数字式电气阀门定位器简介及技术比较1阀门定位器阀门定位器是控制阀的重要附属装置，实质上是一个定值控制的闭合回路，它与气动执行器配套使用，可以改善控制阀的静态特性和动态特性、克服阀杆的摩擦力和消除不平衡力的影响，实现控制阀根据控制信号的准确定位，最终保证控制系统及工业过程有效运行。
阀门定位器适用于：· 摩擦力大，需要精确定位的场合；· 缓慢过程需要提高控制阀响应速度的场合；· 需要提高执行机构输出力和切断能力的场合；· 分程控制和控制阀运行中有时需要改变正反作用形式的场合· 需要改变控制阀流量特性的场合；· 高压差的场合按照阀门定位器设计结构和工作原理可分类为： 1.气动阀门定位器2.电气阀门定位器3. 数字式电气阀门定位器（也称为智能电气阀门定位器smart positioner ）数字式电气阀门定位器是采用微处理技术和功能模块的新一代高性能电气阀门定位器，具有自校准自适应自诊断功能和免维护运行，也分带通信类型（HART 、Profibus-PA 、FF）和不带通信类型。
阀门定位器的生产厂商很多，系列/型号繁杂，但能提供高性能数字式电气阀门定位器的还不多，目前主要有：samson的378x型373x系列、Fisher的DVC2000/DVC5000/DVC6000 、Foxboro-Eckardt 的SRD960/991、Siemens的SIPART PS2、Masoneilan 的SNI II 、ABB（H&B ）的TZID-C 、Metso Neles 的ND9000 、Yamatake 的SVP3000 、Yokogawa 的FVP 、Keystone 的EPP100/200、Burkert 的8635/1067 、等等，部分厂商的数字式电气阀门定位器外观见图1。
2S AMSON 阀门定位器德国SAMSON 公司是1907 年成立的全球知名控制阀及控制设备专业制造商，设计生产有品种齐全的控制阀及控制仪表，同时生产高性能的全系列阀门定位器。
1952 年生产出欧洲第一台气动阀门定位器，1989 年推出数字式电气阀门定位器，目前更是全球数字式电气阀门定位器的领军厂商。
Samson 设计生产的全系列阀门定位器有：（1）数字式电气阀门定位器· 4~20mA 不带通信3730-1 型，微处理器、LCD 显示和单键式操作，符合IEC 65108/SIL 4 ；3730-2 型，微处理器、LCD 显示和单键式操作、本机自诊断，符合IEC 65108/SIL 4。
· 4~20mA 带HART 通信3730-3 型，微处理器、LCD 显示和单键式操作、本机自诊断，符合IEC 65108/SIL 4 ；3731-3 型，隔爆，微处理器、LCD 显示和单键式操作、本机自诊断，符合IEC 65108/SIL 4 ；3780 型，微处理器。
· 4~20mA 带HART 通信用于ESD 紧急停车系统3730-3 ESD 型，微处理器、LCD 显示和单键式操作、本机自诊断，符合IEC 65108/SIL 4。
· Profibus-PA 现场总线通信3730-4 型，微处理器、LCD 显示和单键式操作、本机自诊断，符合IEC 65108/SIL 4 ；3731-4 型，隔爆，微处理器、LCD 显示和单键式操作、本机自诊断，符合IEC 65108/SIL 4 ；3785 型，微处理器。
· FF 基金会现场总线通信3730-5 型，微处理器、LCD 显示和单键式操作、本机自诊断，符合IEC 65108/SIL 4 ；3731-5 型，隔爆，微处理器、LCD 显示和单键式操作、本机自诊断，符合IEC 65108/SIL 4 ；3787 型，微处理器。
（2）电气阀门定位器（模拟式）· 4~20mA 3730-0型，DIP 开关设定、电子控制电路；3760 型，集成安装方式、低功耗I/P、机械力平衡；3767 型，集成安装方式，集成低功耗电磁阀、阀位开关、低功耗I/P、机械力平衡；4763 型，IEC 60534-6-1/6-2 安装方式、低功耗I/P、机械力平衡。
（3）气动阀门定位器· 20~100kPa（0.2～1.0bar）3760 型、3766 型、4765 型，用于直行程气动执行器、机械力平衡3761 型，用于角行程气动执行器、机械力平衡。
其中最新的373x 系列数字式电气阀门定位器集成了先进的微处理技术、信息技术、诊断软件和功能模块，独特的数字/模拟电路控制定位和气动放大器清扫功能，单键旋钮组态操作，LCD 显示（含本机诊断），多种总线连接通信和SAMSON SSP 串行接口，还可通过控制系统、PC机（DD、DTM 工具、AMS、PDM、PRM 系统和SAMSON TROVIS-VIEW ）或手持式终端设备进行组态和诊断。
