October 18, 2024
バルブポジショナーは、構造に応じて、空気圧式バルブポジショナー、電気式バルブポジショナー、インテリジェントバルブポジショナーに分類され、制御バルブの主要な付属品であり、通常は空気圧制御バルブと組み合わせて使用されます。レギュレーターの出力信号を受け取り、その出力信号を空気圧制御バルブに制御するために使用します。制御バルブが動作すると、バルブステムの変位と機械的な装置を介して、バルブステムの変位が機械的な装置を介してバルブポジショナーにフィードバックされ、バルブの位置状態が電気信号を介して上位システムに送信されます。
バルブポジショナーは、その構造形式と動作原理に従って、空気圧式バルブポジショナー、電気 - ガスバルブポジショナー、インテリジェントバルブポジショナーに分類できます。
バルブポジショナーは、調整バルブの出力電力を増加させ、調整信号の伝送遅延を減らし、バルブステムの移動速度を加速し、バルブの直線性（リニアリティ）を向上させ、バルブステムの摩擦を克服し、アンバランス力の影響を排除することにより、調整バルブの正しい位置決めを保証します。
1.2.1 バルブポジショナーは、入力信号に応じて、空気圧式バルブポジショナー、電気式バルブポジショナー、インテリジェントバルブポジショナーに分けられます。
(1) 空気圧式バルブポジショナーの入力信号は標準的なガス信号であり、たとえば20〜100kPaのガス信号であり、その出力信号も標準的なガス信号です。(2) 電気式バルブポジショナーの入力信号は、標準的な電流または電圧信号であり、たとえば4〜20mAの電流信号または1〜5Vの電圧信号などです。電気式バルブポジショナー内部では、電気信号が電磁力に変換され、次にガス信号が出力されてトグル制御バルブに送られます。(3) インテリジェント電気式バルブポジショナーは、制御室から出力された電流信号をガス信号に変換して制御バルブを駆動し、制御バルブが動作するときのバルブステムの摩擦力に応じて、媒体圧力の変動によって生成されるアンバランス力を相殺し、バルブ開度を制御室から出力される電流信号に対応させます。また、インテリジェント構成を設定して、対応するパラメータを設定し、制御バルブの性能を向上させる目的を達成できます。
1.2.2 動作方向に応じて、一方向バルブポジショナーと双方向バルブポジショナーに分けられます。一方向バルブポジショナーはピストン型アクチュエータ用で、バルブポジショナーは1つの動作方向のみを持ち、双方向バルブポジショナーはピストン型アクチュエータの両側のシリンダーで役割を果たし、両方の動作方向で機能します。
1.2.3 バルブポジショナーの出力信号と入力信号のゲイン記号に応じて、正動作バルブポジショナーと逆動作バルブポジショナーに分けられます。正動作バルブポジショナーの入力信号が増加すると、出力信号も増加するため、ゲインは正です。逆動作バルブポジショナーの入力信号が増加すると、出力信号が減少するため、ゲインは負です。
1.2.4 バルブポジショナーの入力信号がアナログ信号またはデジタル信号であることに応じて、通常のバルブポジショナーとフィールドバス電気式バルブポジショナーに分けられます。通常のバルブポジショナーの入力信号は、アナログ空気圧または電流、電圧信号であり、フィールドバス電気式バルブポジショナーの入力信号は、フィールドバスデジタル信号です。
1.2.5 バルブポジショナーにCPUがあるかどうかによって、通常の電気式バルブポジショナーとインテリジェント電気式バルブポジショナーに分けられます。通常の電気式バルブポジショナーにはCPUがないため、インテリジェンスがなく、インテリジェントな操作を処理できません。インテリジェント電気式バルブポジショナーにはCPUがあり、関連するインテリジェントな操作を処理できます。たとえば、前方チャネルの非線形補正など、フィールドバス電気式バルブポジショナーは、PIDなどの機能モジュールを使用して、対応する操作を実現することもできます。
1.2.6 フィードバック信号検出方法によっても分類できます。
たとえば、バルブ位置信号の機械的リンケージ検出を備えたバルブポジショナー：ステム変位の変位検出のホール効果検出を備えたバルブポジショナー：バルブポジショナーのステム変位の検出の電磁誘導法など。
バルブポジショナーは、制御バルブの主要な付属品です。ステム変位信号を入力フィードバック測定信号として、コントローラー出力信号をセット信号として比較に使用します。2つに偏差がある場合、アクチュエータへの出力信号を変更し、アクチュエータを動作させ、ステム変位の量とコントローラー出力信号との間の1対1の対応関係を確立します。したがって、バルブポジショナーは、ステム変位を測定信号とし、コントローラー出力を設定信号とするフィードバック制御システムで構成されています。制御システムの操作変数は、アクチュエータへのバルブポジショナー出力信号です。
