• <dd id="8td7i"></dd>
  • <th id="8td7i"><pre id="8td7i"></pre></th>
  • <rp id="8td7i"></rp>
  • <em id="8td7i"><acronym id="8td7i"></acronym></em><legend id="8td7i"><noscript id="8td7i"></noscript></legend>
    <progress id="8td7i"></progress>

    您好,上海自动化仪表自仪销售网欢迎您!

    官方微信|联系我们|

    上自仪微信

    上海自动化仪表股份有限公司,上海自动化仪表有限公司

    上海自动化仪表自仪销售网热线:

    021-56413113021-56725115

    您是否在找: 上海自动化仪表厂膜片压力表|上海自动化仪表厂不锈钢压力表|
    上海自动化仪表四厂简介

    气动阀门定位器创新应用的探索与实施

    来源:上海自动化仪表有限公司作者:发表时间:2022-02-11 14:57:30

     摘 要 :根据定位器冗余配置这个思路,以西门子单作用定位器为研究对象进行深入的分析,反复在实训基地测试研究,最终实践出 4 种创新型应用 :①在线更换定位器 ;②定位器与两位三通电磁阀配合使用 ;③定位器与手动阀门配合使用 ;④定位器与止回阀配合使用,其中定位器与两位三通电磁阀配合使用,具有非常大的使用价值及推广价值。

     
    引言
    在鹤壁煤化工 BDO 装置,阀门 PV3722,此阀门的作用 是 将 4.0 Mpa 的 中 压 蒸 汽 减 压 至 次 中 压 1.9 Mpa, 为后续装置使用,阀门为单台定位器。在正常生产中,出现过定位器故障导致阀门开度异常,最终导致后续装置全部停车的事故,给公司造成巨大的损失。定位器为西门子SIPART PS2 智能型,出现故障后导致阀门开度异常,如何能够改变这样现状,一种方案是重新设计管道,增加支路,在支路增加一台调节阀,两台调节阀一开一备。当一台出现故障后,切换到另外一路工作。但这种方案需要增加投入比较大,另外需要变更设计。另一种方案是从阀门附件的稳定性入手,研究如何使定位器降低故障率以及定位器故障以后,如何将损失降低。
     
    1 定位器的工作原理
    西 门 子 SIPART PS2 系 列 电 气 阀 门 定 位 器 属 于 智 能范畴,核心组成部分为微处理器,利用新型的压电阀来实现对输出压力的调节控制。针对压电阀的控制,CPU 需要借助 5 个流程,实现程序控制的目的,精准度较高,速度较快,达到对输出气源压力增减幅度的有效控制。对于其控制算法,引入了数字 PID 调节手段,结合输入信号的大小,综合考虑阀门偏差,在明确方向的前提下,对 PID 进行计算,实现 PWM 脉宽调制脉冲信号的形成,达到对压电阀开关的有效控制。由于脉冲的宽度与定位器输出气源压力大小息息相关,因而实现对气源压力输出值的针对性改变,速度较快,准确度较高。一旦偏差值较大,定位器会输出连续性质的信号,促使输出气路压力值出现大幅度变化,呈现快速与连续状态。如果偏差较小,定位器输出的脉冲信号较小,呈现断续态,幅度有限,在此基础上对气路压力进行改变。此时,不存在脉冲输出现象,维护了阀位工作的稳定性。
     
    依托压电阀器件,能够增强控制的精准度。在压电阀之中,核心元件为压电柔韧开关阀,质量不大,惯性较小,支持较高的开关频率。因此,被定义为高频率脉冲阀,达到对气路压力的有效控制,发挥对执行机构的驱动作用,在根本上提升了阀门定位的精准性。
     
    阀位反馈元件结构并不复杂,精度超高,可靠性突出,是先进的导电塑料电位器,促使执行机构的直线或转角位转化为电阻信号,满足阀位精准定为的需求,在根本上适应阀门流量特性曲线的定位要求。
     
    2 定位器调试方法
    2.1 自动整定
    合理进行执行机构的移动,与中心位置分割,实现初始化发展。①对手型键进行下按操作,时间为 5s,而后构建组态方式 ;②对方式键进行短时间操作,随后出现第二参数,同时参数需要保障与杠杆比率开关的设定值相统一 ;③对手型键进行切换操作,此时显示为 OFF。在初始化结束之后,如果需要借用 mm 表示冲程量,这步操作必不可少,需要保证显示屏的参数与刻度杆上驱动的设定值一致 ;④借助手型键完成切换操作,显示 INITA。此时,操作下按“+”键,时间在 5s 以上,进入初始化阶段。在这个过程中,“RUN1”至“RUN5”逐一显示在显示屏的下行位置。初始化需要以执行机构为基础,一般需要 15min 左右。如果出现显示“finish”字样,代表初始化结束。此时,需要下按手型键超过 5s,促使组态方式得以结束。在 5s 之后,方式键松开,手动方式运行,然后根据情况使用自动。
     
