調節閥傳感器

                            上海申弘閥門有限公司

之前介紹高壓減壓閥，現在介紹調節閥傳感器在過程工業中，閥門和驅動器一貫用于液體流動的控制和轉移。越來越多的工廠工程師希望在控制系統中得到閥門、及驅動器當下位置的反饋信號。通常這種信號由內置于開關盒中的接近傳感器，或直接安裝在驅動器或手動閥門上的雙傳感器來獲取。本文深入探討在現場和市場新趨勢中應用的傳感器類型。
調節閥傳感器標準化現狀
行業標準對于技術的發展利弊共存。一方面，它限制了創造性，但另一方面又確保了不同制造商的設備具備兼容性。VDE / VDI3845標準要求了諸多事項后，規定了氣動驅動器機與所連接設備之間的重要機械連接。該標準包括了對安裝孔的定義：30×80mm和30×130mm。安裝桿的高度為20、30和50毫米。對于安裝桿直徑，則沒有固定的標準，所以在雙傳感器的應用中，用戶必須特別注意。隨著數字化和信息技術與機械裝置的融合，傳感器和電動執行器已經開始實現數據共享、控制功能和控制參數協調一體化，并通過現場總線與外部連接。基礎自動化控制功能的重新分配，許多計算機控制功能下放到傳感器和電動執行器中完成，如參數檢測、控制、診斷和維護管理等。由標準IEC-62061所規定的機械設備的功能安全已成為一個熱門概念和不能回避的問題。就傳感器和執行器而言，過去衡量其可靠性指標時，常用MTBF（平均*時間）來描述。就當下DKJ電動執行器，DKZ電動執行器，DZW閥門電動裝置2SA3/2SQ3西門子電動執行器、防爆電動執行器、精小型電動執行器、防爆電動執行器;智能一體化執行器，電動多回轉式執行機構。

閥門——電動執行機構系統
  上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥由于越來越多場合采用了自動化控制，人工操作被機構和自動化代替，人們要求執行機構能夠起到控制系統與閥門機械運動之間的界面作用，更要求執行機構增強工作安全性能和環境保護性能。在一些危險性的場合，自協化的執行機構裝置能減少人員的傷害。某些特殊閥門要求在特殊情況下緊急打開或關閉，閥讓執行機構能阻止危險進一步擴散同時將損失降至zui低。
  閥門電動執行機構用于控制閥門開度，要求執行機構能夠的使閥門走到任何位置，角度或位移傳感器則是反饋開度信號，這個信號不僅是位置反饋，同時也要通過這個信號來決定執行器何時開始何時停止。目前大部分執行機構都是用于開關閥門，而隨著閥門制造業不斷發展，以及各種類型閥門日益劇增的需求，如今的執行機構的設計遠遠走出了簡單的開關功能，它們包含了位置感覺裝置，力矩感應裝置，電極保護裝置，邏輯控制裝置，數字通訊模塊及PID控制模塊等，對于開度控制，傳感器是*的一部分，在執行機構中扮演著十分重要的角色。
隨著硬件、軟件和網絡通信的融入，其可靠性必須有一個整體指標來描述，即功能安全規范。在產品的使用過程中遇到外界因素（機械振動、沖擊、溫度、電噪聲、浪涌、雷擊等）的單獨或復合作用下，當可能功能出錯導致危險時免遭影響而保護其可靠工作，同時又不能電動執行器拋棄原有建立在嚴謹的概率論基礎上的可靠性理論。

開關盒
術語“開關盒”通常描述在一個封閉盒中傳感器、凸輪和連接器的集成。傳感器和氣動執行器通過它實現機械連接。該解決方案旨在避免傳感器暴露在周邊環境中或受到影響，同時能夠使用標準傳感器。在這些標準開關盒中，典型內置以下傳感器：
電感式傳感器是一種信號發生器，可非接觸感測金屬物體的運動，并將檢測結果轉化為電信號輸出。電感式傳感器廣泛應用于機器人、生產線、機械加工及傳送系統等場合。
電感式傳感器具有以下特點：
      1.傳感器能感測和記錄所有導電物體
      2.傳感器是非執著觸式的
      3.傳感器的傳感頭無需配專門的機械裝置
      4.傳感器靠電子元件捕獲感測信號

電感式傳感器具有以下優點:
      —無機械磨損
      —正常使用中，不會出現焊點燒損或熔化，也不會因被玷污而影響其性能
      —不會因為被測物碰撞而造成信號丟失
      —切換頻率高達3000Hz
      —抗振動
      —裝配靈活
      —系統全封裝，防護等級高                   
檢測距離：
      額定檢測距離Sn
      特征值，不考慮制造公差或由溫度或電壓引起的偏差。

      實際檢測距離Sr
      與額定檢測距離的偏差zui大為±10%。

      有效檢測距離Su
      在所有規定的電壓和溫度范圍內的檢測距離，
      它與實際檢測距離可存在zui大±10%。

      可靠檢測距離Sa
      在允許工作條件下的檢測距離，在0到zui小有效檢測蹁之間取值。

開關元件功能：
      有以下幾種不同的功能：
      —常開觸點
      傳感器在觸發狀態時有電流通過，當傳感器在非觸發狀態時無電流通過。
      —常閉觸點
      當傳感器在觸發狀態時無電流通過，傳感器在非觸發狀態時有電流通過。
      —常/開閉觸點
      具有常開和常閉兩種功能，可供選擇。
● 圓柱型傳感器，典型長度為40毫米 ； 
● 槽形傳感器； 
● 矩形V3風格傳感器（類似于微動開關）； 
● 雙傳感器，結構緊湊置于一個盒中。
開關盒被用作終端設備來連接閥位傳感器和電磁閥。編碼的連接器以及必要的LED指示燈已經置于電路板上。電路板的尺寸適合大多數標準盒子。

