2 基于阀门水力特性状态方程的现场标定方法

由阀门水力特性状态方程可知，连续调节阀标定过程是求取调节阀开度导纳函数的过程。基于式(8）获取开度导纳函数值。

由此可知连续调节阀标定需要测得调节阀自身开度、调节阀流量、调节阀两端压差三个参数。调节阀开度通过自身阀位标识获取，对于电动连续调节阀可从阀位反馈信号读取调节阀开度。本文即以暖通空调常见的电动连续调节阀为例介绍标定方法。调节阀流量通过与调节阀串联管路的流量计或者管道超声波流量计读取，在串联管路中，由质量守恒知无论流量计安装位置如何都可测得阀门流量，因此通常不受局部空间位置限制，只需依据工程需要选择合适精度的流量计并正确安装使用。调节阀两端压差通过压差传感器获得，因压差传感器必须安装在调节阀两端，须满足规范要求。由于工程现场连续调节阀安装位置无法保证所有情况都满足规范要求距离，因此需考虑如图2、图3、图4三种情况考虑。

图2连续调节阀压差传感器安装方式——直接式

图3连续调节阀压差传感器安装方式——阻力推展式

图4连续调节阀压差传感器安装方式——负载式

图5连续调节阀标定流程

图2为直接安装式，适用于调节阀前后端距离足够安装压差传感器连接要求的情况。图3为拓展安装式，适用于调节阀前后端距离窄小或与其他静态非可调阻力设备紧密安装的情况。图4为带有负载(被控对象的安装方式，适用于调节阀直接安装在负载的入口或出口，且负载为静态阻力特性的情况。拓展安装式测得的实际压差会大于调节阀两端压差。如果将静态阻力视为阀门自身的一部分，则实际标定调节阀与静态阻力部件共有的调节特性，会增加调节阀的阻抗，但不影响调节阀阻力变化的趋势，对于负载控制没有任何影响。负载式为直接将被控对象包含在压力测控范围内，使得调节阀与负载成为一个整体被标定，可直接测得被控对象在当前阀门调节下的控制能力。对于工程尚未安装的调节阀，可在专业的阀门性能测试平台测试。

连续调节阀动态性能标定具体步骤如下:

1）选择合适的方式安装已标定检验的一定精度压差传感器，并测定其工作是否正常。

2）选择精度合适流量计安装，并测定其是否正常工作。

3)按照如图5所示的流程图进行标定，正反标定误差不超过误差设定值，则标定结束。

4)将数据处理后，按照式(8)、式(10)计算即可得到标定参数。

标定过程中需注意事项包括:

1）待标定调节阀开度区间及步长由实际需要设定，区间宽度与步长大小依赖于工程控制精度与所使用阀门的特性。区间设置应尽可能覆盖所有实际应用范围，避免外插值计算。步长可依据实际选择定步长或变步长标定，在常用阀位附近，适当减小步长，可提高标定精度。

2）测量参数中，通常流量计的精度将对连续调节阀标定精度产生重要影响，需依据工程需求确定常用流量范围，并确定流量计的精度。同理适用于压差传感器。

3)当流量计与压差传感器不支持远程通讯读取值时，手动输入流量需要现场人工配合才能完成标定。如果对于实际自控系统选择具有远程通讯的流量计及压差传感器时，该标定程序可在独立控制器自动完成。

4)标定过程包括步长递增标定与步长递减标定两个过程，主要考虑调节阀性能的可重复性及一致性。如果两个标定过程中计算的(λ,n)值相差很小，可满足标定误差，则标定过程结束，否则进行下一组标定过程，直到标定满足设定误差。如果标定四次得到两次递增(递减)标定数据偏差很小，但递增与递减数据之间偏差较大，说明该调节阀一致性较差，考虑放宽误差或更换阀门。拟合参数误差计算见式(11）：

对于一个大型暖通空调水系统管网，在线逐一标定调节阀是一项巨大工作。如选择另一个已高精度标定调节阀作为流量输入来源，则与之串联连续调节阀均可由控制系统自动标定，即可实现全网自动标定，很大程度地简化整个工程的标定工作量。如果管网中存在大量同型号或者相同厂家同一系列不同型号阀门则可利用流体力学相似定理简化标定，但需验证。