(1) 調整品質に対する高い要件を持つ重要な調整システムで使用して、調整バルブの位置決め精度と信頼性を向上させます。
(2) バルブの両端の圧力差が大きい場合（△p>1MPa）に使用します。ガス源の圧力を上げてアクチュエータの出力力を増加させ、液体がスプールに生成するアンバランス力を克服し、移動誤差を減らします。
(3) 調整媒体が高温、高圧、低温、有毒、可燃性、爆発性の場合、外部漏れを防ぐために、パッキンは非常にきつく圧迫されることが多く、バルブステムとパッキンの間の摩擦が大きくなります。このとき、ポジショナーを使用すると、時間遅れを克服できます。
(4) 調整媒体が粘性流体であるか、固形懸濁物を含む場合、ポジショナーは媒体のステムの動きに対する抵抗を克服できます。
(5) 大口径（Dg>100mm）調整バルブに使用して、アクチュエータの出力推力を増加させます。
(6) レギュレーターとアクチュエータ間の距離が60mを超える場合、ポジショナーを使用して、制御信号の伝送の遅延を克服し、バルブ動作の反応速度を向上させることができます。
(7) レギュレーターバルブの流れ特性を改善するために使用されます。
(8) 2つのアクチュエータを制御してスプリットレンジ制御を実行するレギュレーターには、2つのポジショナーを使用できます。それぞれ、低い入力信号と高い入力信号を受け入れ、次にアクチュエータの低レンジ動作、別の高レンジ動作、つまりスプリットレンジ調整を構成します。
一般的に使用されるアクチュエータは、空気圧アクチュエータ、電気アクチュエータ、直線ストローク、角度ストロークです。さまざまなタイプのバルブ、風パネルなどを自動的かつ手動で開閉するために使用されます。
Masoneilan Svi II 空気圧式バルブポジショナー
空気圧式バルブポジショナーは、空気圧制御バルブの重要な付属品およびフィッティングの1つであり、バルブの位置決めの役割を果たします。
空気圧式バルブポジショナーは、トルクバランスの原理に従って動作します。信号圧力P1がベローズ2を介して増加すると、メインレバー3がピボットポイントを中心に回転し、ノズルストッパー9がノズルに近づき、ノズル背圧が一方通行アンプ8によって増幅され、アクチュエータ膜室圧が増加し、バルブステムが下向きに移動します。そして、フィードバックレバーをピボットポイントを中心に回転させ、フィードバックカムも反時計回りに回転させ、ローラーを介して副レバー4をピボットポイントを中心に回転させ、フィードバックスプリングを伸ばし、メインレバー3とベローズで使用される信号圧力に対するスプリング張力によりトルク平衡が達成され、機器は平衡状態に達します。アクチュエータのバルブ位置は特定の開度で維持され、特定の信号圧力は特定のバルブ開度に対応します。上記の動作モードは正動作であり、動作モードを変更したい場合は、カムを反転させるだけで、A方向をB方向に変更するなどできます。いわゆる正動作ポジショナーとは、信号圧力が増加すると、出力圧力も増加することです。いわゆる逆動作ポジショナーとは、信号圧力が増加すると、出力圧力が減少することです。正動作アクチュエータは、負動作ポジショナーを取り付ける限り、負動作アクチュエータの動作を実現できます。逆に、負動作アクチュエータは、負動作ポジショナーを取り付ける限り、正動作アクチュエータの動作を実現できます。
空気圧式バルブポジショナー
空気圧式バルブポジショナーは、コントローラーまたは制御システムから4〜20mAなどの弱い電気信号を受信し、空気信号を空気圧アクチュエータに供給してバルブ位置を制御します。
空気圧制御バルブと組み合わせて、閉ループ制御ループを形成します。制御システムから与えられたDC電流信号は、調整バルブを駆動し、調整バルブの動作を制御するための空気信号に変換されます。同時に、制御バルブの開度に応じてフィードバックを行い、システム出力制御信号に応じてバルブ位置を正しく位置決めできるようにします。
空気圧式バルブポジショナーと空気圧アクチュエータは、自動制御ユニットと、さまざまな制御バルブがデバッグとインストールに接続され、空気圧制御バルブと組み合わされています。さまざまな産業自動化プロセス制御分野で使用されます。
DCSが現在、現場でますます使用されるようになっているため、多くのコントローラーが中央制御システムコントローラーで使用されており、中央制御から現場への4〜20mAの電気信号と、バルブの動作をより速く行う必要があります。
