DVC6200系列阀门定位器的工作原理和应用

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1、FIELDVUE1 DVC6200系列阀门定位器的工作原理和应用李宝华摘要：FIELD VUE DVC6200系列阀门定位器是FISHER新 代馮性能的阀门控制器，以响应山场需求和 秤代DVC6000系列，苴综介现冇系列的技术特长，采用经5万台DVC2000系列验证的II：接触式阀 位反馈测杲和DVC6000系列隔爆/本安壳体以及气动架构，采用延续现有在板微处理器、应用软件 和功能模块的电子部件，并L能适应所有安装连接模式，支持主流现场总线通信及使用械入式AMS ValveLink预测性维护，便系统集成，仃着高适用性和高可靠性，可为用户提供更多的利益。关键词：DVC6200系列；阀门定位器；作

2、原理；应用。引言艾默生过程管理费希尔阀门部（ENIERSON-Fisher）是研发数字式智能阀门定位器的领军厂家，i 20 年前的1992年推出第一款FIELDVUE DVC （Digital Valve Controllers数字阀门控制器，简写DVC）,币: 点在工位控制仪丄扩展控制和诊断功能，先厉仃DVC5000系列、DVC6000系列、DVC2000系列，目前市 场占仃处超过100力台。在2009年，FISHER又推出新一代高性能FIELDVUE1 DVC6200系列，用以响 应市场盂求和替代DVC6000系列，乩综介已冇系列的技术特长，采用经5力台DVC2000系列验证的IF接 触式

3、阀位反馈测吊和DVC6000系列隔爆/本安壳体以及气动架构，解决了 DVC6000系列阀位反馈机械连接 结构复朵故障率高和DVC2000系列仅何本安型致使GX型控制阀无一体化隔爆型阀门定位器的问题，同 时延续DVC6000系列现仃在板微处理器、应川软件和功能模块的电了部件和VP电气转换器、气动放大器 的气动部件，并H能适应所冇控制阀安装连接模式和育行程范用0-6.35-606mm、角行程范W 0-45-90 :支 持HART1 （包括使用无线技术Wireless HART*FOUNDATION 现场总线（FF）、Profibus-PA现场总线 通信和FDT.DTM及使川嵌入式AMS Valve

4、Luik进行预测性维护，便系统集成，仃着高适用性和高町靠 性，可为用户提供更多的利益。图1 DVC 6200系列阀门定位器安裝在NSHER控制阀结构组成DVC6200系列为模块化结构，部件数杲少并可快速更换组合，其组成见图2：有独工隔离的接线盒、 坚同的壳体（帯阀位测彊槽和霍尔传感器）、型封的电子模块（在板微处理器的印刷电路板部件）、模块卑 座组件、传统的I/P电气转换器、单双输出的气动放大器、有3个压力传感器和气动放人器位置反馈,压力 表（最多3只）和外盖。DVC6200系列将原DVC6000系列中DVC 6010、DVC6020. DVC6030优化介成 为GX型控制阀专用外壳和其它通用外

5、壳两种，与阀杆连接的阀位反馈矽铁组件（何9个规格可选）在测 最槽内滑动，非接触式测最，最人直行程可达6061WU （24英寸）。图2 DVC 6200系列阀门定位器給构图工作原理DVC6200 系列支持 HART、Ff、Profibus-PA 主流现场总线通信。DVC6200 住为 4-20111ADC+HART 二 线制回路供电并提供控制信号(等效阻抗550欧姆，最人端电ffi 11VDC)； DVC6200fg用于FF基金会现 场总线和DVC6200p型用J- Piofibus-PA现场总线，均为9-32VDC总线供电和受控数字信号。DVC6205型 及DVC6205f熨和DVC6205p

