以进行故障查找和错误诊断目的。
除了简单的输入选项中，每个智能定位器或数字定位器应具有自校准模式，有时称为自动调谐或自动调整功能。
定位器的设计可以包含非常基本甚至高级的自动调整或自校准功能，但这是定位器能够适当适应阀门总成的一个重要因素。
这种自校校准功能还可以轻松，快速，可重复调试定位器到执行器组件，这意味着该过程不需要任何人为干预。这种自动化还有助于以不同方式校准仪器，最大限度地减少因校准仪器而导致的不准确性。
重要的是要考虑到这样一个事实，即定位器并不总是有调谐参数，而且设备可能有也可能没有可设置的参数，用于向上和向下或顺时针和逆时针方向。
这是值得注意的，因为控制阀的行为和动力学通常是不对称的，主要是由于向上或向下的动态与顺时针和逆时针的不同。一个好的定位器应该为开方向和闭方向提供独立的参数函数。
性能考虑也是选择右数字定位器的核心。市场上有几种设计类型，但最常见的类型之一使用气动继电器控制原理。
这里，定位器内的机构将电信号转换为模拟信号（气动压力），这意味着电输入信号通过微处理器通过微处理器到气动继电器，使空气的移动输出到阀门。
气动继电器类型是首选的继电器类型，因为它提供了卓越的动态性能和低空气消耗-当选择一个合适的数字定位器时，两个非常有益的特点。
考虑空气能力和空气处理时，重要的是要考虑阀门组件响应设定值的速度。这与空气容量能力非常相关，较高的容量确保了非常快的运动，即使对于小的设定值也会变化。
快速响应时间确保阀门能够跟上过程控制回路的需求，避免在阀门努力达到设定值的情况下潜在的材料浪费。亚博网站下载
空气供应压力与空气容量同样重要，因为正是空气供应压力使阀门总成能够达到所需的力和扭矩。这对座位负荷也很重要。
一个理想的装置将允许广泛的供应压力到仪器。举一个典型性能的例子，一种设计可以达到每小时50公斤，这相当于大约23 scfm的空气容量。
在这种情况下，空气供应压力为145 psi。这个例子将确保从压缩机提供广泛的供应压力。这里没有限制，但必须将其调节到阀门总成的适当水平。
一个好的数字定位器应该提供低的空气消耗，由于继电器机制设计，当代定位器提供低至0.015 scfm的空气消耗。低空气消耗是保证节能的重要因素。
还应考虑设备的输入和输出。典型的数字定位器将收到4-20 mA的输入。这可能是哈特5或哈特7，这是哈特的最新沟通水平。该设备可能需要紧急关断能力甚至部分笔划功能。
它的输出应该包括提供某种反馈信号的能力，这可以是HART数字或模拟信号，为控制室提供设定值反馈，以验证阀门位置。
其他功能也可用，如警报诊断、开启和关闭方向的行程警报，当控制阀发出谨慎的信号来验证阀门已达到所需位置、开启或关闭时，这些功能可能很有用。
ABB的数字定位器的不同版本可用于危险区域，这些都能够满足任何危险区域管理局规定的要求。这些仪器提供内在安全的设计，小型紧凑型外壳，轻量级，成本效益，以及较重的占空比，防火或防爆住房。
任何数字定位器的关键功能是适应控制阀的能力。此过程要求使用称为自校准，自动调谐或自动调谐的功能。
这一功能使数字定位器能够适应阀门总成，其成功实现这一功能取决于一系列标准。
校准的最终目标是使用户能够容易地将位置施加到阀门上，无论阀是否线性或旋转，或者阀是否必须顺时针，逆时针，直接或反向作用。
数字定位器的校准功能引导用户通过一个预先定义的菜单结构，提示他们通过一系列是或否的问题来选择选项。
结束的时候选择标准,用户只需在设备上按下按钮,它就会贯穿整个自校准程序,这意味着适应阀门定位器就可以根据用户的标准程序通过设置菜单。
校准数字定位器
The way the positioner adapts to the value is important because the positioner is required to find what is referred to as the ‘control parameters.’ Control parameters are the internal functions of the positioner’s microprocessor and these functions are integral to the device’s ability to adapt to the control valve.
