淺談西門子智能閥門定位器的故障處理

徐麗

摘 要：在鋼廠生產工藝設備上， 特別是在氧氣、化工、軋鋼等生產廠的工藝流程控制中，氣動調節閥應用的非常廣泛，而閥門定位器作為調節閥的輔助工具， 對調節閥的定位起著決定性作用，因此閥門定位器運行狀態和調校質量的好壞直接影響調節閥的使用，從而影響到工藝的生產操作。本文詳細介紹了西門子智能閥門定位器的工作原理、常見故障，探討了某氧氣廠重要機組應用智能閥門定位器在故障處理快速性方面的一點心得，結合智能閥門定位器模塊化的結構特點，對故障檢查、處理程序進行全面優化，提出了智能閥門定位器模塊化處理故障的思路，并對閥門定位器中重要氣動部件壓電閥的結構、故障現象及相關故障的處理進行淺析。

關鍵詞：智能閥門定位器;壓電閥;調校;故障處理模塊化

引言：某動力總廠氧氣廠主體制氧設備均是引進國外的3萬5制氧機組，每臺機組安裝的閥門定位器均在70臺以上，閥門定位器控制著空壓機、增壓機、空分系統、管網、儲槽等制氧流程主體設備的工藝狀態，在制氧設備上運行的閥門定位器因氧氣生產自身性質決定出現異常時短時間內就能影響整個工藝的運行質量，對氧氣、氮氣、氬氣等氣體的生產、純度造成非常大的影響，嚴重的還會造成設備的損壞和重大安全事故，比如空壓機入口導葉調節系統或氧氣管網閥門失靈，就會造成瞬間空壓機跳車，或氧氣管網波動，影響公司生產，所以在制氧機組處理控制系統故障時一定要與工藝人員聯系好，做到穩、準、快。要想符合上述要求，儀表維護人員就要對智能閥門定位器的原理、調校、常見故障、處理過程有一個全面了解和掌握，下面我們就從氧氣機組常用的西門子（SITRANS PS2）智能電氣閥門定位器的基本工作原理說起。

一、西門子（SITRANS PS2）智能電氣閥門定位器的工作原理：

西門子智能閥門定位器采用微處理器對給定值和位置反饋做比較，如果微處理器檢測到偏差，它就用一個五步開關程序來控制壓電閥，壓電閥進而調節進入執行機構氣室的氣流量，微處理器根據偏差（給定值W與位置反饋信號X）的大小和方向輸出一個電控指令給壓電閥，壓電閥將控制指令轉換為氣動位置增量，當控制偏差很大時（高速區），定位器輸出一個連續信號，當控制偏差不大（低速區），定位器輸出連續脈沖; 當控制器偏差在允許誤差范圍內（自適應或可調死區狀態），則沒有控制指令輸出。

二、常見故障及解決方法

1.在調試或生產過程中，閥門突然喘振，在這種情況下，一般有三種情況：

（1）儀表風輸入輸出管接頭漏氣，這種問題很好處理，用試漏液體檢測泄漏處，進行密封。

（2）定位器安裝傾斜，導致放大器的噴嘴板不平，導致擋板蓋不住噴嘴，這種情況需要調整定位器的平衡。

（3）定位器死區值設置太小。定位器死區設置越小，定位精度越高，這就給人們造成一個誤區，以為死區越小越好，但這樣會使壓電閥及反饋桿等運動部件的動作越頻繁，有時會引起閥門振蕩，影響定位器和閥門的使用壽命，故定位器的死區設置不易過小。定位器在組態設置參數DEBA項（結合工藝控制，不低于 0.5%）后，必須重新調校后才能生效。

2.定位器不能控制執行機構

這種情況是定位器與調節閥連接桿不牢固導致，這時我們需要把反饋桿找對位置并把螺絲擰緊，“需要重新初始化”。

3.位置反饋模塊輸出信號為3.8mA，不隨輸入信號變化和位置反饋沒有輸出信號第一種情況為位置反饋模塊與主板的連接沒有不夠緊密，需要重新插拔; 第二種情況則為反饋模塊的電纜沒有接入到主板或接觸不好。

4 壓電閥內部膜片漏，壓電閥內部膜片共有三層膜片，在閥頂部還有一片異形密封墊，當閥門動作頻繁（有的工藝閥門就要在一個位置小范圍比較高頻次的動作），膜片背壓不斷變化，造成膜片老化快，還有閥門操作時瞬間全開全關的沖擊多次后膜片損壞的也快，還有外部溫度影響，比如空壓機入口導葉調節閥處于空壓機室，夏天溫度超過50度，冬天室溫為零下，所以以上溫差也是造成壓電閥膜片加速老化的一個原因，以上膜片漏的問題需有針對性的對特殊位置閥門的定位器壓電閥膜片進行有計劃的更換。

5 SITRANS PS2智能電氣閥門定位器不同的功能模塊損壞，造成定位器無法使用時，因為智能閥門定位器功能實現都已經模塊化，結合這個特點，并對機組開機以來閥門定位器故障的統計、分析后，我認為可以對智能閥門定位器的故障處理采取模塊對模塊的處理方式，就是利用閥門定位器的模塊化結構作為處理故障的基礎，我將定位器的故障大體分為三類：1.閥門定位器控制模板故障，2.閥門定位器反饋部件故障（反饋電阻異常和反饋信號機械傳送裝置有問題），3.閥門定位器氣動放大部件故障（主要是壓電閥膜片損壞），以上故障部件均是模塊化部件，當閥門定位器輸入部分控制失靈（定位器供電正常）， 在閥門定位器上進行本地操作能使閥門正常開關，有時閥門定位器還沒有顯示，這時可更換控制模板，然后再重新調試初始化，如果是閥門定位器反饋無法定位，或是反饋不準，或是反饋無法校對，那就更換反饋部件模塊，如果是閥門定位器的氣動輸出回路有問題造成氣缸無輸入氣壓或是氣壓不足，使氣缸開關位置波動大，閥門開關異常，這種情況下就要更換氣動放大部件，主要是更換壓電閥，這樣對以上智能閥門定位器的故障處理就變成了更換模塊的操作，以上處理故障流程經班組多人多個不同故障的磨練，故障處理時間下降三分之二，最主要的還大大提高了班組人員獨立判斷故障、解決故障的能力，換下的功能模塊可送檢修或包保單位及時處理恢復，如是壓電閥膜片漏，換下的壓電閥馬上就可以更換膜片，壓電閥處理好經測試后可作為備品使用，這種模塊化處理故障模式不但節約時間而且節約大量的設備資金。

三、結論

綜上所述，一種先進的設備在維護過程中不但要掌握它的原理、結構、調試要點、常見故障，而且要善于總結，摸索出故障處理規律和新方法，這樣就能極大提高自身應對不同問題的能力，特別是鞍鋼當前處于困難狀態，更需要這種能力將自己為企業貢獻最大化，為鞍鋼早日實現扭虧盈利做出貢獻！

參考文獻：

[1]西門子智能閥門定位器說明書及技術手冊.