    2.2 手动整定
    ①借助手工驱动,操作直行程执行机构,促使全部冲程得以全面覆盖。也就是说,将显示电位设定在 P5.0 和P95 的区间之内 ;②按住手型键 5s,组态方式运行,显示为 WAY ;③按下手型键,采取短时间操作的方式,切换到第二参数状态,角度选择为 33°或 90°,参数值需要匹配传送速率选择器设定值 ;④借助手型键,调整到 OFF 状态,如果需要借助 mm 表示全冲程,在显示器中选择与驱动销钉在杆刻度上相同的设定值 ;⑤操作下按手型键两次,此时,显示为显示 INITM,按增加键 5s 以上,初始化开始。下按增加键 5s 以上,开始初始化 ;
     
    ⑥持续 5s 之后,显示参数发生变化,为 P32.9。此时,借助增加与减少键,促使执行机构发生运行,直到达到目标终端的首个位置。而后,下按手型键。借助这种方式,终点位置 1 取代了当前位置,同时下一步开始执行。一旦出现 RANGE,同时处于下行,终点位置此时处于规定区间之外,需要借助几种手段进行修正 :对摩擦夹紧单元进行调整,直到出现 OK显示。随后,再次按住手型键。借助增加与减少键调整到另一结束位置。下按手型键,初始化操作出现中断,此时手动方式形成,结合第 1 步进行行程的校正,界定测量位置 ;
     
    ⑦在以上步骤结束之后,显示数值为 P22.4,再用增加(+)和减少(-)键,驱动程序得以执行,抵达第二终点位置。随后,下按手型键,终点位置 2 取代当前位置 ;
     
    ⑧对于初始化的停止,其以自动的方式呈现,同时,此时RUN1 到 RUN5 顺序呈现在显示屏的下行。在初始化程序全部完成之后,会显示 FINISH。如果 3YWAY 参数输入设置了杆长,首行会出现以 mm 表示的规定冲程。短按手型键,下行会再次出现 5INITM,这就代表此时处于重来一次组态方式的状态之下。下按方式键 5s 以上,退出组态方式。在接近 5s 的时候,软键显示将出现。松开之后,将处于Manual 方式。
     
    3 定位器创新应用
    3.1 在线更换定位器
    当单台定位器在正常运行时故障后,可以通过以下方法在不停车的时候更换定位器。定位器故障后,阀门不受定位器控制,此时需要机械限位卡子或者机械手轮将阀门固定在一个位置上,用 Hart 475 手操器与有问题的定位器进行通讯。连接好后,选择“Online”右键进入,写允许,选择“yes”,然后点击“确认”键。只有写允许打开以后,后面的一些参数才可以读取更改。选择“configure项 ” 右 键 进 入, 第 一 项“initial setup” 与 第 二 项“setpoint value” 有 用( 初 始 设 置 与 设 定 点 值 ), 里面 会 涉 及 到 直 行 程 还 是 角 行 程, 选 择 33 ° 还 是 90 °,0mA ~ 20mA 还是 4mA ~ 20mA,以及电流 4mA 关,还是4mA 开,共 4 项参数,需记录好里面的数据。返回到主菜单, 进 入 第 五 项( 诊 断 ), 再 进 入“Initialization”,进 入“loading init data”, 开 始 加 载 初 始 化 数 据, 加载完成后,返回上一级菜单,然后选择第 4 项(初始参数清单),右键进入。一共有 17 项参数,分别进入每一项参数,然后记录里面的数据,加上之前的 4 项参数,一共是 21 项参数,记录未拆定位器之前的阀门行程,将有问题的定位器拆下,然后更换新的定位器。定位器安装好后,先不要开气源,将比率选择器按照拆卸的定位器选好,同时锁紧装置选择正确。按照刚才读取旧定位器的方法,将参数一项一项地写进新定位器。需注意 :475 与安装的新定位器连接后,第一步是更改读写允许,改为 yes,然后才可以写参数,否则参数无法写入。把这 21 项参数写到新的定位器里面,定位器便可直接工作,误差不会超过1%。除了初始化的 17 项参数外,其余的 4 项也可以用定位器按键手动修改。初始化参数全部写完后,定位器上的NOINI 将会消失,定位器选择到自动状态,打开气源后,通过手轮或者去掉限位,将阀门行程调到与拆定位器之前的一样,定位器便可正常工作。
     
