淺析DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器的應用與維護

【摘要】隨著我廠的發(fā)展，許多先進的控制設備及附件越來越多地應用到每個裝置。各裝置的調(diào)節(jié)閥大多采用了進口的智能電氣閥門定位器，取代了原來的機械式定位器，從而大大提高了控制質(zhì)量。FISHER公司的DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器是其中一種，它為快速判斷并處理各類數(shù)字式閥門控制器故障提供理論依據(jù)，從而提高維護人員處理故障的能力，有效提高裝置的生產(chǎn)效率。由于它的價格比較昂貴，所以通常使用在工藝控制指標要求較高的部位，如塔的液位、爐子燃料氣流量、汽包液位等控制部位，如何正確地使用與維護此閥門控制器顯得十分重要。

【關(guān)鍵詞】DVC6000；調(diào)節(jié)閥；HART；應用；效驗；維護

1、DVC6000系列閥門控制器的工作原理

該數(shù)字式閥門控制器是回路供電的儀表。它的工作原理如圖1所示，輸入4-20mA信號經(jīng)過電路板數(shù)字化處理并轉(zhuǎn)換為模擬I/P驅(qū)動信號。當輸入信號增大時，I/P驅(qū)動信號也隨之增大，I/P轉(zhuǎn)換器的輸出氣壓被送到氣動放大器，將該氣壓信號放大送至A、B兩路氣壓輸出，隨著4-20mA DC信號的增加（減少），輸出A口的氣壓會相應增加（減少），輸出B口的氣壓會相應減少（增加）。行程傳感器通過反饋機構(gòu)檢測閥的行程位置并與輸入比較，達到調(diào)整輸出A、B口氣壓使定位器準確定位的目的。

2、DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器的功能

2.1DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器的分類

DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器分為DVC6010、DVC6020、DVC6030三類。各類應用情況如下：

DVC6010用于直行程控制閥（閥桿行程：最大0～102mm，最小0～9.5mm）

DVC6020用于旋轉(zhuǎn)式及長行程控制閥（閥桿行程最大0～606mm）

DVC6030用于縱向旋轉(zhuǎn)式控制閥（轉(zhuǎn)動角度：最大0～90°，最小0～500°）

DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器也可以安裝在其它廠家的旋轉(zhuǎn)式及直行程控制閥上。

2.2組態(tài)方式

DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器是通過275、375型HART通訊器來設置和校驗。

2.3輸入輸出信號及作用方式

1）模擬輸入信號：4～20mA直流。

2）輸出信號：最小0.4bar，最大9.5bar。

3）作用方式：雙作用、單作用正作用、單作用反作用方式。

3、DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器安裝注意事項

1）對于DVC6010型閥門控制器，如果閥門行程超過2英寸，應將一個加長型反饋臂安裝在現(xiàn)有的2英寸反饋臂上。

2）將單作用正作用式數(shù)字式閥門控制器（A型氣動放大器）連接到單作用執(zhí)行機構(gòu)上時，必須把輸出口B堵死。把輸出口A連接到執(zhí)行機構(gòu)膜蓋上。

3）將單作用反作用式數(shù)字式閥門控制器（B型氣動放大器）連接到單作用執(zhí)行機構(gòu)上時，必須把輸出口A堵死。把輸出口B連接到執(zhí)行機構(gòu)膜蓋上。

4）當用在雙作用執(zhí)行機構(gòu)上時，DVC6000數(shù)字式閥門控制器通常采用A型氣動放大器。

4、DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器的設置

4.1設置方法

設置方法有兩種：Auto setup（自動設定）和Manual setup（手動設定）。

為了設置和校驗儀表保護必須設為None（無），并且Instrument Mode（儀表模式）必須處于Out of Service（非投用狀態(tài)）。如果保護不在None（無）狀態(tài)，要改變保護，需要跳線跨接接線盒的輔助接線端子，具體方法如下。

1）將4～20mA信號源連接到儀表上；

2）將HART通訊器連接到回路上，并開啟；

3）將HART通訊器菜單進入Protection（保護）；

4）從Protection（保護）菜單里選擇None（無），當HART通訊器有提示時，臨時把跳線跨接到輔助端子AUX+、AUX-上。如果AUX Terminal Model（輔助端子模式）已設定為AUTO TRAVL CALIBRA—TION（自動行程校驗），應確保跳線仍然跨接在輔助接線端子上，直到HART通訊器提示將其取走，移走跳線太快，會使儀表進入自動行程校驗。