6、型为分体式结构，配用独芷安装的DVC6215型阀位传感器。DV6200系列壳 内选装压力表，还可选集成空气过滤减压阀、集成限位开关、集成阀位变送器。另冇DVC6200SIS专门认 证用J：安全仪表系统。DVC6200系列的定位控制指标为0.5%的独芒线性度。参见图3,以DVC6200系列4-20mADC+HARTI双作用输出的阀门定位器为例说明其工作原理。图3 DVC 6200系列阀门定位器匸作原理图从控制器或控制系统來的输入控制信兮(4-20mADC+HART)经过传输信兮电缆接到接线盒，二线制 回路供电并控制。控制阀阀杆或转轴上连接的阀位反馈磁饮组件在売体测磺槽中滑动由霍尔传感器检测出 阀

7、位信兮。电子模块的在板微处理器读取输入控制和阀位反馈信兮，经数字运算处理并转换成模拟乗的控 制報动信号给DP电气转换器的电磁线圈。当输入控制佶号堆加，出现定位吊:值偏差，运算后使驱动倍号壇 加、I/P电气转换器的气动输出增人，并由气动放人器功率放人,提供两路气动输出,输出A的气压增加而输出E的气压减小。输出A为止向输出，被用双作用和单作用的正作用场合。阀门定位器的气斥输出加 到气动执行机构I-推动控制阀动作，阀杆位置变化（例如向下移动），阀位反馈磁铁组件随Z在充体测届構 向卜滑动，霍尔传感器检测出阀位变化，信兮送给电子模块，直到阀位到达与输入控制信号相-致的正确 阀位上，偏差趋零，P电气转换器

8、上驱动信兮随Z稳定，气动放人器输出气床随之稳定，一个定位控制过 程结束。若用正向单作用时，只使用输出A,而输出B堵住。参照图4进一步说明I/P电（转换器的工作原理。干净无汕的仪衣空气经恒卩流几（恒疋V阻）到喷嘴, 衔铁连接的捋板与喷嘴间的缝隙为可变气阻。沖增加驱动信号流经电磁线圈时，吸引衔铁动作，衔铁带动 描板使其靠近喷嘴，引起喷嘴背斥増加即送到气动放人器的气斥信兮増加，最终阀门定位器输出气压増加（双作用时输出A増加和输出E减小）；反Z亦然，当减少驱动信号时，通过电磁线圈使衔铁/挡板远离喷 嘴，使其背压减少，气动放人器输出减少。（b）增加牡为仁号加到丨P钱更节流孔气动*（P；气动放大器电組线B

9、B戻性连接图1 DVC 6200系列L P电（转换器1】作脈理图DVC6200系列的气动放人器冇三种选项：A为双作用输出，C为单作用正向输出、E为单作用反向输 出。气动输出能力和稳态耗气吊都与气源斥力有关，随其变化而变化。气动输出能力较人，气源床力140kPa 时为lONmli、550kPa时为29.5Nm/h。稳态耗气G也较人，气源140kPa时为O.38Nn?/h、550kPa时为 1.3Nm3/h,相比其它厂家的智能型阀门定位器的稳态耗气最兴了许多。DVC6200系列内置有三个乐力传感器，用气源压力、输出A压力、输出E压力的测斎，还冇气动放 人器的位置反馈，都用以及阀门定位器状态监测、故

10、障诊断和预测性维护。DVC6200系列町I校准和现场快速校验、口定义特性、门动进行监测和诊断。通过提高正向增益（快 速响应阀位变化，减少死区和延迟时间）和小回路反馈増益（以阀位响应速度反馈來调整超调吊）來提高 对执行机构/控制阀的动态响应以及控制精度，参见图5。在闽位传感器失效故障时，DVC6200系列口J启动 压力反馈继续进行控制。图5 DVC 6200系列阀门定位器方块图DVC6200系列支持使用HART、WirelessHARTx （无线技术，需配置智能无线THUM适配器）、 FOUNDATION 现场总线（FF）或PROFIBUS*通信协议。嵌入式AMS ValveLink软fl町在过

