數字電氣閥門定位方法

　　電氣閥門定位器的基本功能是將控制中心輸出的調節(jié)閥閥位給定值與調節(jié)閥閥位反饋值之間的偏差，按照預先設定的算法去控制氣動執(zhí)行機構和調節(jié)閥開度(流量)，同時閥位反饋單元反饋實時閥位值，因此電氣閥門定位器與氣動執(zhí)行機構、調節(jié)閥組成了一個閉環(huán)回路。閥門定位器增大了氣動執(zhí)行機構的輸出功率，減少了信號傳遞的滯后，能夠有效克服調節(jié)閥移動中產生的摩擦力和閥芯不平衡力，提高了調節(jié)閥的精度。

　　近十年來，氣動執(zhí)行器技術領域的技術進步主要體現在閥門定位器方面的改進。發(fā)達國家的電氣閥門定位器已升級到基于電平衡原理，國內的定位器開始從機械平衡原理逐步向電氣平衡過渡。數字電氣閥門定位器以微處理器為核心，具有調節(jié)閥整體的多種流量特性以及自動調校、人機交互、工作參數組態(tài)設置、故障診斷等一系列技術特征，與傳統(tǒng)的基于力平衡原理的電氣閥門定位器相比，其技術指標前進了一大步。

　　數字電氣閥門定位器的體系結構雖然日臻完善，但是仍有不足之處。首先，控制系統(tǒng)以調節(jié)閥固有流量特性為設計依據，而調節(jié)閥投運后所處的實際工況與固有流量特性測試條件相距甚遠，無視調節(jié)閥工作流量特性畸變的客觀事實，必然導致控制品質的下降;其次，調節(jié)閥閥位采用5接點開關控制算法，雖然具有良好的魯棒和快速動態(tài)響應性能，但存在閥位穩(wěn)態(tài)跟蹤精度欠佳的缺點。此外，人機交互中鍵盤輸入方式的故障率較高，閥位移/電氣轉換采用接觸式電位器的穩(wěn)定性和可靠性差強人意。一旦故障排除則調節(jié)閥全關(氣關閥)或全開(氣開閥)，不僅使氣動執(zhí)行器工況劇然波動，而且就整個控制系統(tǒng)而言無疑也是重大干擾，甚至引進安故事故。

　　該項發(fā)明的目的是提供一種數字電氣閥門定位方法。數字電氣閥門定位方法通過Fuzzy-PI雙模無擾切換方法控制調節(jié)閥開度，誤差較大時采用Fuzzy方法，誤差較小時則采用PI方法，Fuzzy-PI雙模無擾切換方法是由Fuzzy-PI判別模塊選擇，Fuzzy-PI雙模方法結果由無擾切換模塊處理后，以不同寬度的脈沖形式輸出至I/P電氣轉換單元的固態(tài)繼電器G3F/G3FD，控制壓電閥的占空比;無擾切換模塊消除了Fuzzy-PI模式切換時對調節(jié)閥開度以及控制系統(tǒng)的干擾。通過閥工作流量特性畸變的校正，使校正之后的工作流量特性與控制系統(tǒng)設計時所依據的閥固有流量特性吻合方面改善了控制系統(tǒng)品質，另一方面調節(jié)閥能在較低壓降比下運行，可大大降低能耗。Fuzzy-PI雙模無擾切換算法，兼顧了閥位控制對動靜態(tài)兩方面指標的要求，無擾切換模塊確保兩種模式切換時不會對閥位和控制系統(tǒng)造成干擾。觸摸屏和無接觸式磁敏電位器的應用，則提高了閥門定位器的穩(wěn)定性、可靠性和定位器的氣密性;解卡操作時提供的由用戶選擇釋放或部分釋放膜頭壓力功能，消除了安全隱患，進一步改善了閥位和控制系統(tǒng)的控制品質。