4.2設置步驟

4.2.1Auto setup（自動設定）

根據(jù)指定的執(zhí)行機構(gòu)類型和尺寸自動地選擇適當?shù)慕M態(tài)參數(shù)，具體步驟及菜單選擇說明如下：

1）從DVC6000的On Line（在線）菜單里選擇setupdiag（設置和診斷）。

2）在菜單setupdiag（設置和診斷）選擇Basic setup（基本設置）。

3）在Basic setup（基本設置）選擇Auto setup（自動設置）。

4）在Auto setup（自動設置）選擇Setup wizard（設置訣竅）。

4.2.2Manual setup（手動設定）

手動設定可以從On Line（在線）菜單里依次進入setupdiag（設置和診斷）、Basic setup（基本設置）、Manual setup（手動設定）設置過程中出現(xiàn)的各類參數(shù)。

5、DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器的優(yōu)缺點

根據(jù)DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器的結(jié)構(gòu)特點，功能特性和實際運用得出的經(jīng)驗，總結(jié)它所具有的優(yōu)點和缺點如下：

5.1優(yōu)點

1）結(jié)構(gòu)簡單。DVC6000系列定位器主要由I/P轉(zhuǎn)換器、印刷電路板（PWB）組件和氣動放大器組成。容易維修，DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器是模塊化的設計。單個主模塊可以從儀表殼體中拆下而無需拆開現(xiàn)場接線、氣動接管或閥桿連桿。這模塊包含關(guān)鍵的子模塊，使部件的拆卸簡單快速。

2）功能強大。具有自動校驗行程和到輸出A、B口壓力、輸入氣源壓力、輸入電流信號、閥位信號等常規(guī)智能定位器都功能以外，HART手操器還可以提供行程傳感器工作范圍、定位器溫度顯示等其他功能。這些對分析判斷定位器故障并快速解決有很大幫助。值得一提的是DVC6000系列還提供AUX輔助接線端，對該端子設定可實現(xiàn)無需手操器自動校驗行程、輔助輸入報警、程序修改保護等多種輔助功能。

3）故障率相對較低。由于DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器具備自我診斷能力，可以在閥門操作和運行過程中進行閥門診斷，可以將現(xiàn)在的閥門執(zhí)行機構(gòu)的特性曲線與以前儲存的特性數(shù)據(jù)相比較，以發(fā)現(xiàn)性能上的變化。

4）對環(huán)境要求較低。DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器有完全封裝的印刷電路板，它能抵抗振動、溫度與腐蝕性環(huán)境的影響。一個分開的不透雨的現(xiàn)場接線盒把現(xiàn)場線路的連接同儀表其它區(qū)域分隔開來。

5.2缺點

1）對定位器維護和調(diào)校必須使用HART手操器，對現(xiàn)場維護人員要求較高。

2）對氣源質(zhì)量要求較高，DVC6000要求配用能濾掉40微米直徑顆粒空氣過濾器，實際應用中也曾遇到過兩、三次因空氣質(zhì)量將I/P轉(zhuǎn)換器噴嘴封堵，導致定位器自動校驗行程無法完成現(xiàn)象。

3）智能定位器可以減少維護量，但是在投用前安裝調(diào)試環(huán)節(jié)必須嚴格按照標準和步驟執(zhí)行，特別在自動校驗和初始化階段，盡量減少錯誤發(fā)生，避免存在的運行隱患。需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。

6、DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器的實例校驗與維護

6.1儀表不能正常通訊

在2010年搶修工作中，對催化裂化裝置原料油調(diào)節(jié)閥FV201進行調(diào)校時，出現(xiàn)HART手操器和閥門定位器無法通訊的故障。一般定位器通訊不正常有以下四種原因：

1）可供電壓不夠，可供電壓應大于或等于11VDC。

2）控制器輸出小于4mA，檢查控制器的輸出不應小于3.8mA。

3）PWB（印刷電路板）故障。

4）巡訊地址不對，用HART通訊器設定巡訊地址。

通過對這四種情況一一排查，發(fā)現(xiàn)定位器電壓只有9.8VDC，檢查線路發(fā)現(xiàn)電纜有破損而接地，把電壓拉到11VDC以下，導致定位器不能正常通訊。對破損電纜做絕緣處理后，電壓恢復到21VDC，定位器通訊恢復正常。

6.2儀表震蕩、無法校驗或動作緩慢

6.2.1 儀表震蕩

搶修期間，解決了催化裂化裝置T201中段回流調(diào)節(jié)閥FV204的震蕩問題。FV204的閥門控制器采用的是DVC6000系列中的DVC6010型閥門控制器，通過嘗試以下方法，解決了FV204閥位震蕩的問題。