阀门的尺寸，需要多少空气能力，或者进入设备的压力全部在单位的自校准过程中自动调整。这些校准设置保存到设备中，确保自校准过程可重复准确。
在任何数字定位器中，一系列控制参数常见，但这些参数有时有时使用不同的名称。示例包括死区，区域，kp或增益值，衍生时间，电视或死区时间。
在校准数字定位器时，设定值是要达到的主要目标。设置点周围的区域被称为死区，这一术语指的是定位器找到其设置点或死区内的定位点的精确程度。死区越紧，定位器就越精确。
区域参数为定位器提供了向死区移动并最终到达设定点的能力。这些是定位器自动查找的值——用户不必预先设置它们。
该定位器的微处理器技术将计算和确定这些参数的触摸按钮，使用户更容易设置。
校准过程的最终目标是使定位器能够非常准确、快速地跟踪一个变化的设定值，而不会超过设定值。这一步可能是最重要的，因为用户需要确保阀门快速到达设定值。
这与空气容量的重要性相连，因为基于致动器的尺寸提供足够的空气容量的阀组件可以在到达设定点的方面不提供足够快的响应时间。
在选择仪器硬件的功能时，还需要考虑其他因素，特别是当设定点信号失效时，设备应该做什么，以及在这些情况下是否应该移动到安全位置。
当使用单作用弹簧膜片式阀门时，这个步骤很简单，但是双作用阀门或没有弹簧辅助的阀门需要定位器也采取行动。
这可能采取紧急关机或ESD功能的形式，允许控制室对设备的信号进行紧急关机;例如，根据工艺要求，关闭阀门、关闭或打开一扇门。
重要的是要考虑基于工艺应用的抗振性和对环境条件的抵抗力的设备设计的健壮性。不同的定位器在这些方面提供不同的功能，一个常见的例子是自适应调谐器。
自适应调谐器允许数字定位器行使其数字功能来优化自己。在此过程中不需要人工干预，自适应调谐器的功能是自动优化设备参数，使漏斗过程平稳运行。
例如，如果组装中存在不稳定的行为，则打开自适应功能将允许控制阀找到该过程的理想控制参数，最终达到完全控制的稳定行为。
考虑到客户有复杂或复杂的网络需求，校准大量数字定位器的便利性也很重要。
在这种情况下，包含软件工具的笔记本电脑或平板电脑应该能够通过点对点通信进行连接。这意味着用户只需要将HART调制解调器连接到模拟4-20 mA信号上，就可以进行点对点的通信，每次一个仪器。
使用有多个定位器的总线系统需要不同的方法，用户应该连接到网络中的一个点，在那里他们的通信设备可以扫描环路上的所有设备。
远程IO能力在这里很有用，所有设备都连接到一个集中的IO单元，允许用户一次扫描整个网络。然后，用户可以按照自己的意愿从一个中心点与每台仪器通信。这也是可能的多路复用类型的设置。
适当的定位器安装
安装套件用于将定位器附接到致动器，并将定位器附接到致动器到控制阀通常是高度专业化的过程。该过程称为“阀门自动化”，因为它涉及通过连接和添加定位器来自动化阀门。
取决于致动器的结构和类型，安装套件将由支架组成，以将定位器固定到致动器和联接器或小杠杆臂和相关联的连接，以将致动器的运动连接到定位器。
安装套件的选择取决于定位器附接到定位器的特定致动器的制造，模型和物理结构。
该安装组件有两个功能:它通过支架将定位器固定在执行器上，同时确保定位器能够检测执行器的运动，并知道执行器和阀门的位置。
它通过定位器上的反馈轴来实现这一点，通过耦合或连杆连接到致动器的运动。
安装组件的选择取决于执行机构的类型。与线性式执行机构，安装套件由支架，一个小杠杆臂和一些小的连接件，以转换阀门的运动到定位器。
在安装定位器方面，旋转式执行器是一个更简单的设置，只需要一个支架和一个联轴器。当潜在用户关注控制阀套件时，安装套件的成本往往被忽略，但安装套件的成本通常在200至300美元之间。
虽然所需安装组件的类型取决于执行机构的特定制造、型号和设计，但在阀门自动化方面也有一些行业标准。这些标准目前并不常用，但它们的使用正在增加。
这些标准的示例包括Namur或DIN IEC，由此致动器的构造是根据可以附接定位器的附件的方式定义的。当然，符合这些标准和执行器的阀门的自动化类型比使用不符合行业标准的执行器更容易。
控制阀组件可以通过多种方式提供给客户，其中最常见的是由控制阀制造商或分包组织提供的完整组件。
控制阀制造商生产阀门和执行器，虽然制造商可能也可能不生产自己的定位器，但他们向客户提供整个控制阀套件。该组件包括阀门、执行机构和定位器，这些组件已经安装和测试。
