ABB智能定位器震荡的一般处理方法

2013-08-09 呼明 洛阳三隆安装检修有限公司惠州分公司

  ABB智能定位器结构紧凑,功能较多,安装及调试方便,故障率低,赢得广大客户的青睐,所以应用很广泛。仅惠州炼油厂运行一部,就有320台在使用。最近发现有22台定位器震荡导致调节阀波动,由不同的原因导致出现此现象。文章通过对出现震荡的不同现象,进行分析判断,总结出原因,并逐个列出每种原因的具体处理方法。

1、ABB定位器的使用现状

  随着自动化技术的不断发展及智能设备的发展,智能阀门定位器已经在很多行业,如炼油、化工、食品、煤炭等广泛使用,并且将慢慢普及。智能定位器有很多家,如西门子、KOSO、山武、FISHER、SOMSON等,在中海油惠州炼油厂气动调节阀几乎全部使用ABB智能定位器,除了FISHER、SOMSON、西门子等进口调节阀(数量不多),以及个别使用机械式定位器调节阀之外,其他均使用ABB定位器,仅一部就有320台(全部气动调节阀373台),此定位器结构紧凑,安装调试方便,但是实际使用过程中,故障率较高,其中一个最主要的原因就是很容易引起调节阀震荡,导致调节阀盘根泄漏,工艺操作不稳定,甚至无法操作,所以有必要对定位器引起调节阀震荡进行研究,下面就根据笔者的处理经验,罗列一些调节阀震荡的现象,然后阐述一般的处理方法。

2、ABB定位器引起调节阀震荡的原因

  引起调节阀震荡的原因很多,最常见的有4种:

  (1)DCS整定参数PID不合适:调节阀室内自控波动,改为手动控制调节阀不波动。

  (2)反馈杆松动:检查反馈杆

  (3)定位器到调节阀的输出气路漏风:

  (4)定位器参数不合适:调整参数P7.0~P7.9的值较少见的有4种:

  (5)定位器电路板接线柱松脱,管线或调节阀震荡时,突然间断电,瞬间又恢复。

  (6)定位器始终有输出,导致调节阀震荡

  (7)调节阀盘根比较紧,造成调节阀小信号不动作,等调节阀动作,已经超出所给信号,阀位震荡一次,才能回到给定位置,引起调节阀震荡,这种情况只出现在刚更换过填料的调节阀。

  (8)定位器位移传感器坏,在某一个点位移传感器故障,会出现ERROR12故障报警,定位器自动复位,3s后恢复,期间定位器不输出风压,调节阀动作,当错过这个位置,定位器就按正常输出,所以出现震荡,如果信号偏差大一点,直接跳过此点,输出没有影响,所以必须以1%的偏差才能试出来。

  以上5与8这两种情况,均可以让DCS做4~20mA叠加HART监视有没有故障报警来判断。回路出现断路与故障,均会发出故障报警。

3、调节阀震荡的原因的判断及解决方法

  针对上面列出的8种原因,我们一一进行分析判断,讲述相应的解决方法:

  (1)如果调节阀在自动控制状态下震荡,让操作人员将自动控制改为手动控制,调节阀不震荡,一旦改为自动控制就震荡,说明DCS整定参数PID不合适,适当调整DCS控制参数PID值,问题将得到解决。

  (2)如果调节阀在手动控制状态下,出现震荡,就要进行仔细分析判断,首先检查定位器反馈杆是否松动,检查方法为目测或拨动一下反馈杆,使调节阀动作,然后松开,如果调节阀能回到原位,说明反馈杆正常,否则,反馈杆松动,需要重新安装反馈杆,问题将得到解决。

  (3)如果调节阀在手动控制状态下,出现震荡,用泡沫液或肥皂水试漏,喷洒在定位器的输出气路上的所有接头及密封点,包括调节阀的膜头,检查是否有漏点,如果调节阀在切除状态,可以将定位器改到手动控制模式,给到中间阀位,等1min,阀位稳定,气路不漏风,不稳定,气路漏风,处理漏点。

  (4)以上描述的定位器在手动控制模式给某一阀位,阀位不能稳定,如果调节阀为气关(FO),调节阀往开的方向运动,则是定位器I/P模块有故障,始终有输出造成的,这种故障并不多,从开工到现在3年多,一部只出现2台这种故障,101-FV-01706与101-LV-20101就是这样的情况,更换I/P模块,自整定后投用正常。

