引言

    對(duì)于調(diào)節(jié)型的控制閥，配置閥門(mén)定位器已是用戶普遍選擇。閥門(mén)定位器與控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)（主要是氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)）配合使用，可以改善控制閥的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性，克服閥桿的摩擦力并消除不平衡力的影響，實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)對(duì)控制閥的準(zhǔn)確定位，最終保證控制系統(tǒng)及工業(yè)過(guò)程的有效運(yùn)行。在摩擦力大需要精確定位、緩慢過(guò)程需要提高控制閥響應(yīng)速度、需要提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力和切斷能力、分程控制和控制閥運(yùn)行中有時(shí)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(chǎng)合，都適用閥門(mén)定位器。

    國(guó)內(nèi)外的調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)廠家眾多，造成控制閥品種多、規(guī)格多、參數(shù)多。僅此連接的問(wèn)題而言，目前只有SAMSON、ARCA、KSB及FISHER等一小部分制造廠家生產(chǎn)符合閥門(mén)定位器與控制閥連接標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。文章結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和常用控制閥產(chǎn)品試對(duì)閥門(mén)定位器與控制閥連接的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行分析探討。

    1 閥門(mén)定位器與控制閥的連接標(biāo)準(zhǔn)

    對(duì)于閥門(mén)定位器與控制閥的連接，長(zhǎng)期以來(lái)各個(gè)廠家各自設(shè)計(jì)配套，相互配用困難，有的連接結(jié)構(gòu)也不太適合復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、反饋部件和外管路繁雜、易碰損、抗震性差、維護(hù)不方便。歐洲國(guó)家尤其是德國(guó)很早就開(kāi)始推動(dòng)此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化工作。德國(guó)測(cè)量與控制標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（NAMUR）30多年前就制定有NE04標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)內(nèi)稱為NAMUR連接（NAMUR有一系列有關(guān)過(guò)程控制儀表連接的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，國(guó)內(nèi)控制儀表行業(yè)統(tǒng)稱之為NAMUR連接），基本解決了不同廠家的控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥門(mén)定位器相互組合、方便互換的問(wèn)題；我國(guó)于2005年發(fā)布了等同于IEC的GB/T標(biāo)準(zhǔn)（GB/T17213.6-2005和GB/T17213.13-2005）并于2006年開(kāi)始實(shí)施。而在德國(guó)，其德國(guó)工程師協(xié)會(huì)/德國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)（VDI/VDE）也發(fā)布有閥門(mén)定位器與控制閥連接的VDI/VDE3847標(biāo)準(zhǔn)和VDI/VDE3845標(biāo)準(zhǔn)，IEC60534-6-1《工業(yè)過(guò)程控制閥第6-1部分定位器與控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接的安裝細(xì)節(jié)定位器在直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的安裝》，目的是構(gòu)筑閥門(mén)定位器在執(zhí)行機(jī)構(gòu)側(cè)面連接的標(biāo)準(zhǔn)化，使各種閥門(mén)定位器能直接地或利用過(guò)渡支架安裝于直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，以滿足各種控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥門(mén)定位器能互換的要求。標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)規(guī)范了帶有安裝孔的凸緣（即NAMURNE04標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)的規(guī)范尺寸見(jiàn)圖1。

圖1 帶凸緣鑄造支架結(jié)構(gòu)的連接尺寸（適用直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)）

    IEC60534-6-2《工業(yè)過(guò)程控制閥第6-2部分定位器與控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接的安裝細(xì)節(jié)定位器在角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的安裝》，適用于角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)和通用結(jié)構(gòu)的規(guī)范尺寸見(jiàn)圖2、圖3、圖4。

圖2 角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接尺寸（1）

圖3 角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接尺寸（2）

圖4 角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接尺寸（3）

    德國(guó)VDI/VDE3847標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)部分，其第1部分針對(duì)直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)提出三種情況的連接標(biāo)準(zhǔn)：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(biāo)準(zhǔn)（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(biāo)準(zhǔn)中并沒(méi)有，但其具有的隱藏的反饋連接、無(wú)需外部配管的內(nèi)置氣路、很好的防碰撞抗震防護(hù)等特點(diǎn)，德國(guó)的控制閥和閥門(mén)定位器制造廠家基本都有符合直接安裝集成連接的產(chǎn)品，選型配置時(shí)也會(huì)優(yōu)先選擇直接集成連接方式。

