Pozycjoner zaworu jest kluczowym akcesorium pneumatycznych zaworów sterujących, działającym głównie w oparciu o zasadę równoważenia sił i zasadę równoważenia przemieszczenia. Poniżej znajdują się dwie wspólne zasady działania i ich szczegółowy opis:
1. **Zasada równowagi sił**
**Elementy konstrukcyjne:** Składa się głównie z elementu pomiarowego, wzmacniacza, elementu sprzężenia zwrotnego i składnika wartości zadanej. Elementem pomiarowym jest zazwyczaj czujnik przemieszczenia używany do wykrywania rzeczywistego położenia zaworu; wzmacniacz wzmacnia słabe sygnały elektryczne lub pneumatyczne do napędzania siłownika; element sprzężenia zwrotnego wysyła sygnał aktualnego położenia zaworu z powrotem do ustawnika; a składowa wartości zadanej ustawia żądaną pozycję zaworu w oparciu o sygnał sterujący.
**Proces roboczy:** Gdy układ sterowania dostarcza sygnał wartości zadanej, sygnał ten jest porównywany w ustawniku z rzeczywistym sygnałem położenia zaworu, przekazywanym z powrotem przez element sprzężenia zwrotnego, generując sygnał błędu. Ten sygnał błędu jest wzmacniany przez wzmacniacz, który następnie wysyła odpowiedni sygnał sterujący do siłownika pneumatycznego zaworu sterującego, powodując ruch siłownika i tym samym napędzając zawór. Gdy zawór się porusza, element sprzężenia zwrotnego w sposób ciągły wysyła sygnał rzeczywistego położenia zaworu z powrotem do ustawnika, który ponownie porównuje sygnał wartości zadanej z sygnałem sprzężenia zwrotnego, regulując wyjściowy sygnał sterujący, aż rzeczywiste położenie zaworu będzie zgodne z wartością zadaną, sygnał błędu wyniesie zero, a zawór ustabilizuje się w ustawionej pozycji.
2. **Zasada równowagi przemieszczenia**
**Elementy konstrukcyjne:** Obejmuje głównie mechanizm klapki dyszy, wzmacniacz pneumatyczny, krzywkę sprzężenia zwrotnego i sprężynę. Mechanizm dyszy-klapy jest kluczową częścią przetwarzania przemieszczenia na sygnał pneumatyczny; wzmacniacz pneumatyczny wzmacnia sygnał pneumatyczny; krzywka sprzężenia zwrotnego przekształca przemieszczenie zaworu w siłę sprzężenia zwrotnego; a sprężyna zapewnia siłę resetującą i działanie równoważące.
**Proces pracy:** Kiedy zmienia się sygnał wejściowy, powoduje to ruch klapki w mechanizmie dyszy-klapy. Przemieszczenie klapy zmienia szczelinę pomiędzy dyszą a klapą, zmieniając w ten sposób przeciwciśnienie dyszy. Ta zmiana przeciwciśnienia jest wzmacniana przez wzmacniacz pneumatyczny, który następnie wysyła sygnał pneumatyczny do siłownika pneumatycznego zaworu sterującego, wprawiając zawór w ruch. Gdy zawór się porusza, krzywka sprzężenia zwrotnego przekształca przemieszczenie zaworu w siłę sprzężenia zwrotnego. Siła sprzężenia zwrotnego oddziałuje z siłą sprężyny, a po osiągnięciu równowagi klapa powraca do pozycji wyjściowej, stabilizując przeciwciśnienie dyszy. Sygnał wyjściowy wzmacniacza pneumatycznego również się stabilizuje, a zawór pozostaje nieruchomy w nowej pozycji.
W praktycznych zastosowaniach pozycjonery zaworów oferują również różne funkcje, takie jak umożliwienie szybkiego pozycjonowania zaworów, poprawa dokładności sterowania, poprawa charakterystyki przepływu i uzyskanie sterowania z podziałem zakresu, dzięki czemu lepiej spełniają wymagania kontrolne procesów przemysłowych.