  (5)如果以上情况都不存在,有可能是接线端松动造成,可以轻轻拨动接线看看是否松动后接线柱松脱,如果是,需要更换电路板或重新接线,这种情况也不是经常见到,101-FV-03402与101-FV04301B/F出现过这种故障,如果不是,继续往下判断。

  (6)如果以上5种情况都不是,将定位器改到手动控制模式,让调节阀缓缓的从0%~100%之间运动1周(以0.1%梯度慢慢增加或减小),仔细看看有没有在中间位置,阀位突然间跳变或定位器断电复位,如果有,说明位移传感器在此点位置有故障,更换位移传感器,问题将解决。(如105-FV-00803与101-FV-04001C)如果没有,则说明是定位器参数不合适,需要调整参数P7.0~P7.9的值或调节阀盘根比较紧。下面重点讲述这两种故障原因的处理方法。

  (7)以101-FV-03403为例,讲解现场处理方法及过程,将2种故障原因一块解决。

  ①首先将其定位器改为1.2模式(手动模式),将调节阀阀位给到中间位置25%(10%~90%任意位置都可以),等2min,阀位没有自动变化,说明定位器输出到调节阀膜头整个气路没有漏风的地方。

ABB智能定位器震荡的一般处理方法

图1 手动控制1.2模式

  ②将模式改回到1.1模式(自控模式),让调节阀0、25、50、75、100走正反行程,发现上行程阀位很稳定,下行程调节阀震荡2~3次才能稳定,于是检查定位器设置参数P7.0-P7.9。现在简单讲述一下这些参数的作用:P7.0与P7.1是开向与关向放大比例,数值较高,控制速度快,但同时影响稳定性,数值太大将会引起波动,数值:1.0~400.0之间;P7.2与P7.3是开向与关向积分时间,数值较高,控制速度快,但同时影响稳定性,数值:10~800之间,P7.4与P7.5是开向与关向脉冲,加速启动,数值过大,引起经常超出给定值,数值:0~200之间,对于小执行器,设置为0.,2011年以后的定位器,已经取消P7.4与P7.5,P7.6与P7.7是开向与关向偏移量,个人理解,是类似与超调量的一个参数,数值大了,会引起波动,数值小了,动作速度慢。检查定位器参数发现P7.1偏大(关向放大比例为24.3),正常值应该在2~10之间(经验值),P7.3偏小(关向积分常数为83),正常值应该在120以上(经验值),P7.8偏大(关向偏移量85),正常值应该在20~60之间(经验值),将3个值分别改为5.0,300,50,保存退出后,再进行试验,发现下行程调节阀震荡1次就能稳定,又将P7.8的值降低到40,再次进行试验,上下行程均稳定。

ABB智能定位器震荡的一般处理方法

图2 开向放大比例

ABB智能定位器震荡的一般处理方法

图3 开向积分时间

ABB智能定位器震荡的一般处理方法

图4 开向脉冲

ABB智能定位器震荡的一般处理方法

图5 开向偏移量

  ③通过询问内操人员,说此阀容易在50%左右发生震荡,正常调节阀开度在40%~60%之间调节,所以就在40%~60%的范围内以1%大小的尺度试验调节阀的上下行程,发现调节阀上行程很稳定,下行程仍然波动1次后才稳定,但是已10的尺度试验,没有震荡,于是再次将P7.8的值降低到30,进行试验,没有明显变化,试验的过程中,发现下行程的时候,室内信号给出后,定位器在排气,而阀位滞后较长的时间才动作,动作的时候较快,阀位已经差3%了,所以又往反方向动作2%的阀位稳定了。给10%的信号试验就没有此现象,直接稳定,仔细检查发现调节阀的盘根比较紧,阀位偏差给小定位器排气较少,阀并不动作,等调节阀动作的时候,已经超出所给的信号,所以调节阀又返回,导致出现震荡。于是,将调节阀盘根松动0.5圈后,仍然以1%尺度进行试验,调节阀的上下行程均稳定,问题得到解决。

4、结束语

  通过对定位器波动的各种现象罗列,进行原因分析,总结出不同的处理方法。从中发现智能定位器的参数调整特别繁琐,经常出现自整定后参数不合适的现象,需要花很多时间反复试验才能达到满意的控制参数。为了缩短这部分时间,今后还要多多总结手动参数调整的经验,同时希望厂家对自整定过程参数进行进一步优化。