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用于流体动力执行器的数字定位器

来源：上海自动化仪表有限公司作者：发表时间：2018-11-30 08:59:51【小中大】

数字定位器

气动和液压执行器通常在无数的过程应用中操作阻尼驱动器，流量阀，真空控制器和其他设备。然而，在这些任务中使用的传统开环定位器和闭环数字定位器之间可能存在相当大的性能差距。上海自动化仪表十一厂的总裁解释说，问题在于开环控制器应用单一控制命令。没有反馈的好处，用户只能假设准确的结果，因为不能保证控制努力具有期望的效果。

相比之下，闭环控制确保精确信息在从过程传感器到变送器，控制器和执行器以及返回的反馈回路中不断流动。上海自动化仪表十一厂工程师表示，通过这些定位器，这个“测量、决定、驱动”序列在受控变量发生变化的瞬间开始，并且在满足所需的过程条件之前不会停止。

闭环数字定位器控制气动和液压旋转或线性执行器，如气缸或隔膜操作器。（它们也可以与机电执行器一起使用。）

例如，在气动应用中，它们使用外部低压电磁阀来控制执行器的气流。这消除了在传统电气气动定位器中引起维护问题的凸轮，弹簧，挡板阀和孔口。电子模块比较控制器和位置信号，并且在不匹配的情况下打开电磁阀以供应流量并快速将致动器移动到设定点位置。这导致可靠的性能，因为致动器轴总是响应于相同的信号而移动到相同的位置，而不是像传统的定位器那样移动到力平衡位置。因此，定位器不受诸如执行器中的“静摩擦”或气压变化等不利条件的影响。

另一方面，开环定位器基本上是比例控制器，其中滑阀与信号变化成比例地打开。直到有足够的空气流入执行器才能达到分离力，才会开始执行器运动。这可能导致明显的延迟，控制器信号斜坡，过冲和振荡 - 所有这些都会损害系统性能。

快速获得并锁定在指定位置的能力在液压应用中也具有优势。这是因为定位器可以防止执行器轴移动，尽管由于系统中的流体流动而导致动态变化（通常是压力）。另一方面，传统的定位器可能使阀门位置响应于外力而偏离预期。

关键的反馈元素是传感器。上海自动化仪表十一厂工程师表示，一个非接触式磁力编码器连接在执行器轴上，可提供精确的数字位置信号，以控制闭环操作。该器件在编码器板上的阵列中使用分立霍尔效应传感器。磁扫掠臂响应轴运动并在阵列上移动，以便为每个增量的运动产生独特的二进制信号。传感器几乎不受冲击影响，信号不会因磨损或温度而漂移，从而有效地消除了在正常使用中重新校准的需要。类似地，来自线性传感器的位置信号可用于运行诸如动力缸之类的装置。

另一个好处是工作液不会进入定位器，因此灰尘或水不会污染操作。这与传统定位器不同，传统定位器需要连续排气才能操作，即使定位器没有移动执行器也是如此。（排出的空气从工厂压缩空气集管中抽出，通过典型的定位器并排放到大气中。）这会增加运营成本。此外，这种定位器具有相互作用的电子，机械和气动元件。排出的空气中含有夹带的水，油和污垢，这些污垢会污染这些元素并需要维护。

提供两种基本定位器模型。DLA模块可以远程安装（距离阀门最远2,000英尺），以避免电子设备受到振动，极端温度和恶劣或危险环境的影响。DLA显示阀门位置，确认执行器正常运行，以及手动超控以绕过控制信号。MCDLU模块安装在阀门上，编码器和电子元件安装在同一外壳中。

定位器可以直接调节和监控远程执行器以及开关阀，有或没有过程控制器。存储的程序提供现场可选的响应，例如失效打开或关闭信号或功率损耗，以及自定义响应，包括部分跨度和分割范围。据报道，设置和校准快速而直接。

重复性为±0.5％，工作温度范围为-50°至300°F，器件需要12-24 Vdc或120/240 Vac电源。

DLA和MCDLU装置已在各种苛刻的环境中使用超过15年。工程师说，大多数原始单位仍在使用中。DLA型号特别适用于恶劣条件，因为敏感电子设备位于恶劣或不方便的区域之外，例如难以到达的阀门/阻尼器执行器位置。只有编码器在执行器上。例如，有几个人在钢轧机中在远高于100°F的温度下操作热空气阻尼器。位置信号传输到位于300英尺以外的遥控器。DLA处理器还具有诊断功能，可以提醒和查明定位器或系统问题。其他典型应用包括用于真空动力缝纫和卷烟机。

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