ABB智能定位器在180萬噸/年汽油加氫裝置中的應用

楊海軍

摘 要 本文闡述了ABB智能定位器的原理、調試方法，分析了在使用中遇到的故障及其處理辦法。

【關鍵詞】ABB智能定位器 調試 故障分析和處理

蘭州石化煉油化工裝置中調節閥的選用直接關系到產品質量及裝置的安全生產，而要達到一個高效可靠的自動控制要求，則閥門定位器則起著決定性的作用。目前裝置中多采用的定位器是一種純粹利用機械傳動和彈性元件變形來工作的定位器，雖然是一種比較精密的儀表，但是長期使用受壓縮空氣中水分、油分和固態雜質、腐蝕性氣體以及振動工作環境的影響，很容易使定位器發生故障，無法遠程操作調節閥。幾年前裝置中重要控制回路的調節閥開始使用智能定位器，這種定位器機械部件少，可靠性高，安裝方便，調校簡單，能良好適應壓縮空氣品質。2011年新建的180萬噸/年汽油加氫裝置中調節閥定位器全部采用ABB公司生產的智能定位器，效果較好。目前使用智能定位器已經變成一種趨勢，但是儀表維護人員對智能定位器的相關知識還很欠缺，下面我以180萬噸/年汽油加氫裝置使用的ABB-TZID-C智能定位器為例，對它的工作原理、調試、現場故障分析及處理等方面進行論述及分析。

1 TZID-C智能閥門定位器的工作原理

TZID-C智能定位器由三部分組成：CPU、I/P模塊和位置傳感器。微處理器CPU是核心部件，CPU的供電直接取自4～20 mA輸入信號，它可以根據需求嵌入不同功能的模塊，如模擬位置反饋模塊、數字位置反饋模塊、安全位置關閉等模塊，輸入信號及位置反饋經過4000步12位，20 ms采樣的A/D轉換器進行處理后供CPU調用，EEPROM存儲相應的自動檢測和調校程序，通過設定值和位置反饋信號的偏差進行自動調整，從而保證了信號處理的精度及快速性。I/P模塊顧名思義是電氣轉換模塊，這里的氣信號是通過三位三通放大器的電氣轉換器將定位電信號轉換為氣信號去驅動氣動執行機構，當達到設定值時，三位三通放大器鎖定在中間位置，以保證閥位的穩定。其系統原理圖見圖1。

2 TZID-C智能閥門定位器的調試

180萬噸/年汽油加氫裝置中控制閥的控制均采用的是模擬量輸入、輸出信號，所以只用了1、8、9三組端子，控制信號接到11（+）、12（-），通過位置傳感器檢測閥位后通過31（+）、32（-）送回到操作室顯示，接地線接到第9組的端子上。

2.1 調試步驟

安裝TZID-C定位器、并進行氣路與電氣連接后，開始調試：

2.1.1 接通氣源前

先將氣源管放空一段時間以排除管路中可能存在的灰塵、雜質、水、油等。檢查減壓閥后壓力是否符合執行器的銘牌參數要求。

2.1.2 接通 4---20mA 輸入信號

（1）按住 MODE 鍵。

（2）并同時點擊↑或↓鍵，直到操作模式代碼1.3 顯示出來。

（3）松開 MODE 鍵。

（4）使用↑或↓鍵操作，使執行器分別運行到兩個終端位置，記錄兩終端角度

（5）兩個角度應符合下列推薦角度范圍（最小角位移20 度）

直行程應用范圍在 -28?--- +28? 之內。

角行程應用范圍在 -57?--- +57? 之內。

全行程角度應不小于25?

