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控制閥與定位器需如何連接？
發布于：2019/11/28 9:11:41 點擊量：550
引言
對于調節型的控制閥，配置閥門定位器已是用戶普遍選擇。閥門定位器與控制閥執行機構（主要是氣動執行機構）配合使用，可以改善控制閥的靜態特性和動態特性，克服閥桿的摩擦力并消除不平衡力的影響，實現控制信號對控制閥的準確定位，最終保證控制系統及工業過程的有效運行。在摩擦力大需要精確定位、緩慢過程需要提高控制閥響應速度、需要提高執行機構輸出力和切斷能力、分程控制和控制閥運行中有時需要改變正反作用形式、需要改變控制閥流量特性以及閥前后高壓差的場合，都適用閥門定位器。
國內外的調節閥生產廠家眾多，造成控制閥品種多、規格多、參數多。僅此連接的問題而言，目前只有SAMSON、ARCA、KSB及FISHER等一小部分制造廠家生產符合閥門定位器與控制閥連接標準的產品。文章結合相關標準和常用控制閥產品試對閥門定位器與控制閥連接的技術細節進行分析探討。
1 閥門定位器與控制閥的連接標準
對于閥門定位器與控制閥的連接，長期以來各個廠家各自設計配套，相互配用困難，有的連接結構也不太適合復雜現場環境、反饋部件和外管路繁雜、易碰損、抗震性差、維護不方便。歐洲國家尤其是德國很早就開始推動此項標準化工作。德國測量與控制標準協會（NAMUR）30多年前就制定有NE04標準，業內稱為NAMUR連接（NAMUR有一系列有關過程控制儀表連接的標準規范，國內控制儀表行業統稱之為NAMUR連接），基本解決了不同廠家的控制閥執行機構與閥門定位器相互組合、方便互換的問題；我國于2005年發布了等同于IEC的GB/T標準（GB/T17213.6-2005和GB/T17213.13-2005）并于2006年開始實施。而在德國，其德國工程師協會/德國電氣工程師協會（VDI/VDE）也發布有閥門定位器與控制閥連接的VDI/VDE3847標準和VDI/VDE3845標準，IEC60534-6-1《工業過程控制閥第6-1部分定位器與控制閥執行機構連接的安裝細節定位器在直行程執行機構上的安裝》，目的是構筑閥門定位器在執行機構側面連接的標準化，使各種閥門定位器能直接地或利用過渡支架安裝于直行程執行機構上，以滿足各種控制閥執行機構與閥門定位器能互換的要求。標準化安裝方式適用于鑄造支架、桿型（立柱）支架或某種中心管支架，結構規范了帶有安裝孔的凸緣（即NAMURNE04標準中的NAMURrib）、帶安裝螺孔的平面以及利用U形螺栓固定安裝板。其中，帶凸緣的鑄造支架結構的規范尺寸見圖1。
圖1 帶凸緣鑄造支架結構的連接尺寸（適用直行程執行機構）
IEC60534-6-2《工業過程控制閥第6-2部分定位器與控制閥執行機構連接的安裝細節定位器在角行程執行機構上的安裝》，適用于角行程執行機構，其基本結構和通用結構的規范尺寸見圖2、圖3、圖4。
圖2 角行程執行機構的連接尺寸（1）
圖3 角行程執行機構的連接尺寸（2）
圖4 角行程執行機構的連接尺寸（3）
德國VDI/VDE3847標準有兩個部分，其第1部分針對直行程執行機構提出三種情況的連接標準：直接安裝的集成連接方式、鑄造支架的連接方式、桿型支架的連接方式。帶有凸緣的鑄造支架連接型式也就是NAMUR連接。VDI/VDE3847第1部分中的鑄造支架和桿型支架連接方式是與IEC60534-6-1標準（GB/T17213.6-2005）基本相同的。第1部分中的直接安裝集成連接方式在IEC標準中并沒有，但其具有的隱藏的反饋連接、無需外部配管的內置氣路、很好的防碰撞抗震防護等特點，德國的控制閥和閥門定位器制造廠家基本都有符合直接安裝集成連接的產品，選型配置時也會優先選擇直接集成連接方式。