配有软件阀位开关和故障输出接点，可内置集成低功耗电磁阀、接近开关式阀位开关、阀位变送器。
符合ATEX、FM、CSA 标准，有本安、隔爆类型；满足IEC 65108/SIL 1/2/4 ，防护等级为IP66。
可集成安装或按IEC 60534-6-1/6-2 安装，尺寸小巧、重量轻，耗气量小。
该系列能够满足所有工业过程控制要求和配用各种不同的控制阀，这在业内目前是极少有的。
图2 为373x 系列数字式电气阀门定位器的功能原理图，图3 是其显示和使用操作。
从图2、图3 中可看到，该系列数字式电气阀门定位器特点的是：－微处理器（5）主要进行信息处理和自诊断，因而LCD 显示内容多信息量大、本机诊断功能强、多种通信可用。
单键旋钮调用菜单组态操作，多种初始化方式，LCD 读数方向可组态设置翻转180O。
－阀门定位使用模拟电子控制电路（3），直接引入阀位反馈电信号、PD 算法、响应快而且平滑，减小微处理器扫描周期对控制的影响。
－采用高精度低耗气的电气转换器（6），并有气动定值器（8,微型自力式阀）保障电气转换器的气源不受阀门定位器不同气源压力的影响。
也避免由于采用压电阀造成动作频次高、气动输出脉动等问题。
－气动功率输出采用传统的气动放大器（7），稳定可靠。
输出气路上设有输出气量调整（10），可适应不同尺寸的气动执行器。
还设计有微流量定值器（9），使气动放大器总保持一定的气量流动，排到阀门定位器壳内，即可使气动放大器响应快和气路清洁，还可使阀门定位器壳内有一点点正压有利于防护。
图1（部分厂商的数字式电气阀门定位器外观图）－设计有一个故障报警输出接点和两个软件阀位开关数字输出。
－可选配集成低功耗电磁阀（12）、接近开关型阀位开关（11）及二线制阀位变送器（13）。
－除可选用于HART 、Profibus-PA 、FF 的接口模块外，本机还配有Samson SSP 串行接口连接PC机。
Samson 373x系列数字式电气阀门定位器本机集成有标准版EXPERT 自诊断软件（或选购增强版EXPERT+ ），除在本机用图形符号和代码进行自诊断显示外，可使用Samson TROVIS-VIEW 软件和DD 、DTM 工具或应用到AMS （资产管理系统）、PDM （过程设备管理）、PRM（工厂资源管理）系统中。
标准版EXPERT 在线自诊断：·运行时间计时·过程参数趋势图（行程x、输入控制信号即给定值w、偏差e、输出控制信号y）·硬件和存储器的安全监视功能·行程传感器监视·初始化次数和零点校准次数·内置温度传感器的温度测量·最近的30 次报警·行程累积·启动监视·零点和控制回路监视报警增强版EXPERT+ 自诊断在标准版基础上增加在线过程参数记录日志（自动信息采集，在阀门定位器中存储100 个x、w、e、y 值）、行程x 和偏差e 的短期和长期柱形图、输出控制信号y 的短期和长期信号图表、行程方向改变次数统计和分析、终端阀位和摩擦力的监视，等；并可在离线状态进行静特性测试、阶跃信号测试、全行程回差测试，等。
强大的自诊断能力向用户提供了阀门定位器及控制阀的运行状态、详细信息、事件鉴别和维护指导。
图4 为在Samson TROVIS-VIEW 上的当前过程数据显示画面。
图5 为行程柱形图。
表1 是阀门定位器状态在本机和工程工具软件上的显示说明（本机还用代码来进行自诊断显示）。
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根据厂商部分型号样本手册上的技术性能数据汇总于表2，可从这些数据看出共性和差异。
除此之外，以下就其几点做初步分析比较。
（1）定位控制和气动部分数字式电气阀门定位器的定位控制是定值控制回路，输入控制信号为给定值，阀位（行程）信号为反馈值，最终输出气动信号给气动执行器。
多数设计为数字PID 控制，即由微处理器完成定位控制。
输入需A/D 转换或由通信模块接入，或直接数字输出或经D/A 转换。
Samson 373x 系列则是数字和模拟结合的定位控制电路，微处理器主要用于信息处理和自诊断，输入控制信号经A/D （或通信模块）、微处理器、D/A 加到模拟PD 控制电路，而阀位反馈信号直接采集，两个信号经PD 控制电路比较后按一定运算规律输出一个电流控制信号给电气转换器。