技術(shù)頻道

娓娓工業(yè)
您現(xiàn)在的位置: 中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng) > 技術(shù)頻道 > 應(yīng)用方案 > 淺析智能閥門定位器在化工裝置的應(yīng)用

淺析智能閥門定位器在化工裝置的應(yīng)用

時(shí)間:2008-09-30 15:35:00來(lái)源:fenghy

導(dǎo)語(yǔ):?介紹智能閥門定位器的組成、工作原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用。
摘要:    介紹智能閥門定位器的組成、工作原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用。闡述在化工控制過(guò)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(guò)程控制的精確性和穩(wěn)定性。 關(guān)鍵詞:智能閥門定位器 壓電閥 調(diào)校 調(diào)節(jié)閥是控制系統(tǒng)的終端,一旦其發(fā)生故障,將直接影響裝置的安全運(yùn)行,對(duì)生產(chǎn)過(guò)程影響非常大。運(yùn)用智能閥門定位器,能夠改善調(diào)節(jié)閥的流量特性和性能,可以通過(guò)與DCS或總線設(shè)備進(jìn)行數(shù)字信息通訊,提升企業(yè)生產(chǎn)控制能力,為裝置的安全穩(wěn)定生產(chǎn)提供保障。下面以美國(guó)FLOWSERVE公司生產(chǎn)的Logix520智能閥門定位器在我廠的應(yīng)用為例,介紹智能閥門定位器。 1. 常規(guī)定位器存在的不足 1) 常規(guī)定位器多為機(jī)械力平衡原理,它采用噴嘴擋板機(jī)構(gòu),可動(dòng)件較多,容易受溫度波動(dòng)、外界振動(dòng)等干擾的影響,耐環(huán)境性差;彈簧的彈性系數(shù)在惡劣環(huán)境下能發(fā)生改變,會(huì)造成調(diào)節(jié)閥非線性,導(dǎo)致控制質(zhì)量下降;外界振動(dòng)傳到力平衡機(jī)構(gòu),易造成部件磨損以及零點(diǎn)和行程漂移,也使定位器難以工作; 2) 由于噴嘴本身的特性,執(zhí)行器在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)也要大量消耗壓縮空氣,若使用執(zhí)行器數(shù)量較多,能耗較大;而且噴咀本身是一個(gè)潛在故障源,易被灰塵或污物顆粒堵住,使定位器不能正常工作; 3) 常規(guī)定位器手動(dòng)調(diào)校時(shí)需要使用專用設(shè)備、不隔離控制回路是不可能的,且零點(diǎn)和行程的調(diào)整互相影響,須反復(fù)整定,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,非線性嚴(yán)重時(shí),則更難調(diào)整。 2.Logix520智能閥門定位器的組成和原理 2.1 Logix520智能閥門定位器的組成 Logix520智能閥門定位器是一種具有HART通信協(xié)議的智能閥門定位器,由三部分組成:微處理器電子控制的模件,包括HART通信模塊和就地用戶界面開(kāi)關(guān);電/氣動(dòng)轉(zhuǎn)換器模件的壓電閥;閥位傳感器。 2.2 Logix520智能閥門定位器的工作原理 整個(gè)控制回路由兩線、4~20mA信號(hào)控制。HART模件送出和接收疊加在4~20mA信號(hào)上的數(shù)字信息,實(shí)現(xiàn)與微處理器的雙向數(shù)字通信。模擬量的4~20mA信號(hào)傳給微處理器,與閥位傳感器的反饋進(jìn)行比較,微處理器根據(jù)偏差的大小和方向進(jìn)行控制計(jì)算(一級(jí)控制),向壓電閥發(fā)出電控指令使其進(jìn)行開(kāi)、閉動(dòng)作。壓電閥依據(jù)控制指令脈沖的寬度對(duì)應(yīng)于氣動(dòng)放大器輸出壓力的增量,同時(shí)氣動(dòng)放大器的輸出又被反饋給內(nèi)控制回路,再次與微處理器的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行比較運(yùn)算(二級(jí)控制),通過(guò)兩級(jí)控制輸出信號(hào)到執(zhí)行機(jī)構(gòu),執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)空氣壓力的變化控制著閥門行程。當(dāng)控制偏差很大時(shí),壓電閥發(fā)出寬幅脈沖信號(hào),使定位器輸出一個(gè)連續(xù)信號(hào),大幅度的改變至執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)壓力驅(qū)動(dòng)閥門快速動(dòng)作;隨著閥門接近要求的位置,命令要求的位置與測(cè)得位置的差值變小,壓電閥輸出一個(gè)較小脈寬的脈沖信號(hào),斷續(xù)、小幅度的改變至執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)壓力,使執(zhí)行機(jī)構(gòu)接近新命令位置的動(dòng)作平緩。當(dāng)閥門到達(dá)要求的位置(進(jìn)入死區(qū))時(shí),壓電閥無(wú)脈沖輸出,定位器輸出保持為零,使閥門穩(wěn)定在某一位置不動(dòng)。
