浅谈智能电气阀门定位器的应用

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)广州龙沙工程咨询有限公司 作者:姚明源

1、概述

  在石油化工生产自动化控制系统中,调节阀的选用对控制精度而言至关重要,它的使用情况影响到产品质量,并关系到装置的安全。而阀门定位器作为调节阀的主要附件,能够改善阀门特性,提高控制的精度和速度,是提高调节阀控制性能的一个重要前提。目前,国外有许多著名公司如西门子公司、ABB、FISHER公司等开发的智能化电气阀门定位器,而智能定位器具有高度自动化、安装简单、免日常维护等优点,应用也越来越广泛。

2、智能定位器的优越性能

  传统常规定位器采用的是机械力平衡原理即喷嘴挡板机构,存在以下几个问题:

  (1)可动部件多,易受外界振动的影响。

  (2)耐环境性差,易受温度波动的影响。

  (3)由于尺寸衬垫摩擦等影响,不易实现最佳控制。

  (4)喷嘴易被灰尘和污物颗粒堵住,造成定位器不能工作。

  (5)须提供连续气源,能耗大。

  (6)运行中不能进行手动调整,且手动调整很费时。

  而智能定位器刚好能在这些方面提高其性能,具有高环境适应性、控制精度高、投运维护量小和操作费用低等方面的优越性能,并且在实际的应用中也发挥出了重要作用。

3、智能定位器操作原理及功能

3.1、智能定位器操作原理

  智能定位器一般由微处理器(μCPU)、转换器、电磁阀和压电控制阀及双气动系统等部分组成。其操作原理不同于原来的喷嘴挡板结构式定位器,其给定值和设定值的比较均是通过电信号来比较,而不再是通过力或力矩平衡来实现。用微处理器的程序代替原来易受干扰的力平衡方式,可消除理转换及机械传动产生的问题。

  其操作原理如下:通过刚性的不振荡的连杆,把调节器的行程或转角转换成电信号,多数通过电位器,西门子公司采用的不是常规的电位器,而是一种装有球轴承和非常耐用电阻薄片。给定电信号也输入至微处理器,微处理器将两种信号比较,产生偏差。产生偏差后,微处理器发出一个控制指令,通过一个五通路的插件传递给压电式阀,控制压电式阀的输出压力,也就是控制执行机构气室的压力,从而控制调节阀的动作。当偏差较大时,输出一个连续的指令;偏差较小时,无控制指令输出;当偏差适中时输出一个连续的脉冲指令。

3.2、智能定位器的主要功能:

  (1)简化行程和压力换向的调整。

  (2)实现分程调解。

  (3)可调节响应速度,防止长管道压力波动。

  (4)可选择流量特性。

  (5)规定调节阀的上下行程。

  (6)实现报警功能。

  (7)据诊断和监测功能。

  (8)实现在线修改参数。

  (9)功耗仅为常规定位器的百分之零点二。

4、智能定位器的调试

  由于智能定位器具有微处理器,能够存储相当多的内部参数,也能够处理相当多的运算步骤,因此,它的调试与常规的定位器调试方法截然不同。以西门子智能定位器SIPARTPS为例,主要有以下三个步骤:

4.1、智能定位器的安装

  与常规定位器相比,智能定位器同样有专用的安装板和行程销,同样需要安装紧固,同样需要在开度一半时,反馈杆保持水平。

  另外,在西门子智能定位器背面一侧,还有上下公差带的区域标志,在上公差带内必须保证阀门开度在4.0%~13%,在下公差带必须保证阀门开度在54%~97%。否则,就不能自检成功。

4.2、智能定位器的自检调试

  (1)智能定位器接入回路后,定位器的液晶显示屏上显示Pⅹⅹ.ⅹ,其中P表示手动调试(在此步完成前定位器不能投入运行),ⅹⅹ.ⅹ表示目前的显示阀位。

  (2)按下功能键 ,进入内部参数状态,LCD上交替闪动显示“YFct”和“nLin”;按动功能键 ,显示屏又交替显示“init”和“no”,在显示“no”时按 键使该字母固定。 (3)按下功能键 或者 ,让执行机构动作,使阀门处在非全开和全关位置。否则将影响后面的自检和调校过程。 (4)按 键>5s,待出现“Strt,run1”字母后再松开。若出现 或者 时,则向左或右调节连接器;或者调节定位器的安装高度,使显示 。 (5)然后按 键,让定位器继续运行。定位器依次运行“run1,run2,run3,run4,run5”步后,显示屏会显示oCAY字母,表明 位器自检功能结束。

  其中,run1决定动作方向。运行此步时,定位器输出气源压力降至零,定位器自动检查执行机构的动作方向;

  run2检查执行机构的行程、调整零点和行程。运行此步时,定位器输出气源压力先从最小再到最大,反复检查阀的行程范围

  与显示的阀位是否符合规定,如果符合上下公差带的要求,则此步能往下运行,否则就自检不下去,必须重新调整定位器的安装高度或者调节连接器而后重新运行run1;

  run3确定并显示阀位的变化量。该步所显示的dⅹⅹ.ⅹ和Uⅹⅹ.ⅹ分别表示阀位的上下调整量;

  run4确定阀位的最佳响应精度。运行此步时,定位器输出气源压力一点一点增加,直到阀位有所变化,然后再一点一点减少,使阀位也有所动作,算是调试完毕;

  run5是指最佳优化定位器的瞬时特性。运行此步时,定位器输出气源压力先增加使阀门动作,而后再降低使阀门反向动作,从而调整定位器的瞬时响应特性。

4.3、定位器技术参数的调校

  (1)在定位器自检功能调校好后,显示屏交替显示“init,Ocay”字母,按 浅谈智能电气阀门定位器的应用键,显示又交替显示“YFcT,nLin”字母。

  (2)根据调节阀的实际流量特性,通过修改该参数来选择。

  (3)按 浅谈智能电气阀门定位器的应用键,进入下一个参数“SCUr”,根据实际进行设定。

  (4)以此类推,按顺序将定位器的内部技术参数逐个进行设定。

  (5)当显示屏交替显示“PrST,no”字母时,如果技术参数已设定好,则必须选“no”字母,否则就又回到出厂预置状态。具体见表1定位器的内部技术参数:

表1 定位器的内部技术参数

定位器的内部技术参数

5、小结

  在石油化工行业行业,为严格保证工艺的生产过程以提高产品质量,或者为了改善控制系统,提高控制精度,又或者因为工艺过程管线振动较大,使用常规定位器难以控制的场所,均要用到智能定位器,智能定位器的应用会越来越广泛。由于智能定位器的内部结构特殊,国内目前仅有少数厂家的智能定位器投放市场,其特性与国外智能定位器基本一致,填补了国内智能定位器的空白。相信不久的将来,随着自动化程度的不断提高,智能定位器会越来越普遍地运用到工业控制中去。

  浅谈智能电气阀门定位器的应用为真空技术网首发,转载请以链接形式标明本文首发网址。

  http://www.chvacuum.com/tiaojiefa/083863.html

  与 调节阀 阀门定位器 相关的文章请阅读:

  调节阀http://www.chvacuum.com/tiaojiefa/