    应用价值 :新安装的定位器需要重新整定后才能正常工作,在正常生产时,对于关键的阀门,一般不允许阀位从 0 ~ 100 反复调整,通过此方法可以将原定位器整定的参数复制到新的定位器上。这样定位器在不整定的情况下便能够正常工作,多了一种解决定位器故障的方法,降低了阀门对装置造成的影响。
     
    3.2 定位器与两位三通电磁阀配合使用
    两台单作用阀门定位器分别安装在同一台调节阀上,主进气分为两路,分别进入定位器 1 与定位器 2。两台定位器的出气,分别进入两位三通电磁阀的进气口 P 与排气口 R,电磁阀的出气口进入到阀门的气缸,在 DCS 侧增加一分二安全栅,定位器同时接收 4 mA ~ 20 mA 信号,定位器反馈信号同时送至 DCS。电磁阀选用直流 24 V,当电磁阀带电时定位器 1 排气,通过两位三通电磁阀进气口P 进入,从 A 出气口排出进入阀门气缸,此时定位器 1 起作用,定位器 2 因气路不通,属于备用状态。当电磁阀失电时,定位器 2 的排气通过两个三通电磁阀排气口 R 进入,从 A 出气口排出进入阀门气缸,此时定位器 2 起作用,定位器 1 因气路不通,属于备用状态,如图 1 定位器与两位三通电磁阀气路图所示。
    定位器与两位三通电磁阀气路图
    应用价值 :对于重要的工况,重要的阀门可以配置双定位器,目前化工装置基本全部是单台定位器,当定位器故障时,无法及时处理,导致系统波动或者停车。可以选择安装两台定位器,将定位器 1 与定位器 2 分别校验。定位器选用带阀位反馈,将阀位信号送至 DCS 系统,在 DCS系统做逻辑运算。当阀门给定的指令开度与阀位反馈的偏差过大时,或者系统能够判断阀门异常时,通过电磁阀的得电与失电,自动将定位器切换到另外一台,这样便达到了冗余的目的,增加了化工生产的稳定性、安全性。
     
    3.3 定位器与手动阀门配合使用
    两台单作用阀门定位器分别安装在同一台调节阀上,主进气分为两路,分别进入定位器 1 与定位器 2,两台定位器的出气口分别增加手阀 1 与手阀 2,阀后两路气汇合后进入阀门气缸。在 DCS 侧增加一分二安全栅,定位器同时接收 4 mA ~ 20 mA 信号,如图 2 定位器与手动阀门气路图所示。
    定位器与手动阀门气路图
    应用价值 :在自动化要求不高或阀门异常后不是十分紧急的场合,可以用增加手动阀的方式,定位器可以配置不带反馈。在正常使用时,手阀一个打开一个关闭,关闭的一路定位器备用。当定位器故障后,将关闭的手阀打开,打开的手阀关闭 ;在切换定位器时,阀位会有小幅度的波动。
     
    3.4 定位器与止回阀配合使用
    两台单作用阀门定位器分别安装在同一台调节阀上,主进气分为两路,分别进入定位器 1 与定位器 2。两台定位器的排气分别增加止回阀 1 与止回阀 2,止回阀后气路汇合后进入到阀门气缸,在 DCS 侧增加一分二安全栅,定位器同时接收 4 mA ~ 20 mA 信号,定位器反馈信号同时送至 DCS,如图 3 定位器与止回阀气路图所示。
    定位器与止回阀气路图
    应用价值 :两台定位器同时进气到阀门气缸,会出现两台定位器无法找到反馈位置的情况,导致定位器喘动,将定位器的死区设置大一些能够解决喘动的问题,一般设置在 5% 以上,设置后两台定位器能够同时工作,但是降低了阀门的控制精度。当一台定位器故障后,另外一台定位器能够立马起作用工作,阀门会有微小的喘动,对于要求调节品质不是很高的可以考虑此种方式,总的来说此种应用形式使用价值不大。
     
    4 小结
    本文通过实际的研究探索,摸索出了一些创新应用。其中,两台西门子单作用定位器与一台两位三通电磁阀组合在一起,已经在实践中得到了很好的应用效果,其它用户可以直接借鉴应用。本文选用的定位器是西门子压电阀式,对于其它原理形式定位器的双冗余用法起着抛砖引玉的作用,希望能够激发更多的定位器应用方式,同时能够让定位器厂商更清楚地知道用户的痛点,激发研发者开发出更好的产品。