智能型閥門定位器在化工廠的應用

劉季強

摘 要：調節閥是控制系統的終端，智能閥門定位器對整個控制閥的控制性能和現場能起著非常重要的作用。智能閥門定位器控制過程中利用智能閥門定位器可實現高品質調節，增加過程控制的精確性和穩定性。本文介紹智能定位器在結構特點和工作原理，以及智能閥門定位器的調節的調校及故障處理。

關鍵詞：智能閥門定位器；調校；故障處理

0 引言

智能化是工業控制和自動化當前和今后發展的方向之一，它已經成為工業和自動化領域的各種新技術、新方法、新產品的發展趨勢和顯著標志。由于智能閥門定位器在控制精度、對環境的適應性、投運、維護及操作費用等方面都優于常規閥門定位器，它的實際應用也日益廣泛，現場調校中出現的問題也開始增加。如何處理這些問題，使智能閥門定位器得到更好的應用，是我們現場安裝調試人員所必需面對的問題。

1 智能閥門定位器的選擇

在工程設計中，我們要仔細選擇適合的智能閥門定位器，具體要注意以下幾點：

1.1 要求滿足現場工況，實現智能化的要求

我們選用智能閥門定位器，就是要獲得其智能化的功能并提高整體控制性能。因此，在滿足現場工況的條件下，智能化是我們重要的指標。智能包括其通信功能，在線或離線故障診斷功能等。

1.2 要求現場操作要方便

對某些智能閥門定位器產品，由于設定比較復雜，影響了產品在實際使用中的效果。所以，我們首選操作方便的產品。

1.3 要求現場顯示

對某些智能閥門定位器產品，由于沒有現場液晶顯示，所以在現場調節時必須借助手操器調節。這增加了成本。另外，對LCD液晶顯示，要注意其在極低環境溫度下的顯示效果。

1.4 要求在某些情況下，保證遠距離安裝的正常工作

由于現在大型石化企業采用聯合中控室的越來越多，所以從控制室到現場智能閥門定位器的距離可能很遠，電纜電壓降的問題必須考慮，否則智能閥門定位器不能正常工作。

2 智能閥門定位器的工作原理

智能閥門定位器一般采用模塊化設計，其內部有一個獨立的模塊基座，它可以很方便地在現場更換子模塊而不必拆現場的層線或導管。這個模場基座中可以安裝一些子模塊：I/P轉換器、電子和微處理器單元組件、氣動繼能器、閥位傳感器、壓力指示表等，其中的一些子模塊如壓力指標表等為可選件。

智能閥門定位器內裝高集成度的微控制器，采用電平衡（數字平衡）原理代替傳統的平衡原理，將控制系統來的輸入信號通過微處理器和I/P轉換器轉換成氣動定位增量信號來實現閥位控制，利用數字式開、停、關的信號來驅動氣動執行機構的動作，閥位反饋信號直接通過高精確度的位置傳感器轉換為數字信號后輸入微處理器進行反饋比較，實現了電/氣轉換功能和閥門精確定位的功能。智能閥門定位器中集成的壓力傳感器用來采集閥門定位器輸出至閥門執行機構的氣源壓力信號，用來進一步提高閥門的定位精度和為智能定位器的自診斷提供依據。

3 智能閥門定位器的主要特點

（1）高輸出力和動作速度；

（2）調節精確度高（最小行程分辨率可達±0.05%），實現正確定位；

（3）安裝簡單，高度自動化調校；

（4）幾乎免維護運行，這意味著節省時間，應用方便；

（5）具有零位和行程范圍的手動和自動校準功能；

（6）具有可選的或可編程的輸出特性；

（7）具有很強的自診斷功能；

（8）耗氣量相對傳統的閥門定位器少很多；

（9）設定值和控制變量極限值可進行選擇設置；

（10）可進行調節閥的死區設置；

（11）在線自適應程序意味著即使在惡劣的環境條件下也能高質量地實現控制。

4 使用過程中出現的問題及解決方法

在幾年來對帶智能閥門定位器的調校和使用過程中，我們遇見了一些問題和故障，總結了如下的一些常見問題的處理方法：

4.1 智能閥門定位器不能完成自動校準

出現自動校準不能通過的情況，首先手動校準通過后，再進行自動校準一般就沒有問題了。

4.2 智能閥門定位器不能完成自動和手動校準

當智能定位器的自動和手動校準都不能通過時，主要應該按以下步驟檢查處理：

（1）確認氣路沒有問題，閥門定位器的氣路沒有被堵塞；

（2）檢查是否由于安裝等問題使閥門在開關過程中有卡澀現象；

（3）檢查智能定位器中設置的閥門的參數是否正確無誤；

（4）閥門定位器反饋桿安裝位置不合適也會造成智能定位器不能完成自動和手動校準。通常智能定位器反饋桿上的鎖緊螺母松動，造成閥門定位器反饋桿偏離了原先的安裝位置，這時需要重新調整反饋桿安裝位置。

4.3 調節閥漏量大，調校后問題依舊存在

如果閥門在自動校準后問題依舊存在，可以采用如下的方法：

（1）對于氣關閥可以先輸入20mA的信號，使閥門處于完全關閉狀態，然后用閥桿上的兩個鎖緊螺母來調整閥桿，使閥桿向下移動，直至不能使閥桿向下移動為止。然后輸入12mA左右的信號，用閥桿上的兩上鎖緊螺母調整閥桿向下移動1/4圈。

（2）對于氣開閥可以先輸入4mA的信號，使閥門處于完全關閉狀態，然后用閥桿上的兩個鎖緊螺母來調整閥桿，使閥桿向下移動，直至不能使閥桿向下移動為止。然后輸入12mA左右的信號，用閥桿上的兩上鎖緊螺母調整閥桿向下移動1/4圈。

4.4 智能閥門定位器震蕩

智能調節閥安裝問題：

（1）閥門安裝問題造成閥桿卡澀

調節閥沒有垂直安裝，造成閥桿卡澀，這樣就可能造成調節閥震蕩的現象。

（2）氣路連接不正確

在大口徑智能調節閥中，閥門定位器氣源前有一個氣源放大器，由于氣源放大器排氣口在閥門運動的過程中的供氣量不足，造成了閥門在調節過程中的震蕩現象。

5 結束語

隨著時間的發展和技術的進步，它的應用將日益廣泛。由于它有很強的自診斷功能，當出現題時一般都會給出智能定位器中某個部件故障的提示，但一些時候這些提示也會誤導我們，這就要求我們要以整體的系統的眼光來處理問題。

參考文獻

[1]潘蕊.淺析智能閥門定位器在化工裝置的應用[J].山西建筑，2010，36（34）：346-347.

[2]蔣志良.智能閥門定位器在化工裝置中的應用[J].石油化工自動化，2000，（4）：69-71.

（作者單位：河南能源化工集團煤氣化公司義馬氣化廠生產管理中心）