智能型閥門定位器在化工廠的應(yīng)用

劉季強(qiáng)

摘 要：調(diào)節(jié)閥是控制系統(tǒng)的終端，智能閥門定位器對(duì)整個(gè)控制閥的控制性能和現(xiàn)場(chǎng)能起著非常重要的作用。智能閥門定位器控制過程中利用智能閥門定位器可實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)調(diào)節(jié)，增加過程控制的精確性和穩(wěn)定性。本文介紹智能定位器在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，以及智能閥門定位器的調(diào)節(jié)的調(diào)校及故障處理。

關(guān)鍵詞：智能閥門定位器；調(diào)校；故障處理

0 引言

智能化是工業(yè)控制和自動(dòng)化當(dāng)前和今后發(fā)展的方向之一，它已經(jīng)成為工業(yè)和自動(dòng)化領(lǐng)域的各種新技術(shù)、新方法、新產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)和顯著標(biāo)志。由于智能閥門定位器在控制精度、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性、投運(yùn)、維護(hù)及操作費(fèi)用等方面都優(yōu)于常規(guī)閥門定位器，它的實(shí)際應(yīng)用也日益廣泛，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)校中出現(xiàn)的問題也開始增加。如何處理這些問題，使智能閥門定位器得到更好的應(yīng)用，是我們現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試人員所必需面對(duì)的問題。

1 智能閥門定位器的選擇

在工程設(shè)計(jì)中，我們要仔細(xì)選擇適合的智能閥門定位器，具體要注意以下幾點(diǎn)：

1.1 要求滿足現(xiàn)場(chǎng)工況，實(shí)現(xiàn)智能化的要求

我們選用智能閥門定位器，就是要獲得其智能化的功能并提高整體控制性能。因此，在滿足現(xiàn)場(chǎng)工況的條件下，智能化是我們重要的指標(biāo)。智能包括其通信功能，在線或離線故障診斷功能等。

1.2 要求現(xiàn)場(chǎng)操作要方便

對(duì)某些智能閥門定位器產(chǎn)品，由于設(shè)定比較復(fù)雜，影響了產(chǎn)品在實(shí)際使用中的效果。所以，我們首選操作方便的產(chǎn)品。

1.3 要求現(xiàn)場(chǎng)顯示

對(duì)某些智能閥門定位器產(chǎn)品，由于沒有現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示，所以在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)時(shí)必須借助手操器調(diào)節(jié)。這增加了成本。另外，對(duì)LCD液晶顯示，要注意其在極低環(huán)境溫度下的顯示效果。

1.4 要求在某些情況下，保證遠(yuǎn)距離安裝的正常工作

由于現(xiàn)在大型石化企業(yè)采用聯(lián)合中控室的越來越多，所以從控制室到現(xiàn)場(chǎng)智能閥門定位器的距離可能很遠(yuǎn)，電纜電壓降的問題必須考慮，否則智能閥門定位器不能正常工作。

2 智能閥門定位器的工作原理

智能閥門定位器一般采用模塊化設(shè)計(jì)，其內(nèi)部有一個(gè)獨(dú)立的模塊基座，它可以很方便地在現(xiàn)場(chǎng)更換子模塊而不必拆現(xiàn)場(chǎng)的層線或?qū)Ч堋＿@個(gè)模場(chǎng)基座中可以安裝一些子模塊：I/P轉(zhuǎn)換器、電子和微處理器單元組件、氣動(dòng)繼能器、閥位傳感器、壓力指示表等，其中的一些子模塊如壓力指標(biāo)表等為可選件。

智能閥門定位器內(nèi)裝高集成度的微控制器，采用電平衡（數(shù)字平衡）原理代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平衡原理，將控制系統(tǒng)來的輸入信號(hào)通過微處理器和I/P轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成氣動(dòng)定位增量信號(hào)來實(shí)現(xiàn)閥位控制，利用數(shù)字式開、停、關(guān)的信號(hào)來驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，閥位反饋信號(hào)直接通過高精確度的位置傳感器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸入微處理器進(jìn)行反饋比較，實(shí)現(xiàn)了電/氣轉(zhuǎn)換功能和閥門精確定位的功能。智能閥門定位器中集成的壓力傳感器用來采集閥門定位器輸出至閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣源壓力信號(hào)，用來進(jìn)一步提高閥門的定位精度和為智能定位器的自診斷提供依據(jù)。

3 智能閥門定位器的主要特點(diǎn)

