工業過程扼制對氣動執行器的智能化要求一天比一天十分急切，而智能閥門定位器是成功實現氣動執行器智能化的關鍵附件。在場總線技術的迅疾進展和一天一天地走向完備，加速助推了智能閥門定位器產品的研討。在海外，FISHER、ABB、SIEMENS、AZBIL、SAMSON等企業已經出產成熟的智能閥門定位器產品，并廣泛應用于冶煉金屬、石化、電力等行業。國內的主導產品仍基于力均衡原理的機械式電氣閥門定位器，智能閥門定位器的開發尚處于初等階段，研發出的幾款數碼式閥門定位器不可以滿意在場總線及開放式扼制系統對智能閥門定位器的要求。開發高性能、高靠得住性和低成本的國產智能閥門定位器十分不可缺少，HVP系列智能閥門定位器就是在這一背景下而預設。不銹鋼球閥

  1 扼制系統總體結構

  在扼制系統中，調節器、定位器、執行器、變送器等構成了一個閉環扼制網絡

  扼制器總體結構概況圖

  中r是被調量的設定值，u是來自DCS系統調節器的閥位扼制信號，f是定位器的輸出信號，y是氣動執行器的輸遠門程，c是位置反饋信號，ym是被調量的實際勘測值。定位器對換節器過來的調節信號(4～20mA)與執行器反饋歸來的閥門位相信號施行比較，判斷其是否與預先期待的關系相般配，假如相般配，則定位器將執行器保持在此位置，否則將使執行器動作直到兩信號相般配，成功實現對閥門的非常準確扼制和定位。

  2 定位器硬件局部別設置計

  定位器硬件系統的預設框圖所示。

  定位器硬件系統框圖

  2.1 超低功耗電源電路的預設

  HVP智能閥門定位器是基于二線制4～20mA電流信號輸入形式，實際電路中需求取得一組扼制電路所需的電源電壓，這些個電源電壓均取自4～20mA輸入信號，故要求系統務必在極低的功耗下辦公。

  2.2 數值搜集和處置電路的預設

  智能閥門定位器需求搜集來自調節器的4～20mA扼制信號和閥位反饋桿反饋歸來的閥位信號，因為這個，為增長系統的群體性能，要求數值的搜集和處置具備精密度高、運算速度快、功耗低的獨特的地方。

  2.3 二線制儀表

  整個兒扼制系統的電源、扼制信號都來自于兩根導線上傳道輸送來的4～20mA環路電流，這就是所說的的二線制儀表。二線制儀表的最大獨特的地方就是電源和信號線共用兩根導線，整個兒儀表的供電均從扼制信號中提出取得，不運用不論什么其它外部電源。認為合適而使用二線制預設的優勢在于，系統能夠滿意工業過程扼制中基本的安全防爆要求，定位器辦公的安全性和靠得住性有所增長，定位器的運用范圍擴張，群體成本減低。

  圖3 二進制閥門定位器扼制單元構成

  3 HART通訊預設

  HART協議是基于Bell202標準通信基礎進步展起來的通信協議，運用頻移鍵控FSK(FrequencyShiftKeying)技術，將HART信號疊加在標準4～20mA過程扼制摹擬信號上，它成功地使摹擬信號與數碼信號同時雙向通信，而不互相干擾。HART還可以在一根雙絞線上以盡數字的形式通信，支持15個在場設施的多站網絡，況且能明白地描寫在場儀表的各項特別的性質。

  基于HART協議的智能閥門定位器扼制結構框圖

  由智能閥門定位器扼制結構(圖4)可以發覺，MCU與HARTModem的接口預設是成功實現HART通信的關鍵，只有在MCU與HARTModem之間成功通信在這以后，智能儀表能力變成具備HART功能的在場儀表，能力成功實現HART協議的長程通信和參變量組態等功能。

  4 系統關鍵技術

  4.1 輸入信號濾波電路預設

  因為工業在場背景普通比較卑劣，各種干擾較多，智能閥門定位器在此背景下正常辦公時需求有EMI抗干擾預設。EMC(電磁兼容)是指在有限的空間、時間和頻譜范圍內，各種電氣設施并存而不引動性能減退。一臺具有令人滿意電磁兼容性能的設施，應當既不受四周圍電磁背景的影響也錯誤四周圍導致電磁擾亂。輸入信號濾波電路(圖5)的運用要得智能閥門定位器可以在卑劣的工況下正常、牢穩的辦公，不受外界干擾的影響。

  圖5 輸入信號濾波電路

  4.2 DC/DC電源板塊預設

  智能閥門定位器的輸入僅為4～20mA電流信號而無另外的電源提供，但系統正常辦公時，需求一組電源電壓提提供系統各個局部，這就要求系統有電源改換裝置來成功實現IV改換。鑒于定位器的低功耗要求和扼制單元大小的限止，電源板塊的預設尤為關鍵。HVP系列智能閥門定位器認為合適而使用的是變壓器隔離DCDC，它能隨著負載的變動半自動調試占空比，因此能在較大的動態負載變動下維持極好的輸出牢穩性和極高的速率(可達85百分之百)。這個之外，它的整個兒辦公溫度范圍頻率變動不超過10百分之百，溫度的變動幾乎不影響其輸出電壓和速率。

  (1)能+羭縷取得。當總線電流通過DCDC板塊輸入端時，因為輸入端與7.5V穩壓二級管并聯，則進入了板塊的最小理想能+羭縷為W：W=7.5×3.6=27(mW)。變壓器速率約為70百分之百，所以最小理想能+羭縷約為W=27×70百分之百=18.9(mW)，那里面7.5V為穩壓二級管實際穩壓值，3.6mA為保障儀表正常辦公的最小輸入電流。

  (2)隔離變壓器。變壓器輸入電壓：Ui=7.5-0.3=7.2(V)(不思索問題變壓器內部電阻)，開關管電壓Uceo=0.3V。覺得變壓器為理想變壓器，則3V繞組輸出電壓：

  28V繞組輸出電壓：

  反饋電壓：

  那里面N為變壓器各繞組匝數，作別為48，22，180，8匝。

  HVP智能閥門定位器認為合適而使用的DCDC由自激電路、隔離變壓器、緩和沖突輸出3局部組成，涵蓋數碼電路電源輸出局部和驅動電路電源輸出局部(線圈扼制局部)。

  HVP智能閥門定位器組成

  5 結束語  不銹鋼球閥

  本文紹介了自主開發的HVP型壓電閥式智能閥門定位器。在克化借鑒海外同類產品的基礎上，自主創新，在國產化智能閥門定位器的研究制造方面作了考求和試驗，成功研究制造出了完整的具有通訊功能的智能閥門定位器扼制系統。預設了閥門定位器與HART協議的接口電路和通訊手續，要得閥門定位用具備在場總線的接口，可以成功實現在場或長程扼制，運用扼制室上位機或手操器可以對閥門定位器施行組態、調整和診斷。

  實踐證實，該系列定位器扼制系統的各項性能優秀，在某些方面(青灰填料閥門的扼制過程中，扼制效果表面化超過了一點海外產品)達到或超過了海外產品的性能。該系列產品現已經過國度有關技術鑒定，從2002年直到現在，HVP系列智能閥門定位器經歷了多次升班換代，不斷更新，現已有數萬臺定位器正在在場運用，主要散布在冶煉金屬、化工、電力、煉油等行業，已經變成國內智能閥門定位器的上層品牌。