ABB定位器

ABB定位器總部設在瑞士蘇黎世，其生產的過程自動化產品廣泛套用於石油、電力、冶金、造紙、水處理等行業。ABB定位器幾乎涵蓋了所有的自動化工業領域。其核心領域裡被公認為“全球巨人”。ABB定位器的引進，為現場執行器的數位化通訊，全廠的一體化管理通過了先進的工具。ABB定位器突破傳統的概念，採用TEIP11作為核心部件，結合微處理技術，內置通訊功能。通過安裝，適合轉動型及直行程閥門的控制，定位精度高，行程範圍大：直行程：20～150mm，轉動型：達125度。氣容≥13.5kg/小時，氣耗≤0.03kg/小時，通過自動零點/量程的調整，簡化調試。

基本介紹

• 中文名：ABB定位器
• 總部：瑞士蘇黎世
• 涵蓋領域：所有的自動化工業
• 稱呼：全球巨人

參數

ABB定位器總部設在瑞士蘇黎世，其生產的過程自動化產品廣泛套用於石油、電力、冶金、造紙、水處理等行業。ABB定位器幾乎涵蓋了所有的自動化工業領域。其核心領域裡被公認為“全球巨人”。ABB定位器的引進，為現場執行器的數位化通訊，全廠的一體化管理通過了先進的工具。ABB定位器突破傳統的概念，採用TEIP11作為核心部件，結合微處理技術，內置通訊功能。通過安裝，適合轉動型及直行程閥門的控制，定位精度高，行程範圍大：直行程：20～150mm，轉動型：達125度。氣容≥13.5kg/小時，氣耗≤0.03kg/小時，通過自動零點/量程的調整，簡化調試。業領域。其核心領域裡被公認為“全球巨人”。ABB定位器的引進，為現場執行器的數位化通訊，全廠的一體化管理通過了先進的工具。ABB定位器突破傳統的概念，採用TEIP11作為核心部件，結合微處理技術，內置通訊功能。通過安裝，適合轉動型及直行程閥門的控制，定位精度高，行程範圍大：直行程：20～150mm，轉動型：達125度。氣容≥13.5kg/小時，氣耗≤0.03kg/小時，通過自動零點/量程的調整，簡化調試。採用感測器技術進行溫度及位置補償，具有抗振動能力高達10g，10～150Hz；溫度範圍-40～+85°C的卓越特點。通過HART或Profibus/FF通訊接口，建立現場與控制室的實時聯繫，可進行參數調整，狀態監控。自由組態的輸出特性，最大程度地改善球閥/碟閥的輸出特性，可採用廉價的球閥/碟閥+智慧型閥門定位器同時達到關斷閥與調節閥的特性。

概述

ABB定位器的核心是微處理器控制CPU，所有程式的處理運算皆在此。輸入信號及位置反饋經過4000步12位，20ms採樣的A/D轉換後進行處理。從而保證了信號處理的精度及快速性。CPU的供電直接取自輸入信號。

操作程式包括用於自動調整參數的自整定過程，及自適應程式，用於精巧定位的最佳化控制操作。帶3/3位氣動開關的電氣轉換氣驅動電氣調節閥。從CPU發出的定位電信號成比例子地轉換成氣信號，也就是成比例地調節3/3氣動開關。氣體從定位器輸出至氣動執行器太氣體的排放均成比例地調節。當達到設定定位值，3/3氣動開關在中間位置關閉。

ABB定位器配有內置的操作鍵盤，包括一排LCD顯示和3個按鍵。操作鍵盤的設計是基於在操作過程中最佳化就地組態，調試及監視。此外，ABB是一標準雙線制裝置。供電電壓產生4～20mA信號。不需要外界電源。當定位器採用工廠設定值工作時，可在無任何數字通訊的情況下使用。如需要通訊，可以通過RS232接口和LKS適配器進行通訊或在4～20mA信號上調製通訊。

功能原理

ABB定位器有一個堅固的鋁殼並且有一個獨立的接線盒，分開的模組都在下面。旋轉執行機構帶有100°角的凸輪。執行機構的運動帶動定位器的旋轉軸。通過一個感應式非接觸體感應器來掃描，旋轉的角度隨後轉化為電氣信號。位置感測器也包括一個測量箱內溫度的溫度感測器。凸輪不需要用戶替換。位置感測器，凸輪和CPU形成一個只能由製造商替換的調節單元。氣動輸出模組由一個引導級和一個作為主級的模擬3位3通閥組成。

引導級將電氣信號轉變為壓力信號。此過程由一系統來完成，系統由一個線圈磁鐵和一個噴嘴舌門組成。最終的壓力控制主級。除了兩個進氣和出氣位置，還有一個中間位置。在達到設定點後，閥切換到中間位置以使在主級沒有空氣損失。對於雙作用輸出可以有兩個主級。電氣單元讀如4～20mA輸入迴路設定點和由A/D轉換器變換的位置感測器來控制過程量。微處理器計算控制偏差並且將相應的校正信號輸出給氣動單元（如下圖）。