3.Logix520智能定位器的調(diào)校 通過(guò)就地用戶界面DIP設(shè)置開(kāi)關(guān),可完成定位器的增益、正反作用、定位器特性以及是否允許自動(dòng)調(diào)校等基本設(shè)置;在不增加工具的條件下,能夠進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)校準(zhǔn)定位器;并且可以通過(guò)就地用戶界面手動(dòng)控制按鈕,實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制調(diào)節(jié)閥。 3.1自動(dòng)調(diào)校 將“Quick_cal”DIP開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”,按住定位器就地界面板上的“Quick_cal”按鈕約三秒鐘,定位器會(huì)全關(guān)閥門并登記0%位置,然后,打開(kāi)閥門到停并登記100%位置,反復(fù)進(jìn)行兩遍,在這一過(guò)程中,定位器要測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向的定位速度,以確定最小的定位增量(第二遍過(guò)程中在50%略停檢測(cè)閥位中點(diǎn)偏移),其間面板上狀態(tài)指示燈會(huì)按“Y-R-G-G”的順序閃亮,表明校準(zhǔn)正在進(jìn)行中。當(dāng)指示燈回到從綠燈開(kāi)始的變化順序時(shí),校準(zhǔn)自動(dòng)完成。 3.2手動(dòng)調(diào)校 將“Quick_cal”DIP開(kāi)關(guān)置于“慢進(jìn)”,校準(zhǔn)過(guò)程會(huì)在一開(kāi)始時(shí)關(guān)閉閥門,零點(diǎn)位置自動(dòng)定在閥座處,量程則需用戶手動(dòng)設(shè)定;當(dāng)面板上狀態(tài)指示燈按“Y-R-R-G”順序閃亮,使用“慢進(jìn)↑”按鈕,手動(dòng)把閥門調(diào)到約100%位置,然后同時(shí)按兩個(gè)“慢進(jìn)”按鈕,閥門會(huì)進(jìn)行開(kāi)關(guān)行程,當(dāng)面板上狀態(tài)指示燈再次按“Y-R-R-G”順序閃亮?xí)r,使用“慢進(jìn)↑”按鈕,再次調(diào)節(jié)閥門到精確的100%,然后再次同時(shí)按兩個(gè)“慢進(jìn)”按鈕,登記100%位置,在之后完成校準(zhǔn)的過(guò)程中,再不需要操作。當(dāng)指示燈回到從綠燈開(kāi)始的順序時(shí),完成校準(zhǔn)。 這個(gè)功能使調(diào)校工作方便快捷,而且調(diào)校的線性好,精度高,響應(yīng)速度和死區(qū)適中,穩(wěn)定性好。 4. Logix520閥門定位器的其他特點(diǎn) 1) 就地面板裝有紅黃綠三個(gè)發(fā)光二極管,通過(guò)多種組合指示操作狀態(tài)或警告工況,具有診斷、監(jiān)測(cè)功能;三個(gè)LCD閃亮順序組合所表示的基本含義:任何以綠色開(kāi)始的閃亮順序,表明處于正常操作模式,沒(méi)有內(nèi)部問(wèn)題、錯(cuò)誤和報(bào)警;任何以黃燈開(kāi)始的閃亮順序,表明是在特殊校驗(yàn)或測(cè)試狀態(tài);任何以紅燈開(kāi)始的閃亮順序,表明存在操作問(wèn)題或故障。 2) 耗氣量非常小,在0.6 MPa穩(wěn)定狀態(tài)下,僅為0.12NM3/h,不足常規(guī)定位器的8 %;對(duì)氣源壓力的變化不敏感; 3) 采用同一型號(hào)既可用于直行程又可用于角行程;通過(guò)選配雙作用模件,可以實(shí)現(xiàn)控制雙作用活塞缸執(zhí)行器; 4) “緊閉”功能默認(rèn)設(shè)置起始風(fēng)壓,確保執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)閥座適宜的定位壓力,使調(diào)節(jié)閥在不同工況下保證零位“緊密關(guān)閉”; 5) 使用HART通訊協(xié)議,與定位器進(jìn)行雙向通信; 5.在實(shí)際使用中應(yīng)該注意的問(wèn)題 5.1 對(duì)調(diào)節(jié)信號(hào)的帶負(fù)載能力有較高的要求 在實(shí)際使用過(guò)程中,由于Logix520定位器的輸入阻抗較高,當(dāng)輸入信號(hào)為20mA時(shí),供電電壓的最小要求值為12VDC、帶負(fù)荷能力不小于600Ω,否則定位器不能正常工作;最小輸入電流不小于3.6mA時(shí),才能確保其性能。 5.2 應(yīng)合理設(shè)置定位器的動(dòng)作死區(qū) 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)?。欢ㄎ黄髟O(shè)置更改后,必須重新調(diào)校后才能生效; 5.3 Logix520定位器的安裝 定位器的安裝有一個(gè)重要原則就是,定位器、閥桿、反饋桿三部分要構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋。安裝時(shí)可以這樣檢驗(yàn):定位器安裝后,閥桿和反饋桿不連接,用手轉(zhuǎn)動(dòng)反饋桿,若閥桿動(dòng)作方向與反饋桿動(dòng)作方向相反,則說(shuō)明已構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋;此時(shí)要將調(diào)節(jié)閥閥位置于50%,并使反饋桿處于水平位置,然后將反饋桿和閥桿固定,這樣可以保證定位器工作在最佳線性段。定位器安裝不平正,也會(huì)增加其線性偏差。 5.4 Logix520定位器流量特性的選擇 調(diào)節(jié)閥的流量特性是由閥芯的加工特性所決定的,如果工藝要求與其相符,則定位器的輸出特性應(yīng)選擇線性輸出;在實(shí)際使用中,若閥芯特性與工藝要求不符,則可以通過(guò)定位器輸出特性的設(shè)置來(lái)改變閥門的整體流量特性,如可以將閥芯為線性特性的調(diào)節(jié)閥,通過(guò)把定位器輸出特性設(shè)置為等百分比特性,即可將具有線性閥芯的閥門變?yōu)榈劝俜直攘髁刻匦缘拈y門來(lái)使用。 5.5 Logix520定位器的維修 定位器不同的功能模塊損壞,造成定位器無(wú)法使用時(shí),如果整體更換,費(fèi)用高昂;這時(shí)可以利用無(wú)故障的模塊對(duì)定位器進(jìn)行重新組裝,但組裝后要根據(jù)不同的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行重新設(shè)置,由于使用定位器的調(diào)節(jié)閥(行程等)變了,利用自動(dòng)調(diào)??赡苓_(dá)不到使用要求,這時(shí)可以先手動(dòng)調(diào)校確定其行程,然后再用自動(dòng)調(diào)校校準(zhǔn)。這樣可以使調(diào)節(jié)閥定位精準(zhǔn)、具有合適的響應(yīng)速度,從而滿足過(guò)程控制的要求,也節(jié)約了大量的資金。 6. Logix520閥門定位器在某廠的實(shí)際應(yīng)用 1)某甲醇裝置C-203A/B/C氧壓機(jī)組震動(dòng)劇烈,其回流管線上的PCV-2008A/B/C調(diào)節(jié)閥,使用常規(guī)定位器,噴嘴擋板不久即出現(xiàn)磨損,零點(diǎn)量程時(shí)有漂移,定位器頻繁損壞,過(guò)程控制質(zhì)量極差、危及安全生產(chǎn);采用Logix520定位器后,由于其全密封結(jié)構(gòu),可動(dòng)部件很少,力轉(zhuǎn)換過(guò)程沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng),消除了振動(dòng)產(chǎn)生的干擾,使這個(gè)問(wèn)題隨之化解,大大降低了維護(hù)量、節(jié)約了資金,保證了過(guò)程控制質(zhì)量和裝置安全運(yùn)行。 2)某裝置氣化爐廢鍋液位LCV-2003A/B調(diào)節(jié)閥,改造前使用常規(guī)定位器,安裝在氣化爐附近,工作環(huán)境溫度較高(80℃左右),介質(zhì)狀態(tài)為高溫高壓(304℃、8MPa),為防止介質(zhì)泄漏,將填料壓得較緊,導(dǎo)致閥桿動(dòng)作遲滯緩慢,閥位產(chǎn)生階躍變化,穩(wěn)定性較差,對(duì)過(guò)程控制影響較大。而且操作難度大,儀表維護(hù)量多;采用Logix520定位器后,定位器通過(guò)兩級(jí)控制,加之與主控氣路連在一起的壓電閥可以釋放很短的控制脈沖,使輸出至膜頭的信號(hào)更精確、更穩(wěn)定,閥位的變化平穩(wěn)精準(zhǔn);還可將定位器就地界面上的“valve stability”DIP開(kāi)關(guān)撥到“Hi Friction”和“Lo Friction”選項(xiàng)中的“Hi Friction”端,用以消減閥桿承受的高摩擦力和不平衡力造成的影響,基本消除了上述問(wèn)題。 3)2005年4月,儀表維護(hù)人員巡檢至某裝置加氫反應(yīng)器液面調(diào)節(jié)閥LV-1501B時(shí),發(fā)現(xiàn)Logix520閥門定位器的狀態(tài)指示燈顯示為“R-Y-Y-Y”,由此判斷并檢查出調(diào)節(jié)閥膜頭漏氣,及時(shí)進(jìn)行了處理,避免了因調(diào)節(jié)閥動(dòng)作失靈危及裝置安全生產(chǎn);同樣還是維護(hù)人員巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)TV-0706B調(diào)節(jié)閥的Logix520閥門定位器狀態(tài)指示燈顯示“R-Y-Y-R”,由此檢查出減壓閥輸出變小,調(diào)節(jié)閥供氣壓力不足,無(wú)法滿足行程要求。維護(hù)人員檢查后發(fā)現(xiàn)減壓閥損壞,及時(shí)更換了減壓閥并按額定要求恢復(fù)氣源壓力,避免了操作過(guò)程中因調(diào)節(jié)不到位而影響過(guò)程控制和產(chǎn)品質(zhì)量。 7.結(jié)束語(yǔ) 由于采用微處理器和新型元件,智能定位器的性能有了很大的提高,適用范圍更廣,使用更加簡(jiǎn)便、可靠。還有很多廠家生產(chǎn)的智能閥門定位器,像SIEMENS的PS2、FISHER的DVC5000、YAMATAKE的AVP100等在功能上大同小異,性能上各有優(yōu)劣,而且也都在進(jìn)一步開(kāi)發(fā)軟件功能,使其得到充分應(yīng)用,提高過(guò)程控制品質(zhì),提升企業(yè)管理水平。