（1）高輸出力和動(dòng)作速度；

（2）調(diào)節(jié)精確度高（最小行程分辨率可達(dá)±0.05%），實(shí)現(xiàn)正確定位；

（3）安裝簡(jiǎn)單，高度自動(dòng)化調(diào)校；

（4）幾乎免維護(hù)運(yùn)行，這意味著節(jié)省時(shí)間，應(yīng)用方便；

（5）具有零位和行程范圍的手動(dòng)和自動(dòng)校準(zhǔn)功能；

（6）具有可選的或可編程的輸出特性；

（7）具有很強(qiáng)的自診斷功能；

（8）耗氣量相對(duì)傳統(tǒng)的閥門定位器少很多；

（9）設(shè)定值和控制變量極限值可進(jìn)行選擇設(shè)置；

（10）可進(jìn)行調(diào)節(jié)閥的死區(qū)設(shè)置；

（11）在線自適應(yīng)程序意味著即使在惡劣的環(huán)境條件下也能高質(zhì)量地實(shí)現(xiàn)控制。

4 使用過程中出現(xiàn)的問題及解決方法

在幾年來對(duì)帶智能閥門定位器的調(diào)校和使用過程中，我們遇見了一些問題和故障，總結(jié)了如下的一些常見問題的處理方法：

4.1 智能閥門定位器不能完成自動(dòng)校準(zhǔn)

出現(xiàn)自動(dòng)校準(zhǔn)不能通過的情況，首先手動(dòng)校準(zhǔn)通過后，再進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)一般就沒有問題了。

4.2 智能閥門定位器不能完成自動(dòng)和手動(dòng)校準(zhǔn)

當(dāng)智能定位器的自動(dòng)和手動(dòng)校準(zhǔn)都不能通過時(shí)，主要應(yīng)該按以下步驟檢查處理：

（1）確認(rèn)氣路沒有問題，閥門定位器的氣路沒有被堵塞；

（2）檢查是否由于安裝等問題使閥門在開關(guān)過程中有卡澀現(xiàn)象；

（3）檢查智能定位器中設(shè)置的閥門的參數(shù)是否正確無誤；

（4）閥門定位器反饋桿安裝位置不合適也會(huì)造成智能定位器不能完成自動(dòng)和手動(dòng)校準(zhǔn)。通常智能定位器反饋桿上的鎖緊螺母松動(dòng)，造成閥門定位器反饋桿偏離了原先的安裝位置，這時(shí)需要重新調(diào)整反饋桿安裝位置。

4.3 調(diào)節(jié)閥漏量大，調(diào)校后問題依舊存在

如果閥門在自動(dòng)校準(zhǔn)后問題依舊存在，可以采用如下的方法：

（1）對(duì)于氣關(guān)閥可以先輸入20mA的信號(hào)，使閥門處于完全關(guān)閉狀態(tài)，然后用閥桿上的兩個(gè)鎖緊螺母來調(diào)整閥桿，使閥桿向下移動(dòng)，直至不能使閥桿向下移動(dòng)為止。然后輸入12mA左右的信號(hào)，用閥桿上的兩上鎖緊螺母調(diào)整閥桿向下移動(dòng)1/4圈。

（2）對(duì)于氣開閥可以先輸入4mA的信號(hào)，使閥門處于完全關(guān)閉狀態(tài)，然后用閥桿上的兩個(gè)鎖緊螺母來調(diào)整閥桿，使閥桿向下移動(dòng)，直至不能使閥桿向下移動(dòng)為止。然后輸入12mA左右的信號(hào)，用閥桿上的兩上鎖緊螺母調(diào)整閥桿向下移動(dòng)1/4圈。

4.4 智能閥門定位器震蕩

智能調(diào)節(jié)閥安裝問題：

（1）閥門安裝問題造成閥桿卡澀

調(diào)節(jié)閥沒有垂直安裝，造成閥桿卡澀，這樣就可能造成調(diào)節(jié)閥震蕩的現(xiàn)象。

（2）氣路連接不正確

在大口徑智能調(diào)節(jié)閥中，閥門定位器氣源前有一個(gè)氣源放大器，由于氣源放大器排氣口在閥門運(yùn)動(dòng)的過程中的供氣量不足，造成了閥門在調(diào)節(jié)過程中的震蕩現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

隨著時(shí)間的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，它的應(yīng)用將日益廣泛。由于它有很強(qiáng)的自診斷功能，當(dāng)出現(xiàn)題時(shí)一般都會(huì)給出智能定位器中某個(gè)部件故障的提示，但一些時(shí)候這些提示也會(huì)誤導(dǎo)我們，這就要求我們要以整體的系統(tǒng)的眼光來處理問題。

參考文獻(xiàn)

[1]潘蕊.淺析智能閥門定位器在化工裝置的應(yīng)用[J].山西建筑，2010，36（34）：346-347.

[2]蔣志良.智能閥門定位器在化工裝置中的應(yīng)用[J].石油化工自動(dòng)化，2000，（4）：69-71.

（作者單位：河南能源化工集團(tuán)煤氣化公司義馬氣化廠生產(chǎn)管理中心）