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中致閥門
ZHONGZHI VALVE
如何處理三聚氰胺裝置智能閥門定位器的故障
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作者:zzfmzz
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發(fā)布時間: 2019-09-04
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智能閥門定位器是新一代產(chǎn)品，其工作原理，結(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)構(gòu)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(qū)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(zhuǎn)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?qū)Ч?。這個模塊基座包括一些子模塊：I/P轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器子模塊。I/P轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)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(gòu)。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(gòu)的診斷信息。閥門和執(zhí)行機構(gòu)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(diào)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(jié)構(gòu)氣缸頂部的氣流，且打開來自活塞另一側(cè)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(gòu)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(guān)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(diào)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(diào)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(jié)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(diào)校時發(fā)現(xiàn)DCS的輸出卡只能驅(qū)動NELESND8221/S1定位器調(diào)節(jié)閥僅動作28%的行程，具體解決辦法，更換驅(qū)動較大的安全珊（內(nèi)阻較小）減小了安全珊在調(diào)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
精確的閥位信號，是控制系統(tǒng)的重要參數(shù)，是構(gòu)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)境的機會減到最小，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(guān)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(diào)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(diào)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(zhuǎn)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(guān)，經(jīng)多次調(diào)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，最后發(fā)現(xiàn)ND800智能定位器的反饋桿與定位器內(nèi)部信號轉(zhuǎn)換部分為非接觸感應連接。反饋桿可以360度任以旋轉(zhuǎn)，造成反饋桿與閥桿連接相差180度，重新安裝調(diào)校功工作正常
（3）小開度振蕩。調(diào)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(diào)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(nèi)，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(diào)整，保證其工作質(zhì)量。
3）定期對調(diào)節(jié)閥進行檢修和維護，確保閥門工作質(zhì)量。同時對DCS調(diào)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(diào)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(diào)校方便。
1.結(jié)構(gòu)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(qū)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(zhuǎn)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?qū)Ч?。這個模塊基座包括一些子模塊：I/P轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器子模塊。I/P轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)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(gòu)。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(gòu)的診斷信息。閥門和執(zhí)行機構(gòu)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(diào)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(jié)構(gòu)氣缸頂部的氣流，且打開來自活塞另一側(cè)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(gòu)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(guān)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(diào)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(diào)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(jié)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(diào)校時發(fā)現(xiàn)DCS的輸出卡只能驅(qū)動NELESND8221/S1定位器調(diào)節(jié)閥僅動作28%的行程，具體解決辦法，更換驅(qū)動較大的安全珊（內(nèi)阻較小）減小了安全珊在調(diào)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
精確的閥位信號，是控制系統(tǒng)的重要參數(shù)，是構(gòu)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)境的機會減到最小，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(guān)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(diào)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(diào)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(zhuǎn)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(guān)，經(jīng)多次調(diào)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，最后發(fā)現(xiàn)ND800智能定位器的反饋桿與定位器內(nèi)部信號轉(zhuǎn)換部分為非接觸感應連接。反饋桿可以360度任以旋轉(zhuǎn)，造成反饋桿與閥桿連接相差180度，重新安裝調(diào)校功工作正常
（3）小開度振蕩。調(diào)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(diào)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(nèi)，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(diào)整，保證其工作質(zhì)量。
3）定期對調(diào)節(jié)閥進行檢修和維護，確保閥門工作質(zhì)量。同時對DCS調(diào)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(diào)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(diào)校方便。