淺談西門子智能閥門定位器的故障處理

徐麗

摘 要：在鋼廠生產(chǎn)工藝設(shè)備上， 特別是在氧氣、化工、軋鋼等生產(chǎn)廠的工藝流程控制中，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)用的非常廣泛，而閥門定位器作為調(diào)節(jié)閥的輔助工具， 對(duì)調(diào)節(jié)閥的定位起著決定性作用，因此閥門定位器運(yùn)行狀態(tài)和調(diào)校質(zhì)量的好壞直接影響調(diào)節(jié)閥的使用，從而影響到工藝的生產(chǎn)操作。本文詳細(xì)介紹了西門子智能閥門定位器的工作原理、常見故障，探討了某氧氣廠重要機(jī)組應(yīng)用智能閥門定位器在故障處理快速性方面的一點(diǎn)心得，結(jié)合智能閥門定位器模塊化的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)故障檢查、處理程序進(jìn)行全面優(yōu)化，提出了智能閥門定位器模塊化處理故障的思路，并對(duì)閥門定位器中重要?dú)鈩?dòng)部件壓電閥的結(jié)構(gòu)、故障現(xiàn)象及相關(guān)故障的處理進(jìn)行淺析。

關(guān)鍵詞：智能閥門定位器;壓電閥;調(diào)校;故障處理模塊化

引言：某動(dòng)力總廠氧氣廠主體制氧設(shè)備均是引進(jìn)國(guó)外的3萬(wàn)5制氧機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組安裝的閥門定位器均在70臺(tái)以上，閥門定位器控制著空壓機(jī)、增壓機(jī)、空分系統(tǒng)、管網(wǎng)、儲(chǔ)槽等制氧流程主體設(shè)備的工藝狀態(tài)，在制氧設(shè)備上運(yùn)行的閥門定位器因氧氣生產(chǎn)自身性質(zhì)決定出現(xiàn)異常時(shí)短時(shí)間內(nèi)就能影響整個(gè)工藝的運(yùn)行質(zhì)量，對(duì)氧氣、氮?dú)?、氬氣等氣體的生產(chǎn)、純度造成非常大的影響，嚴(yán)重的還會(huì)造成設(shè)備的損壞和重大安全事故，比如空壓機(jī)入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)系統(tǒng)或氧氣管網(wǎng)閥門失靈，就會(huì)造成瞬間空壓機(jī)跳車，或氧氣管網(wǎng)波動(dòng)，影響公司生產(chǎn)，所以在制氧機(jī)組處理控制系統(tǒng)故障時(shí)一定要與工藝人員聯(lián)系好，做到穩(wěn)、準(zhǔn)、快。要想符合上述要求，儀表維護(hù)人員就要對(duì)智能閥門定位器的原理、調(diào)校、常見故障、處理過(guò)程有一個(gè)全面了解和掌握，下面我們就從氧氣機(jī)組常用的西門子（SITRANS PS2）智能電氣閥門定位器的基本工作原理說(shuō)起。

一、西門子（SITRANS PS2）智能電氣閥門定位器的工作原理：

西門子智能閥門定位器采用微處理器對(duì)給定值和位置反饋?zhàn)霰容^，如果微處理器檢測(cè)到偏差，它就用一個(gè)五步開關(guān)程序來(lái)控制壓電閥，壓電閥進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室的氣流量，微處理器根據(jù)偏差（給定值W與位置反饋信號(hào)X）的大小和方向輸出一個(gè)電控指令給壓電閥，壓電閥將控制指令轉(zhuǎn)換為氣動(dòng)位置增量，當(dāng)控制偏差很大時(shí)（高速區(qū)），定位器輸出一個(gè)連續(xù)信號(hào)，當(dāng)控制偏差不大（低速區(qū)），定位器輸出連續(xù)脈沖; 當(dāng)控制器偏差在允許誤差范圍內(nèi)（自適應(yīng)或可調(diào)死區(qū)狀態(tài)），則沒(méi)有控制指令輸出。

二、常見故障及解決方法

1.在調(diào)試或生產(chǎn)過(guò)程中，閥門突然喘振，在這種情況下，一般有三種情況：

（1）儀表風(fēng)輸入輸出管接頭漏氣，這種問(wèn)題很好處理，用試漏液體檢測(cè)泄漏處，進(jìn)行密封。

（2）定位器安裝傾斜，導(dǎo)致放大器的噴嘴板不平，導(dǎo)致?lián)醢迳w不住噴嘴，這種情況需要調(diào)整定位器的平衡。

（3）定位器死區(qū)值設(shè)置太小。定位器死區(qū)設(shè)置越小，定位精度越高，這就給人們?cè)斐梢粋€(gè)誤區(qū)，以為死區(qū)越小越好，但這樣會(huì)使壓電閥及反饋桿等運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作越頻繁，有時(shí)會(huì)引起閥門振蕩，影響定位器和閥門的使用壽命，故定位器的死區(qū)設(shè)置不易過(guò)小。定位器在組態(tài)設(shè)置參數(shù)DEBA項(xiàng)（結(jié)合工藝控制，不低于 0.5%）后，必須重新調(diào)校后才能生效。