这种方法对于不需要担心安装套件的客户非常方便，因为这项工作已经由他人完成。
即使在购买预包装解决方案时，也要注意可以指定所使用的定位器类型，选择高端或高性能的定位器可能是谨慎的，或者根据应用程序选择价格较低的低端定位器。
如果定位器没有所需的功能，则未指定控制包可能会导致失望。使用定位器选择控制阀封装的另一种方法是接触局部阀门车间。这些网点专注于为客户提供控制阀包。
或者，客户可以用不同类型的定位器替换执行器上的现有定位器，这可能需要一个新的和不同的安装套件。所有这些情况都要求客户仔细权衡定位器和安装套件的选择。
要从最先进的数字定位器获得最佳性能，并确保数字定位器能够完成其工作，需要将阀门运动和运动精确转移到定位器，以便定位器知道阀门的位置。这是通过安装套件完成的。
安装套件设计良好并适合安装套件，因为安装件中的任何死区，连杆或耦合都会产生不利影响定位器的性能。
数字定位器的资产监控和优化
客户和终端用户越来越需要利用智能技术，更好地提供有关该领域正在发生的事情的信息。典型的例子包括通过4-20 mA信号线连接调制解调器的平板电脑或计算机，该调制解调器正在与现场仪器通信。
这也可以嵌入到DCS系统中，这意味着该软件将作为能够处理HART io类型功能的DCS的一部分运行。
FieldComm组有一些新的行业指南 - 一个集团定义通信协议以及仪器应该如何与其他乐器，基于云的系统和控制器通信。
Field Device Integration (FDI)是一项快速发展的技术，它是FieldComm集团开发的标准化技术。这些工具可以方便地配置、调试、诊断和维护HART仪器和其他现场总线或Profibus类型的设备。
该功能工具方便了现场仪器的快速扫描，允许用户轻松地将数据转移到平板电脑或计算机上，以及离线和在线设置设备。同样的工具还可以用于设备运行状况报告，使其成为主动和预测性维护功能的理想资产。
ABB提供了现场信息管理器(FIM)工具，这是一个单一的设备、工具和软件驱动程序，设计用于设置设备和诊断。
可提供全面的诊断功能，但控制阀类型应用的最重要的诊断考虑之一是随着时间的推移预测定位器的旅行计数器的预测维护。
例如，监视中风计数器，过去关于超时的问题，设定值的问题以及发生了多少次。考虑使用受控偏差来评估组件内的潜在问题，例如摩擦和划分也很重要。
软件工具允许用户查看所有这些预测性维护选项，检查当前操作条件并根据该信息进行决策。
主动维护类型通常更全面，这些工具可以在定位器的记忆中包括直方图，以提供阀门泄漏的信息。
如果隔膜或活塞泄漏，主动维护工具可以提供有关阀门的插头磨损或种子磨损的信息，组装的响应时间，速度超过位置或阀门签名。
监控所有这些因素和潜在问题，可以让用户做出决定，并能够在发生故障之前进行修复，从而导致阀门被从管线中取出。
这使得维护可以以更易于管理的方式进行，例如，在定期维护间隔期间进行，而不是在可能导致整个流程停止的紧急关闭场景中进行。总的来说，这些功能允许用户扩展控制阀的可用性，使其尽可能长时间运行而不会出现问题。
总结和结论
数字阀位有潜力极大地改善阀门性能和运行，同时降低运行成本。
大多数组织都希望为其控制循环进程实现许多考虑因素和目标。提高控制阀精度是必不可少的，因为这将降低过程变异性。
反过来，这导致了对原材料的节省，提高了项目的盈利能力或最终产品产量。亚博网站下载指某东西的用途数字定位器可以帮助确保这个准确性。
控制阀总成的稳定性非常重要，因为它减少了阀门上的磨损。随着时间的推移，阀门越稳定，填料、隔膜、o形环和其他部件的磨损就越少。
稳定、准确的阀门控制有助于提高控制阀总成的可用性和延长寿命。
阀门保持在其最佳性能下延长，控制阀的维护间隔之间的时间间隔越长，导致阀门必须采用操作时的成本效增。
也可以通过采用空气消耗量非常低的技术来实现显着的节省。压缩空气是一种昂贵的商品，通过减少空气耗材装置的损失，定位器可以降低该成本。
在选择数字阀门定位器时，这里列出的所有因素都很重要，潜在用户必须根据他们的目标评估这些因素，确保选择适合阀门和工艺控制。
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