智能閥門定位器是新一代產(chǎn)品,其工作原理,結構特點,較以往常規(guī)電氣閥門定位器有很大不同,因而在使用中遇到了一些新問題本文結合我單位三聚氰胺裝100多臺FISHER公司和20多臺NELES公司制造的智能閥門定位器的成功應用和典型故障,探討智能化(模擬信號疊加數(shù)字信號)閥門定位器的如下幾個問題。
1.結構原理
新一代智能閥門定位器是基于微處理器讀取輸入信號(mA),位置傳感器的位置信號,和壓力傳感器輸出壓力信號經(jīng)運算處理,產(chǎn)生驅動信號,使執(zhí)行器動作?,F(xiàn)選擇比較有代表意義滑桿型的DVC5000和旋轉型的ND800來加以詳細說明.
2.DVC5000數(shù)字式閥門控制器有一個獨立的模塊基座,它可以很方便地在現(xiàn)場更換而不必拆現(xiàn)場的導線或導管。這個模塊基座包括一些子模塊:I/P轉換器;PWB(印刷電路板)組件;氣動中繼器;指示表。模塊基座可以通過換子模塊而重新組合。FIELDVUE系列數(shù)字式閥門控制器通過進入端子盒的一對雙絞線接受輸入信號和電能,輸入信號同時到PWB組件子模塊,在那里它被附加許多參數(shù),例如多段折線性化中的節(jié)點坐標,極限值和其他數(shù)值。然后PWB組件子模塊送信號給I/P轉換器子模塊。I/P轉換器轉變輸入信號成為氣壓信號。該氣壓信號送到氣動中繼器,加以放大并作為輸出信號送到執(zhí)行機構。該輸出信號也可以被安置在PWB組件子模塊上的壓力敏感元件所感受。用于閥門執(zhí)行機構的診斷信息。閥門和執(zhí)行機構的閥桿位置當作輸入信號引入PWB子模塊,用作數(shù)字式閥門控制器的反饋信號,同時和輸入信號值比較,若存在偏差,微處理器通過運算處理產(chǎn)生新的電流值來修正偏差,直至調節(jié)閥的閥位信號與輸入信號一致,偏差為零。
ND800型則為微處理器(μC)通過改變前置級(PR)線圈的控制電流,前置級閥門降低滑閥(SV)終端的控制壓力閥柱向低壓方向移動,打開到執(zhí)行結構氣缸頂部的氣流,且打開來自活塞另一側的氣流,增加活塞上的差壓使活塞移動。微處理器用控制計算一種新的控制電流,直至執(zhí)行機構的新位置信號與輸入信號一致為止。穩(wěn)定狀態(tài)下使滑閥(SV)就位,前置級(PR)閥門關閉。
2.性能
由于智能閥門定位器,是基于微處理器的新一代產(chǎn)品具有高精度的閥門位置信號傳感器輸出壓力傳感器等,因而具有較高的控制精度達到(0.5—1%),(常規(guī)電氣閥門定位器精度僅為2—5%),并具有遠距離組態(tài),調試,診斷,數(shù)據(jù)管理等操作。經(jīng)過一年多的運行,與普通閥門定位器的性能、使用情況、性能價格比等方面進行了比較。
3.豐富的軟件功能
智能閥門定位器具有豐富的軟件功能,如自動調整零點和滿量程;組態(tài)需要的閥門特性,配上專用軟件如FISHE的智能定位器的VAVLELINK軟件;NELE的智能定位器的VAVLEMANAGETM,軟件九具備了高級動態(tài)診斷功能,將閥門的機械性能指標和控制系統(tǒng)的指標結合起來判斷閥門損壞情況。
4.智能閥門定位器與DCS連接的阻抗匹配問題
常規(guī)電氣定位器一般輸入阻抗為250歐姆,而智能定位器的輸入阻抗均大于250歐姆,品牌不同,型號不同,阻抗不同,表達式不同。阻抗越大,要求DCS帶載能力越大,使系統(tǒng)運行受到影響,在我廠三聚氰胺裝置的回路聯(lián)動調校時發(fā)現(xiàn)DCS的輸出卡只能驅動NELESND8221/S1定位器調節(jié)閥僅動作28%的行程,具體解決辦法,更換驅動較大的安全珊(內阻較?。p小了安全珊在調節(jié)回路的分壓增加了對智能定位器輸出功率。下面列出一些知名品牌的智能閥門定位器的輸入阻抗。
5裝置及傳送智能閥門定位器的閥位檢測
******的閥位信號,是控制系統(tǒng)的重要參數(shù),是構成高級動態(tài)診斷功能的重要參數(shù)。因此需要閥位檢測的高精度測量和傳送。各品牌,型號不同閥位檢測裝置,反饋傳送信號不同。
6智能閥門定位器的智能特性