調試方法

對於旋轉執行機構，定位器有100°的操作範圍。定位器的旋轉軸體為傳動軸的延長部分直接安裝。首先，對供氣源（supply）和執行機構供氣（Y1/Y2）進行氣動連線，將選擇器開關設定到位置2（手動控制），接通氣源，檢查減壓閥後壓力是否符合執行器的銘牌參數要求（定位器的最大供氣壓力為7BAR，但實際供氣壓力必須參考執行器所容許的最大氣源壓力），接通4～20mA輸入信號。（定位器的工作電源取自輸入信口，由DCS二線制供電，不能將24VDC直接加至定位器，否則有可能損壞定位器電路）。根據接線端子圖以及設計要求進行相應的配線（一般只需+ll，-12）。

用手動方式打開/關閉閥直到到達停止位置，確保操縱桿自由地移動。開始自動行程操作，按如下進行：先切換到操作形式2級，同時按UP和DOWN鍵保持，短暫地按RESET鍵，等一會直到顯示的從3到0的到計數完成。放開UP和DOWN鍵，等大約2~5分鐘直到完成自動行程。自動形成操作一結束，形成就以百分率和閃光的冒號在顯示器上顯示。按RESET鍵3秒以在永久性存儲器中保留測量值（EEPROM）。

使設備返回到操作形式1級，確保旋轉開關在位置0或1（自適應控制或固定控制）。自動行程功能確定閥停止和調節控制參數，在此功能成功地運行後，定位器將切換到控制形式。

如果自動行程功能失敗，則要檢查供氣壓力，通過手動作用檢查定位器正確的操作範圍。如果閥有振動達到趨勢，增加不工作區域（建議值0.5%～1.5%）。

套用

加熱爐區控制煤氣流量的儀器就是ABB定位器。控制流程如圖1。定位器的作用使檔板按照運行人員的意願動作，使被調對象達到要求的範圍，使設備達到安全運行。具體是操作人員在CP1，通過手操器（能夠指示從現場執行機構反饋回來的閥位信號，並能將此信號傳送至智慧型調節器）將4～20mA的模擬量信號輸入給定位器（定位器的旋轉位移與4～20mA的輸入信號成正比，即4mA對應定位器旋轉0°讓檔板關閉，20mA對應定位器旋轉90°，讓檔板完全打開）。同時，手操器上顯示閥門開度的大小與定位器上的LCD顯示大小相一直。手操器與定位器的接線如下圖2。

原因及解決

存在問題：（1）因為加熱爐燃燒控制特殊，煤氣管道中焦油含量高，常使檔板粘粘在一起，使定位器的旋轉力量帶不動其所連線的檔板，所以，定位器控制的檔板出現了打不開、開不到位、或關不閉，閥動作不靈敏等現象。（2）定位器長時間頻繁的運行動作，使之內部的元氣件性能降低，出現了回響時間長，定位不精確等問題。使被調工況超出允許範圍。

解決方法：（1）首先，對檔板進行了清洗。（2）進行了閥範圍的調整（如圖3）。在定位器範圍之內的預定範圍可打開或關閉一個閥。閥範圍限制閥的行程運動。所以進行閥範圍的重新調整，以獲得新的閥範圍，而為行程範圍設定的百分率不變，所以對生產工藝中的控制量沒有改變。（3）對閥作用參數的調整。因為，閥作用參數體現輸入電流和閥運動方向之間的聯繫。如閥作用是正向的，閥體會隨著增加的輸入電流打開，在控氣和閥的移動方向之間的聯繫與制動器的彈簧作用無關。（4）對不工作區域進行調整。不工作區域確定精度，用這種精度對閥位置進行校正以達到設定點。以及改變關閉值。關閉值是輸入電流的一個確定比率，閥上的輸入電流設定到他的零點位置，也就是說在不修改特性曲線其他部分的情況下，將由“設定點範圍”確定的特性曲線在某一段上被截斷。還通過將旋轉軸順時針或逆時針轉動，指出是否將閥的零點位置被設定到旋轉軸的停止位上。（5）對彈簧作用的執行機構進行調整。因為，通過氣動輸出Y1將空氣排出後，彈簧作用執行機構通過參數確定旋轉軸的位置，影響到閥動作。

結束語

ABB定位器能夠滿足生產運行的要求，並且工作狀況穩定，故障率底，調節特性靈敏。通過對定位器的調整使已下線的定位器重新上線，並且運行情況穩定。不僅節約了成本，而且保證了加熱爐的燃燒控制。