若角度未符合上述要求，則需通過調節反饋桿、聯軸器或者定位器的安裝位置使得角度值滿足上述要求。

2.1.3 啟動自動調整程序

方法1：用于直行程控制閥

（1）按住 MODE 鍵5 秒，直到出現“ADJ_LIN”

（2）松開 MODE 鍵

（3）再按住 MODE 鍵直到顯示器上計數器倒計數到0

（4）松開 MODE 鍵，自動調整程序開始運行（顯示器顯示正在進行的程序語句號）。

（5）自動調整程序大約需要5 分鐘左右，順利結束后定位器會自動存儲上述自動調整得到的參數，并自動切換控制方式到1.1 CTRL_FIX

方法2：用于角行程控制閥

（1）按住 ENTER 鍵5 秒，直到出現“ADJ_ROT”

（2）松開 ENTER 鍵

（3）再按住 ENTER 鍵直到顯示器上計數器倒計數到0

（4）松開 ENTER 鍵，自動調整程序開始運行（顯示器顯示正在進行的程序語句號）。

（5）自動調整程序大約需要5 分鐘左右，順利結束后定位器會自動存儲上述自動調整得到的參數，并自動切換控制方式到1.1 CTRL_FIX在自動調整過程中如果遇到故障，程序將被迫終止并顯示出故障代碼，根據故障代碼即可檢查出故障原因。也可以人為地強制中斷自動調整程序。所進行的自動調整中所測得的參數將存儲在EEPROM 中。

自動調整成功后，調試結束。

3 智能定位器常見故障及現場處理

由于智能定位器與常規定位器有很大不同，故而在現場的調試過程中會遇到一些新問題。現結合實例匯總幾種突出的故障問題，分析產生故障現象的原因，并總結相應解決措施。

3.1 案例一

故障現象： 調節閥震蕩明顯，造成流量很大波動，操作不穩定。

解決方法： 首先將DCS改為手動控制，確定DCS輸出是否穩定并檢查各接線點是否有虛接現象，其次檢查定位器的輸入是否穩定，是否屏蔽層破損或接地不可靠，造成外界干擾使信號持續震蕩，以上因素都排除后可以確認調節閥震蕩是由現場原因引起。首先檢查氣路環節，即檢查風壓是否達到要求且風壓穩定，放大器是否漏氣等。排除漏氣情況后，可使用定位器的自整定功能，自整定結束后震蕩現象消失。

結論：當調節閥振蕩時，在排除其他原因后可直接使用智能定位器的自整定功能進行調整。

3.2 案例二

故障現象： 調節閥接受調節信號不動作

解決方法： 首先將DCS改為手動控制，檢查DCS是否有輸出，其次檢查定位器的輸入端是否有信號且與DCS輸出是否一致。其次通過增大（減小）定位器的輸出來檢查控制閥本身是否有卡澀現象發生，若上述因素均排除后，可利用替換法對可能出現故障的部件進行更換，最后通過更換位置傳感器后，故障現象消除。

結論： 定位器的位置傳感器是定位器對閥位的一個測量與反饋的機構，它故障使得閥位信號無從測得，從而導致調節閥出現此種故障現象。

3.3 案例三

故障現象： 調節閥只能開到70%。

解決方法： 首先將DCS改為手動控制，檢查DCS輸出是否能達到100%，其次檢查定位器的輸入端是否有信號且與DCS輸出是否一致。其次檢查控制閥本身是否有卡澀現象發生，若上述因素均排除后，若通過檢查發現定位器的輸出達不到100%，則需要重新安裝校驗定位器，首先調整反饋杠桿的安裝位置，再調整上面的角度指示箭頭，使其指示水平位置。最后使用定位器的自整定功能進行校驗，校驗結束后閥門正常動作，問題得到解決。

4 結論

此故障是由于定位器安裝不當，使定位器輸出達不到100%，造成閥門無法達到最大開度。

4 結束語

ABB-TZID-C智能定位器在180萬噸/年汽油加氫裝置應用后，極大地提高了控制的精準度，大大減輕了日常維護量，為生產裝置的安全平穩操作提供一個可靠的環境。通過對使用中的問題加以總結，為今后的維護操作提供了一些經驗。

作者單位

中國石油蘭州石化設備維修公司 甘肅省蘭州市 730060