11、程控制系统 中提供完整的诊断功能，ValveLuikDTN1软件可用J：任何FDT/DTM架构的系统。阀门定位器诊断软件版本 仃AC （自动校验）、HC （DVC6200的HART通信）或FC DVC6200f的FF现场总线通信）、AD （高级 诊断）、PD （性能诊断）、ODV （最优化数字阀门）。表I列出DVC6200各版本层级功能。衣1功能诊断広级ACHCADPDODV自校准VJ/ VVV门定义特性J V/ V触发通信J Vi Vt V1 V报警J V/ V/ V/ V阶跌响应.驰动信号洌试和动态死区/ V1 V/ V高级诊斷（控制網初生值i V/ VV性能调鳌/ V/ V/ V行程控制

12、以力何馈i V1 V/ V气渾圧力传感器I V/ V1 V性能诊斷1 V/ V电磁阀测试V超前/延迟设定点过滤誥J部分行程测试（PST）/ V安装DVC6200系列可方便地集成安装在Fisher GX型控制阀的执行机构上、直接安装或分体式安装到Fisher 直行程和角行程执行机构上、也可以安装到符合IEC60534-6-1. IEC60534-6-2. VDI/VDE3845标准和 NAMUR规范的K它品牌气动执行机构上。根据安装盂要和不同行程范用，提供两种阀门定位器壳体（图6） 和四个式样的9种阀位反馈磁铁组件，以及不同的安装底板和长行程用的转换机构。图6 DVC 6200系列阀门定位器壳休

13、和安装调试在控制阀及气动执行机构正确安装、阀门定位器正确安装和电/气连接Z后，才能进行阀门定位器的调 试。DVC6200系列的调试可使用点对点的现场通信手操器、通过AMS ValveLink软件的点対点通信和系统 集成方式的通信，用户界面町选择现场通信手操器375型/475型、ValveLuik Mobile移动版、ValveLink标 准版和AMS ValveLink Snap-ON以及其它系统集成。DVC6200系列出厂时已冇缺省设置，耍根据应用控制阀及气动执行机构情况在离线和解除写保护时具 体进仃参数设翁。由改进了阀位反馈连接，DVC6200系列校烷时不需要调榕机械交义点，调试I卜常简甲

14、 用回路信号进行自动行程校验时，只要加电给4mADC以上电流信弓即可，选择I动行程校验一步即可完成。例如使用475型手操器进行调试,若在线的DVC6200 HART类型（软件HC以上版本）与475已连接，在 475触屏主菜单上按HART图标就会I动进入HART Application （HART应用）的Onlme （在线）菜单，若 没连接好，則回到HART应用菜单在线菜单里依次选择Configure / Setup （校验/设置）” -Calibrate （校验）” -* Travel Calibration （行程校验）” 一 MAutoTvlCalib （自动行程校验）”,确认后就立即开始

15、自动进行阀门行程校验。如果在规定时间内没勺完成自动校验，佇可能优化设置的不太合适，按热键后选择 *4Stabilize.Optimize （稳定/优化），再选择 “Inciease Response （增加响应）”或 “Decease Response （减少 响应）”整定参数，然后再进行门动行程校验。也可选择于动厅程校验“ManTvlCalib加相应电流信号逐 点进行。475仃中文版，界面更加友好。必要时可进行斥力传感器校验。选用双作用输出类型时，要进行气 动放人器的调整。me7 oMt敗I 0UNQA1I0N f UOKMlOn图7现场通信,操器结束语DVC6200系列冇着比DVC6000系列/DVC2000系列更好的技术性能和高可嶺性，阀位反馈卄接触式测 杲避免易膚损易松动易故障的破性机械连接，适用行程加人，应用广度拓展，维护杲降低，在定位控制 和状态监测、故障诊断的预测性维护以及支持多种通信方而具有一定的优势。2012.12.15参考文献1. Fisher Product Bulletin D103415X012 (Fisher3 FIELDVUE DVC6200 Digital ValveControUert 2012.62. Fisher Instruction Manual DI03409X012 .2012.8