德國VDI/VDE3845是關于附屬設備（閥門定位器、閥位變送器、電磁閥等）與閥、執行機構連接的標準，其中：3.1節為適用于角行程執行機構的連接標準（所有德國廠家的角行程執行機構及以之相連接的閥門定位器都是按此標準設計連接）；4.1節為適用于直行程執行機構的連接標準。4.1節明確規定對于閥門定位器和閥位變送器與直行程執行機構的連接按IEC60534-6標準執行，只是對電磁閥連接的型式、尺寸有具體要求。在VDI/VDE3847中的直接集成連接的氣路連接塊部件上也規范有符合VDI/VDE3845有關電磁閥無管連接的接口（如集成共用底板的多電磁閥組排列安裝，其供氣口尺寸均符合NAMUR規范）。
2 閥門定位器與控制閥的連接細節
閥門定位器與控制閥的連接標準化，是對所有控制閥、執行機構、閥門定位器制造商都適用的通用標準，使得控制閥配置閥門定位器及附件時有更多的選擇和互補互換，但由于傳統產品升級換代進展緩慢也影響了標準的推廣。目前，全面按照閥門定位器與控制閥的連接標準設計定型產品的品牌廠家主要是德國的SAMSON、ARCA、KSB，而Fisher只在2004年推出的GX型直行程閥門上是符合連接標準的。相對來說，符合連接標準的閥門定位器產品比較普遍，全球知名廠家都已按連接標準化進行設計，都希望將閥門定位器配置到所有廠家的控制閥上，如SAMSON的373x系列/378x/3767/4763、Fisher的DVC2000/DVC6000、Masoneilan的SVIII、ABB（H&B）的TZID-C、MetsoNeles的ND9000，Siemens的SIPARTPS2、ARCA的827A，山武的AVP系列等等。
SAMSON執行機構品種規格齊全，其中既有同時提供符合IEC60534-6-1的鑄造支架側面凸緣接口和符合VDI/VDE3847直接集成接口的3277型氣動執行器（具有符合VDI/VDE3847的直接集成連接的執行機構由于規范的支架尺寸和內置氣路等原因，膜室尺寸受到結構限制，3277型膜片有效面積最大到700cm，2共有6種尺寸）；也有從120到2*2800cm有效面積、結構為符合IEC60534-6-1鑄造支架側面凸緣的3271型氣動執行器（有7種尺寸），對角行程執行機構符合VDI/VDE3845，連接細節參見圖5。
圖5 Samson的3730系列閥門定位器安裝示意圖
ARCA的812系列執行機構在結構上具備符合IEC60534-6-1的鑄造支架側面凸緣（NAMUR連接）接口，并利用凸緣及符合VDI/VDE3847規范部件進行直接集成，配用閥門定位器靈活方便。812系列尺寸只有320cm和720cm兩種（由于ARCA連接形式與Simemens連接形式相同，此處不再累述）連接細節參見圖6。
圖6 Siemens的SIPARTPS2閥門定位器按照IEC60534-6-1連接
3 結束語
值得一提的是，Fisher憑借龐大的用戶群，在DVC2000/6000系列用戶群中不斷的進行技術積累、創新，目前已將現在市場上的主流閥門制造廠家執行機構種類、尺寸等分別建立了詳細的數據庫，形成了模塊化的安裝方式。若用戶需使用DVC系列定位器替換已故障的其他品牌定位器，用戶只需將現場執行機構型號進行確認，便可在FISHER提供的數據表中找到相對應的定位器安裝套件代碼，這一點是非常值得肯定的。
閥門定位器與控制閥的連接標準化是發展趨勢，是控制閥模塊化設計和數字化智能定位器推廣應用中一個不可忽視的部分，它解決了不同制造廠家的閥門定位器與控制閥/執行機構之間的連接問題，使互換組合成為可能，極大地方便了用戶。
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