標(biāo)簽:

點(diǎn)贊

分享到:

上一篇:Festo氣動(dòng)技術(shù)用于車門橡膠模...

下一篇:微能WIN-V63矢量控制變頻器在...

中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明:凡本網(wǎng)注明[來(lái)源:中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權(quán)均為中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)(m.u63ivq3.com)獨(dú)家所有。如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人轉(zhuǎn)載使用時(shí)須注明來(lái)源“中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。

本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來(lái)源的稿件,均來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留稿件來(lái)源及作者,禁止擅自篡改,違者自負(fù)版權(quán)法律責(zé)任。

網(wǎng)站簡(jiǎn)介|會(huì)員服務(wù)|聯(lián)系方式|幫助信息|版權(quán)信息|網(wǎng)站地圖|友情鏈接|法律支持|意見(jiàn)反饋|sitemap

傳動(dòng)網(wǎng)-工業(yè)自動(dòng)化與智能制造的全媒體“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)

網(wǎng)站客服服務(wù)咨詢采購(gòu)咨詢媒體合作

Chuandong.com Copyright ?2005 - 2024 ,All Rights Reserved 深圳市奧美大唐廣告有限公司 版權(quán)所有
粵ICP備 14004826號(hào) | 營(yíng)業(yè)執(zhí)照證書(shū) | 不良信息舉報(bào)中心 | 粵公網(wǎng)安備 44030402000946號(hào)