1.2.1實時信息控制、提高安全性和減少開支
1)改善控制:雙向數(shù)字通訊把閥門當前情況的信息帶給你,你可以依靠閥門工作信息有根據(jù)地對過程控制進行管理決定,確保及時控制。
2)提高安全性:可以從現(xiàn)場接線盒、端子板或在控制室這樣的安全地區(qū)使用手操器、PC機或系統(tǒng)工作站選取信息,將你面對危險環(huán)境的機會減到***小,并且不必親臨現(xiàn)場。
3)保護環(huán)境:可以把閥門泄漏檢測儀或限位開關接到智能數(shù)字式閥門控制器的輔助端子,免得額外增加現(xiàn)場布線,若發(fā)生超限該儀表將會報警。
4)節(jié)省硬件開支:當FIELDVUE系列數(shù)字式閥門定位器用在集成系統(tǒng)時,由于FIELDVUE數(shù)字式閥門控制器替代調節(jié)器可以節(jié)省硬件和安裝費用。FIELDVUE系列數(shù)字式閥門控制器使布線投資、端子和I/O需求投資節(jié)省50%。同時FIELDVUE儀表采用二線制供電,不要求單獨而價高的供電導線。它們替換掉現(xiàn)有的配裝于閥門的模擬儀表,節(jié)省了單獨敷設電源線和信號線的高額費用。
7.智能閥門定位器常見故障及現(xiàn)場處理
(1)控制信號變化,調節(jié)閥不動作(排除閥體因素)是智能定位器DVC5000運行過程常見故障,處理辦法,重點檢查閥位傳位器是否運轉自如,電氣連續(xù)性等
(2)閥位難以控制,小信號不動作,大信號時要不全開要不全關,經(jīng)多次調校仍不正常,更換新的定位器仍不正常,更換新的定位器仍不正常,***后發(fā)現(xiàn)ND800智能定位器的反饋桿與定位器內部信號轉換部分為非接觸感應連接。反饋桿可以360度任以旋轉,造成反饋桿與閥桿連接相差180度,重新安裝調校功工作正常
(3)小開度振蕩。調節(jié)閥工作在小開度易造成振蕩。解決方法是避免小開度工作,流閉型改流開型,比較麻煩。而智能定位器解決此類問題顯得較為輕松只需簡單設定一下參數(shù),振蕩現(xiàn)象得到較大改善?,F(xiàn)以DVC5000為例加以說明用HART275手操器調校DVC5000定位器上,在線狀態(tài),通過快捷鍵選擇STABILIZE/OPTIMIZE,選擇DECREASERESPONSE(降低響應靈敏度0,即選擇較低的整定參數(shù)組,加以改善
(4)智能閥門定位器與HART275型手操器不能正常通訊。常見原因檢查現(xiàn)場有效電壓是否大于12V,輸出阻抗是否低于250歐姆,導線電容是否太高,輸入信號小于4mA等。
8.應用和維護
DVC5000智能閥門定位器于2002年4月安裝使用于我公司三聚氰胺裝置使用于100多臺。
使用手操器對其進行了組態(tài)和校驗,其線性度可達99%,零點和量程及回差均可以控制在精度要求的范圍之內,控制極其穩(wěn)定且抗干擾的能力也特別強,完全滿足工藝控制的要求。
FIELDVUE定位器維護量極少,基本上無需維護。其現(xiàn)場適應性特強。但為了保證長期、穩(wěn)定地運行,儀表人員應作好以下幾個方面的工作。
1)為保證其良好的工作環(huán)境,防止意外損壞,應定期檢查定位器周圍的工作環(huán)境。同時保證其工作氣源的穩(wěn)定和潔凈,減少外界因素造成的儀表波動和故障。
2)儀表人員應每周檢查閥門和定位器的泄露和工作情況,及時消除隱患。每月使用手操器對定位器進行特性曲線檢查,檢查零點、量程、線性和回差等參數(shù),并對其優(yōu)化和調整,保證其工作質量。
3)定期對調節(jié)閥進行檢修和維護,確保閥門工作質量。同時對DCS調節(jié)控制回路參數(shù)進行優(yōu)化,以確保與定位器互相工作的協(xié)調性和穩(wěn)定性。
4)由于DCS方面和其它原因,其現(xiàn)場總線和軟件功能我們沒有完全得到開發(fā)和利用,對智能維護和診斷功能無法完全使用,但還是大大減輕了日常維護量。
通過近兩年在三聚氰胺裝置的使用效果來看,智能型閥門控制器性能穩(wěn)定、調校方便。