智能阀门定位器的工作原理及故障处理
1定位器的发展历史
电子技术和自动化技术的迅速发展,使得控制系统技术中的先进性已经超过了调节阀和定位器的发展,在今天的自动调节系统中,大多数变送器是带有数字或模拟输出的电子装置,并且调节器的输出也几乎都是电子信号,但大多数的最后控制单元包括调节阀都是气动的。
随着多种微处理器及微型计算机的应用,智能技术已广泛应用于各种测量控制仪表。目前,国外一些在工业自动化领域有着多年经验和雄厚技术优势的大公司,如西门子、费希尔一罗斯蒙特等,相继研制成功了智能型电气阀门定位器(即带有微处理器的定位器),国内这方面起步较晚。
2定位器的基本原理与主要作用
定位器是提高调节阀性能的重要手段之一。要理解阀门定位器在一个过程系统中所扮演的角色,见图1有定位器的自动调节系统。 </div><div> 图中r为被调量的设定值;Y为被调量;y为被调量的测量值;u为调节器的输出信号(与执行器即调节阀的开度成一定的关系);f为定位器的输出信号;C为阀门位置信号。定位器利用闭环控制原理,将从调节器来的调节信号(4~20mA或3~15psi)与从执行器来的阀门反馈位置信号相比较,根据比较后的偏差使调节阀执行机构动作,从而使阀芯准确到位,达到定位的目的。
3西门子智能阀门定位器的工作原理
智能阀门定位器电路部分采用了CPU运算处理器,将控制阀门开度的输入信号和反应阀门位置的反馈信号经过比较,得到的偏差值通过CPU微处理器处理后输出给压电阀,压电阀作为转换元件,在有偏差值时经过转换去驱动执行机构动作,消耗一定的电能,这样阀门定位器的耗能就比较低。这是智能阀门定位器相对于其他类型定位器的优越性所在。当定位器初始化后,调节阀的慢步区、死区就确定下来,当偏差大于慢步区时,压电阀持续闭合,阀门动作快,在慢步区,压电阀接收信号小,阀门动作趋缓,在死区,压电阀没有得到信号,阀门不动作,这种工作特性符合工艺控制要求,避免了超调,提高了调节质量。
4西门子智能阀门定位器的特点
智能阀门定位器与常见的阀门定位器相比,有许多独特的优点,例如:
(1)易于安装,能进行自动初始化;
(2)操作简单方便,用三个按键就能实现定位器多种功能的设置;
(3)经过简单的组态就能实现多种功能(比如更改开关方向和分程调节);
(4)直行程和角行程执行机构均采用同一型号的阀门定位器;
(5)具有自诊断功能,便于对阀门和定位器进行维护;
(6)工作时耗气、耗能量极小;
(7)具有“紧密关闭”功能,确保调节阀的关闭,减少泄露;
(8)可以很方便地集成PROFIBUS PA、HART及FF总线通讯功能;
(9)在恶劣的环境中,可以选择外部非接触式位置传感器;
(10)可动部件少,振动场合对调节阀影响小。
5西门子SIPART PS2阀门定位器的故障处理
定位器不定时地发出噗哧噗哧的声音,调节阀产生震动,这是由于定位器后的气路有泄漏,用肥皂水检测定位器出口气路及执行机构磨头位置,发现有泄漏的地方处理既可。
调节阀控制曲线不理想,阀门定位器参数12SFCT项中,内置了六种调节阀常用的流量特性和一种用户自定义的流量特性,每一台调节阀都有其固有的流量特性,通常定位器的此项参数只要设置成Lin就可以遵循调节阀固有的流量特性。若调节阀流量特性与工艺要求不符,则可以通过参数12SFCT项的设置来改变调节阀的整体流量特性。总之,根据实际情况灵活地设置参数12SFCT项就可以达到工艺要求。
6总结
智能阀门定位器可用于直行程和角行程的阀门。它的操作非常简单,可以在现场通过手动按键和LCD进行操作,也可以在控制室通过HART接口或PROHBUS PA协议选用SIMATIC PDM过程设备管理软件对其进行操作,大大方便了使用和维护(来源设备管理网)。
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