開放式解決方案
“開放式解決方案”規定了自動閥或手動閥上的雙傳感器安裝。兩個電感式傳感器疊加安裝于一個外殼中，顯示了閥門的開關位置。
該系統的設計考慮了VDE / VDI 3845標準。這些傳感器由兩個90度垂直安裝于“圓盤”上的不銹鋼目標觸發。圓盤本身通過一個螺絲釘安裝在執行器上。
除了體積小巧，組裝簡單，還可發現以下優點：

● 傳感器外殼上的圓形安裝孔（非槽形）可避免由于錯誤的安裝距離或運動而導致的碰撞或震動引起的維修。 
● 兩個開關元件（圓盤）可以適應多種不同的氣動執行器。*需要做出的選擇是安裝模式，例如：30×80或30×130 
● 不銹鋼的目標物已經設計在圓盤上。
● 4個LED等表明該傳感器的輸出情況，電源有無和電磁閥輸出狀態。 
● 雙傳感器的檢測區域足夠狹窄，因而不會產生擠壓點導致操作人員受傷，或冰塊、灰塵形成的堵塞。 
● 電磁閥的接線，可經過傳感器進行布線，現場無需單獨電纜。
電感式傳感器與機械開關
在工業的所有領域中，機械開關曾經一度是各種控制問題的方案，而如今的方法已今非昔比，傳感器毋庸置疑為。因為傳感器的工作速度和可靠性的優勢十分明顯：
● 全固態，因此無磨損或誤差修改； 
● 快速輸出開關狀態； 
● 磁滯和重復性可以比機械設備更多得進行電子定義； 
● 無焊接或輸出端腐蝕； 
● 很少或根本不受堵塞或濕度的影響； 
● 無觸點抖動（輸出回波）； 
● 大多數傳感器切換時有L ED顯示，使得維護和調試更簡單，快捷。

通常，一個電感式傳感器的平均壽命大大超過機械開關。事實上，過去很多機械開關都用于閥門反饋，是由于價格的低廉，同時也因為使用開關時極性問題不需要考慮。通過現代技術，倍加福已經成功地將傳感器推向市場，消除了機械式開關僅有的一點優勢。

用于閥位檢測的傳感器
選擇正確的傳感器可按以下5個簡單步驟實現：
步驟1：開關盒或還是開放式解決方案？
權衡上述優勢與缺點， 做出選擇。您可能需要開關盒的保護，或開放式解決方案的簡單便捷。大多數閥門供應商都會提供兩種解決方案。你會發現開關盒的體積和重量都各異，數量與種類也大相徑庭。
步驟2 ： 電氣定義傳感器的終端，傳感器所連接的控制系統調節著工作過程（交流，直流，Namu r等）。極為重要的一點是該系統是否在爆炸地區使用。請看以下的電氣連接類型。

● 直流三線傳感器。這些傳感器在兩條供電線路外還有一條單獨的線路。第三條線路連接到PLC輸入卡或控制系統上的輸出端。 
● 直流兩線傳感器。在這里，負載與傳感器串聯。許多傳感器都具備極性容差，即無需再關心接線的極性。因此，它與連接正常的機械開關一樣簡單。實際應用這類傳感器，您一定要注意電路的漏電流及傳感器的電壓降。 
● 帶有常開和/或常閉輸出的交流傳感器。在這里，負載與傳感器串聯。 
● 交直流兩線通用傳感器。該傳感器與負載串聯。無論交流電壓或直流電壓均可連接。 
● 兩線Namur傳感器，與相關本安產品一起，用于防爆環境（區域0，1和2）。可實現斷線及短路監測。 
● 兩線故障安全傳感器。按兩線Namur傳感器標準，但是使用滿足安全級別的隔離柵，可以達到SIL3 安全等級。

第3步：連接的可能性
● 連接方式取決于zui終用戶。例如，帶電纜的密封管或插頭。化學和制藥領域傾向于選擇電纜連接，通過電纜密封管進入盒子或傳感器。

步驟4：電磁閥操作
與開關盒一樣，使用雙傳感器也可以經過傳感器進行電磁閥的布線，其優勢就在于執行器只需要一根電纜連接。
步驟5：zui后，您必須確認傳感器的諸多特性，以確保傳感器在應用中運行。
類似的例子便是漏電流、電壓降，周圍環境，zui大輸出電流和工作電壓。如果可能，您可以通過選定傳感器的規格來確認，保證在靜態電流（干擾）、沖擊和振動zui大值的允許范圍內。

未來的發展
由于安裝過程經常要適應的技術發展，以提高工作效率和穩定性，各種總線系統開始進入市場。
開關盒和執行器的生產商當然希望加入。許多這樣的制造商已經與傳感器制造商協商開發出了這些總線系統的接口。帶AS-i的開關盒便是一個很好的例子，因為這種總線系統特別適合數字信息。如果zui終用戶希望使用標準傳感器，便需要合適的現場安裝模塊，如AS-interface，Profibus PA或基金會現場總線。
另一方面，也可以看到使用帶有Profibus或基金會現場總線接口的電氣執行器和定位系統。顯然越來越多的公司意識到總線系統的優勢，特別是帶AS-i的現場總線組合（如Profibus）十分多見。與本文相關的論文：調節閥流通能力Kv值