首先，在觀察現(xiàn)場閥位震蕩情況后，嘗試用Auto Calibb Travl（自動行程校驗）的方式解決問題。將275型HART手操器與FV204的閥門定位器相連接，從菜單里找到自動行程校驗菜單—Auto Calibb Travl，點擊開始自動行程校驗。先進行交叉點調(diào)整，交叉點調(diào)整是設定幾何校正的零度點，幾何校正是將閥位傳感器的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成滑桿閥的線性運動。選擇交叉點調(diào)整的方法有手動（MANUAL）、上次值（LAST VALUE）和默認（DEAFULT）三種方式，不管哪一種方式其核心就是保證反饋臂與執(zhí)行機構(gòu)推桿成90o，如圖3所示。

一般選擇手動交叉點調(diào)整方法，在手動方式下，選擇模擬（analog）并調(diào)節(jié)電流直至反饋臂與執(zhí)行機構(gòu)推桿成90度。確認后，其它部分儀表自動完成。

自動校驗完成后，閥位波動的程度有所改善，但還是存在輕微的不穩(wěn)定情況。為了徹底解決這個問題，我嘗試采用了穩(wěn)定優(yōu)化閥門響應的方法，這個方法是通過改變定位器的整定參數(shù)值來改變閥門的響應。按 Hot Key（熱鍵），然后選擇Stabilize/Optimize（穩(wěn)定/優(yōu)化），穩(wěn)定或優(yōu)化閥門有兩種選擇Standard（標準）或Advanced（高級）。因為這臺閥的問題是閥門不穩(wěn)定，所以需選擇decrease response（減慢響應）來穩(wěn)定閥門的響應，這實際上是選擇了一個較低的整定參數(shù)值（例如，從F到E）。如果閥門響應緩慢，需選擇increase response（增加響應）來使閥門更快速的響應。在完成穩(wěn)定優(yōu)化閥門響應后，F(xiàn)V204閥位波動的問題得到了解決，閥位能穩(wěn)定地停留在給定的信號值上。

6.2.2儀表無法校驗或動作緩慢

在催化裂化裝置中，F(xiàn)V205、FV231等調(diào)節(jié)閥，目前也運用了DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器。較之前運用的上海7廠閥門控制器，DVC6000在生產(chǎn)過程中的運用效果明顯優(yōu)于前者，閥位波動，閥芯的磨損情況大大減少。但是，DVC6000存在一個缺點，就是對氣源質(zhì)量要求較高，DVC6000要求配用能濾掉40微米直徑顆粒的空氣過濾器，實際應用中也曾遇到過兩、三次因空氣質(zhì)量將I/P轉(zhuǎn)換器噴嘴封堵，導致定位器自動校驗行程無法完成和動作緩慢的現(xiàn)象。I/P轉(zhuǎn)換器的位置如圖4所示。

如遇I/P轉(zhuǎn)換器噴嘴被封堵，則需拆卸I/P轉(zhuǎn)換器，疏通轉(zhuǎn)換器噴嘴。取下濾網(wǎng)過濾器，清洗過濾器或更換過濾器。

我們可以通過日常的一些維護工作來盡可能地避免由于氣源質(zhì)量而造成的定位器被封堵的故障。如定期檢查風罐，通過排風來檢查風壓是否帶水，如果帶水，應把風罐內(nèi)的水排出；定期檢查定位器的空氣過濾調(diào)壓閥，打開排放閥進行排風檢查是否有水和雜質(zhì)，還要對它里面的濾網(wǎng)進行清理，清除里面的雜質(zhì)。通過這些維護工作，我們可以把這種故障的發(fā)生頻率降到最低，基本消除DVC6000對氣源質(zhì)量要求高的缺點。

6.3儀表模擬輸入讀數(shù)值和實際提供的數(shù)值不符

發(fā)生這種故障一般有以下四種可能：

1）控制模式不是Analog（模擬量模式）。

2）控制電壓過低。

3）模擬輸入傳感器沒有校驗。

4）現(xiàn)場漏電。

在應用中還沒出現(xiàn)過此類故障。

7、結(jié)語

DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器雖然以其較高的可靠性和穩(wěn)定性在我廠生產(chǎn)裝置中得到很好的應用，但由于是智能儀表，且為純英文組態(tài)菜單，在校驗及設置過程中許多概念較為復雜，尤其在出現(xiàn)故障以后，維護人員存在不少障礙，以至于不能及時很好的解決控制器故障問題。本人在儀表維護崗位的工作中接觸到DVC6000閥門控制器，在通過查閱相關(guān)資料進行學習和一定時間的現(xiàn)場維護工作經(jīng)驗的積累后，將自己的一些淺見寫入此文，希望本文能在DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器的應用與維護方面有所幫助。

參考文獻

[1]李家民.煉化設備手冊儀表自動化及其他[J].蘭州大學出版社，2008（4）：17

[2]逯建權(quán)，冉元.DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器的應用與維護[J].甘肅科技，2010，18

[3]《FIELDVUE?DVC6000系列數(shù)字式閥門控制器使用指南》

[4]《375手操器與DVC6000使用操作手冊》