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智能閥門定位器在壓縮機防喘振控制中的應用
來源:陳先生 發布時間:2014-1-14

1 引言
    在壓縮機防喘振控制中,調節閥的選用對精度控制而言至關重要,它的使用情況影響到壓縮機的穩定運行,并關系到裝置安全生產。中原大化公司各壓縮機防喘振閥使用的調節閥包括各個廠家多種類型的產品。但絕大多數防喘振閥安裝的是普通閥門定位器。
    2 智能閥門定位器
    美國Fisher-Rosemount公司Fieldvue dvc 6000系列數字閥門定位器Fieldvue具有獨立模塊基座,可以很方便地在現場更換而不必拆現場的導線或導管。這個模塊基座包括一些子模塊:I/P轉 換器;PWB(印刷電路版)組件;氣動中繼器;指示表。模塊基座可以通過換子模塊而重新組合。Fieldvue系列數字閥門控制器通過進入端子盒的一對雙 絞線接受輸入信號和電能,輸入信號同時到PWB組件子模塊,在那里它被附加許多參數,例如多段折線性化中的節點坐標,極限值和其他數值。然后PWB組件子 模塊送信號給I/P轉換器子模塊。I/P轉換器轉變輸入信號成為氣壓信號。該氣壓信號送到氣動中繼器,加以放大并作為輸出信號送到執行機構。該輸出信號也 可以被安置在PWB組件子模塊上的壓力敏感元件所感受。用于閥門執行機構的診斷信息。閥門和執行機構的閥桿位置當作輸入信號引入PWB子模塊,用作數字式 閥門控制器的反饋信號,數字式閥門控制器上也可以配備指示表,指示氣源壓力和輸出壓力。
    2.1 自診斷與控制能力
    (1)關鍵閥門使用跟蹤參數。儀表健康狀態參數檢測。預定格式閥門性能階躍維護測試。關鍵閥門使用跟蹤參數可監控閥桿的總行程(行程累積)及閥桿行程轉向 (周期)的次數。如果儀表的內存、處理器或檢測器有任何問題,則儀表的健康狀態參數報警。一旦有問題發生,可確定該儀表將如何對該問題作出反應。假如,若 壓力檢測器有故障時,儀表是否應當關閉?也可選擇哪一個元件出毛病將引起儀表關閉(是否問題嚴重,足以引起關閉)。這些參數指示以報警形式報告。監控性報 警可以提供有關有問題的儀表、閥門或過程的瞬間指示。
    (2)標準控制與診斷。所有DVC6000數字式閥門控制器都包含標準的控制與診斷。標準控制包括AO與PID功能塊。標準診斷包括下列診斷測試:a)動 態誤差帶;b)驅動信號;c)輸出信號。動態誤差帶、驅動信號及輸出信號是動態掃描測試。這些測試是在被控制的速度下轉變傳送器塊(伺服機構)的設定點并 繪出閥門的操作以確定閥門的動態性能。例如,動態誤差帶測試是滯后與死區加“回轉”。滯后與死區是靜態的質量。然而由于閥門是在運動著的,就帶來了動態誤 差和“回轉”誤差。動態掃描測試給出了較好的指示,即閥門在過程條件下將如何操作,那將是動態而不是靜態。在個人計算機上運行ValveLink軟件可完 成標準與先進診斷測試。
    (3)先進診斷。具有先進診斷的儀表可完成標準診斷所包含的動態掃描測試內容加上第4個動態掃描測試,即閥門特征測試以及4個階躍診斷測試。閥門特征測試可讓您確定閥門/執行機構的摩擦力、臺架測試壓力信號范圍、彈簧剛度及閥座關閉力。
    2.2 過程總線
    費希爾控制設備性能服務部門可使用具備過程診斷能力的儀表來評估閥門、過程及變送器而基金會現場總線控制回路仍處于自動狀態,而且過程繼續生產產品。利用 過程診斷,性能服務部門將能夠識別與找出哪一個過程的組成單元有可能今天引起質量問題。盡管過程診斷需要啟動運行,其終點卻是要由過程或操作員干預才能確 定的。過程診斷可同時在多個閥門上進行。
    3 應用和維護
    3.1 應用概況
    FIELDVUE智能閥門定位器于2009年4月安裝使用于合成氨項目空氣壓縮機防喘振閥及甲醇項目的六大機組的防喘振閥共28臺,主要用于更換一些重要 控制點的回路場合。我們使用手操器對其進行了組態和校驗,其線性度可達99%,零點和量程及回差均可以控制在精度要求的范圍之內,控制極其穩定且抗干擾的 能力也特別強,完全滿足工藝控制的要求。
    3.2 維護管理
    FIELDVUE定位器維護量極少,基本上無需維護。其現場適應性特強。但為了保證長期、穩定地運行,儀表人員應作好以下幾個方面的工作:
    (1)為保證其良好的工作環境,防止意外損壞,應定期檢查定位器周圍的工作環境。同時保證其工作氣源的穩定和潔凈,減少外界因素造成的儀表波動和故障。
    (2)儀表人員應每周檢查閥門和定位器的泄露和工作情況,及時消除隱患。每月使用手操器對定位器進行特性曲線檢查,檢查零點、量程、線性和回差等參數,并對其優化和調整,保證其工作質量。
    (3)定期對調節閥進行檢修和維護,確保閥門工作質量。同時對DCS調節控制回路參數進行優化,以確保與定位器互相工作的協調性和穩定性。
    (4)由于DCS方面和其它原因,其現場總線和軟件功能我們沒有完全得到開發和利用,對智能維護和診斷功能無法完全使用,但還是大大減輕了日常維護量。通 過近兩年在化工裝置的使用效果來看,智能型閥門控制器性能穩定、調校方便;參實現與DCS的直接通訊,并具備自診斷功能,維修簡單;可移植到現場總線,代 表當今儀表技術發展的方向。進一步開發和使用其軟件功能是我們今后努力的目標方向。
    4 結束語
    壓縮機防喘振閥使用了美國FISHER-ROSEMOUNT公司生產的FIELDVUE DVC6000智能閥門定位器,經過一年多的運行,效果良好。壓縮機喘振次數明顯降低。
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