2.定位器不能控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)

這種情況是定位器與調(diào)節(jié)閥連接桿不牢固導(dǎo)致，這時(shí)我們需要把反饋桿找對(duì)位置并把螺絲擰緊，“需要重新初始化”。

3.位置反饋模塊輸出信號(hào)為3.8mA，不隨輸入信號(hào)變化和位置反饋沒(méi)有輸出信號(hào)第一種情況為位置反饋模塊與主板的連接沒(méi)有不夠緊密，需要重新插拔; 第二種情況則為反饋模塊的電纜沒(méi)有接入到主板或接觸不好。

4 壓電閥內(nèi)部膜片漏，壓電閥內(nèi)部膜片共有三層膜片，在閥頂部還有一片異形密封墊，當(dāng)閥門動(dòng)作頻繁（有的工藝閥門就要在一個(gè)位置小范圍比較高頻次的動(dòng)作），膜片背壓不斷變化，造成膜片老化快，還有閥門操作時(shí)瞬間全開全關(guān)的沖擊多次后膜片損壞的也快，還有外部溫度影響，比如空壓機(jī)入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)閥處于空壓機(jī)室，夏天溫度超過(guò)50度，冬天室溫為零下，所以以上溫差也是造成壓電閥膜片加速老化的一個(gè)原因，以上膜片漏的問(wèn)題需有針對(duì)性的對(duì)特殊位置閥門的定位器壓電閥膜片進(jìn)行有計(jì)劃的更換。

5 SITRANS PS2智能電氣閥門定位器不同的功能模塊損壞，造成定位器無(wú)法使用時(shí)，因?yàn)橹悄荛y門定位器功能實(shí)現(xiàn)都已經(jīng)模塊化，結(jié)合這個(gè)特點(diǎn)，并對(duì)機(jī)組開機(jī)以來(lái)閥門定位器故障的統(tǒng)計(jì)、分析后，我認(rèn)為可以對(duì)智能閥門定位器的故障處理采取模塊對(duì)模塊的處理方式，就是利用閥門定位器的模塊化結(jié)構(gòu)作為處理故障的基礎(chǔ)，我將定位器的故障大體分為三類：1.閥門定位器控制模板故障，2.閥門定位器反饋部件故障（反饋電阻異常和反饋信號(hào)機(jī)械傳送裝置有問(wèn)題），3.閥門定位器氣動(dòng)放大部件故障（主要是壓電閥膜片損壞），以上故障部件均是模塊化部件，當(dāng)閥門定位器輸入部分控制失靈（定位器供電正常）， 在閥門定位器上進(jìn)行本地操作能使閥門正常開關(guān)，有時(shí)閥門定位器還沒(méi)有顯示，這時(shí)可更換控制模板，然后再重新調(diào)試初始化，如果是閥門定位器反饋無(wú)法定位，或是反饋不準(zhǔn)，或是反饋無(wú)法校對(duì)，那就更換反饋部件模塊，如果是閥門定位器的氣動(dòng)輸出回路有問(wèn)題造成氣缸無(wú)輸入氣壓或是氣壓不足，使氣缸開關(guān)位置波動(dòng)大，閥門開關(guān)異常，這種情況下就要更換氣動(dòng)放大部件，主要是更換壓電閥，這樣對(duì)以上智能閥門定位器的故障處理就變成了更換模塊的操作，以上處理故障流程經(jīng)班組多人多個(gè)不同故障的磨練，故障處理時(shí)間下降三分之二，最主要的還大大提高了班組人員獨(dú)立判斷故障、解決故障的能力，換下的功能模塊可送檢修或包保單位及時(shí)處理恢復(fù)，如是壓電閥膜片漏，換下的壓電閥馬上就可以更換膜片，壓電閥處理好經(jīng)測(cè)試后可作為備品使用，這種模塊化處理故障模式不但節(jié)約時(shí)間而且節(jié)約大量的設(shè)備資金。

三、結(jié)論

綜上所述，一種先進(jìn)的設(shè)備在維護(hù)過(guò)程中不但要掌握它的原理、結(jié)構(gòu)、調(diào)試要點(diǎn)、常見故障，而且要善于總結(jié)，摸索出故障處理規(guī)律和新方法，這樣就能極大提高自身應(yīng)對(duì)不同問(wèn)題的能力，特別是鞍鋼當(dāng)前處于困難狀態(tài)，更需要這種能力將自己為企業(yè)貢獻(xiàn)最大化，為鞍鋼早日實(shí)現(xiàn)扭虧盈利做出貢獻(xiàn)！

參考文獻(xiàn)：

[1]西門子智能閥門定位器說(shuō)明書及技術(shù)手冊(cè).