バルブポジショナーは、最初のガス/ガスバルブポジショナーから、電気/ガスバルブポジショナーの開発を経て、現在のデジタルバルブポジショナー、地域バスバルブポジショナーまでありますが、その基本原理と主な機能は大幅に変わっていません。
計装技術の発展に伴い、空気圧計装の分野は徐々に電気計装とコンピューター制御に占められており、現在では一部の特別な場合にのみ空気圧計装が使用されており、バルブアクセサリ“ポジショナー”として、元の空気圧バルブ（P / P）ポジショナーは、電気/ガス（E / P）バルブポジショナーに徐々に置き換えられています。“ポジショナー”も、元の空気圧バルブポジショナーから電気/空気圧（E / P）バルブポジショナーに徐々に置き換えられています。
では、電気/ガスバルブポジショナーの入力電気信号はガス信号に変換されますか？SAMSON 6111型電気/空気圧コンバーターを例に、その動作原理を紹介します（図1を参照）：
設計における空気圧パワーアンプ（8）; 入力信号が0mAの場合に、出力PAを100 mbarに維持するように適切なスプリング力（8.2）を選択し、定スロットルオリフィス（8.4）を介して出力圧力を維持し、ノズル（7）内に特定の背圧をかけます。
SAMSONの4763電気空気圧式バルブポジショナー（図2）を例として、ポジショナーの主なコンポーネントを図2に示します。
1. フィードバックレバー（1）2. フィードバックスプリング（6）3. フィードバックベローズ（7）4. 空気圧パワーアンプ（7下）5. 電気/空気圧コンバーター（21）
入力信号↑ → ポイントPeでの空気圧↑ → フィードバックエアボックス内のコネクティングロッド（9）が左に移動→ スプリング（6）を圧縮、バッフルプレート（10.2）がノズル（10.1）に近づく→ 出力空気圧↑ → バルブステム（エアオープンバルブの場合）↑ → スプリング（6）を圧縮→ フィードバックエアボックス内のコネクティングロッド（9）が右に移動→ バッフルプレート（10.2）がノズル（10.1）から離れる→ 出力空気圧（Pst）↓。フィードバックスプリングの力とフィードバックベローズの力が釣り合うと、バルブ位置は入力信号に対応する位置に維持されます。
B）位置決め
プロセス条件の変化によるバルブステム↑ → アクチュエータスプリングの圧縮→ スプリング（6）の圧縮→ フィードバックベローズ内のコネクティングロッド（9）の右方向への移動→ バッフル（10.2）がノズル（10.1）から離れる→ 出力空気圧↓ → アクチュエータからのスプリング力により、バルブ位置が元の位置に戻ります。
ゼロ点を調整します。入力信号が4mAの場合、バルブポジショナーの出力圧力は0.2MPaである必要があります。正確でない場合は、バルブポジショナーのゼロ調整ネジを調整できます。ストロークを調整します。入力信号が20mAの場合、バルブポジショナーの出力圧力は1.0MPaである必要があります。正確でない場合は、バルブポジショナーのストローク調整ネジを調整できます。調整後、ゼロ点とストロークが要求範囲内にあるかどうかを繰り返し確認します。ポインターがまだバルブが完全に開いていないか、完全に閉じられていないことを示している場合、一般的に調整バルブアクチュエータのストロークが十分でないため、バルブステムのロックネジを緩め、バルブステムをゆっくりと回して、バルブが要求される開閉位置に達するようにする必要があります。
1. バルブポジショナーに入力信号がありますが、出力がありません。
(1) ソレノイドアセンブリの故障。ソレノイドアセンブリの交換をお勧めします。
(3) 空気圧アンプバッフルのゼロ点調整が高すぎる、バッフルがノズルから離れています。
(5) 間違ったエアライン接続（アンプを含む）。
2. バルブポジショナーからの入力信号がなく、出力信号が常に最大です。
(2) ノズルの目詰まり。
圧縮空気回路が遅いか、出力圧力が調整バルブの膜ヘッドに損傷を与え、空気漏れが発生し、入力信号があるが調整バルブの動作が遅くなるという障害が発生し、調整バルブがタイムリーな調整の効果を達成できないため、膜室を確認し、ダイヤフラムを交換するための処理方法。
3. バルブポジショナーのリニアリティが悪い。
(1) ノズルまたはバッフルに異物があります。(2) フィードバックスプリングが詰まっています。(3) リンケージ機構が正しく取り付けられていません。(4) カムの選択が間違っています。(5) フィードバックベローズにわずかな空気漏れがあります。