    德國(guó)VDI/VDE3845是關(guān)于附屬設(shè)備（閥門(mén)定位器、閥位變送器、電磁閥等）與閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接的標(biāo)準(zhǔn)，其中：3.1節(jié)為適用于角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接標(biāo)準(zhǔn)（所有德國(guó)廠家的角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)及以之相連接的閥門(mén)定位器都是按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)連接）；4.1節(jié)為適用于直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接標(biāo)準(zhǔn)。4.1節(jié)明確規(guī)定對(duì)于閥門(mén)定位器和閥位變送器與直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接按IEC60534-6標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，只是對(duì)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(guī)范有符合VDI/VDE3845有關(guān)電磁閥無(wú)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(guī)范）。

    2 閥門(mén)定位器與控制閥的連接細(xì)節(jié)

    閥門(mén)定位器與控制閥的連接標(biāo)準(zhǔn)化，是對(duì)所有控制閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥門(mén)定位器制造商都適用的通用標(biāo)準(zhǔn)，使得控制閥配置閥門(mén)定位器及附件時(shí)有更多的選擇和互補(bǔ)互換，但由于傳統(tǒng)產(chǎn)品升級(jí)換代進(jìn)展緩慢也影響了標(biāo)準(zhǔn)的推廣。目前，全面按照閥門(mén)定位器與控制閥的連接標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)定型產(chǎn)品的品牌廠家主要是德國(guó)的SAMSON、ARCA、KSB，而Fisher只在2004年推出的GX型直行程閥門(mén)上是符合連接標(biāo)準(zhǔn)的。相對(duì)來(lái)說(shuō)，符合連接標(biāo)準(zhǔn)的閥門(mén)定位器產(chǎn)品比較普遍，全球知名廠家都已按連接標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行設(shè)計(jì)，都希望將閥門(mén)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(zhí)行機(jī)構(gòu)品種規(guī)格齊全，其中既有同時(shí)提供符合IEC60534-6-1的鑄造支架側(cè)面凸緣接口和符合VDI/VDE3847直接集成接口的3277型氣動(dòng)執(zhí)行器（具有符合VDI/VDE3847的直接集成連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由于規(guī)范的支架尺寸和內(nèi)置氣路等原因，膜室尺寸受到結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)為符合IEC60534-6-1鑄造支架側(cè)面凸緣的3271型氣動(dòng)執(zhí)行器（有7種尺寸），對(duì)角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)符合VDI/VDE3845，連接細(xì)節(jié)參見(jiàn)圖5。

圖5 Samson的3730系列閥門(mén)定位器安裝示意圖

    ARCA的812系列執(zhí)行機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上具備符合IEC60534-6-1的鑄造支架側(cè)面凸緣（NAMUR連接）接口，并利用凸緣及符合VDI/VDE3847規(guī)范部件進(jìn)行直接集成，配用閥門(mén)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(xì)節(jié)參見(jiàn)圖6。

圖6 Siemens的SIPARTPS2閥門(mén)定位器按照IEC60534-6-1連接

    3 結(jié)束語(yǔ)

    值得一提的是，F(xiàn)isher憑借龐大的用戶群，在DVC2000/6000系列用戶群中不斷的進(jìn)行技術(shù)積累、創(chuàng)新，目前已將現(xiàn)在市場(chǎng)上的主流閥門(mén)制造廠家執(zhí)行機(jī)構(gòu)種類、尺寸等分別建立了詳細(xì)的數(shù)據(jù)庫(kù)，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(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型號(hào)進(jìn)行確認(rèn)，便可在FISHER提供的數(shù)據(jù)表中找到相對(duì)應(yīng)的定位器安裝套件代碼，這一點(diǎn)是非常值得肯定的。

    閥門(mén)定位器與控制閥的連接標(biāo)準(zhǔn)化是發(fā)展趨勢(shì)，是控制閥模塊化設(shè)計(jì)和數(shù)字化智能定位器推廣應(yīng)用中一個(gè)不可忽視的部分，它解決了不同制造廠家的閥門(mén)定位器與控制閥/執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的連接問(wèn)題，使互換組合成為可能，極大地方便了用戶。

本文鏈接：http://grejooz.cn/projectcase/detail/20191128091141.html