AUTORK電動(dòng)執(zhí)行器遠(yuǎn)程控制異常原因分析

西南油氣田重慶氣礦 楊衛(wèi)東

天然氣生產(chǎn)場(chǎng)站電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要在干線球閥、排污閥、收發(fā)筒球閥和閥室使用，執(zhí)行器出現(xiàn)遠(yuǎn)程異常現(xiàn)象在天然氣生產(chǎn)場(chǎng)站存在嚴(yán)重的安全隱患，其故障處理需通過(guò)各種檢測(cè)方式才能解決。通過(guò)分析AUTORK電動(dòng)執(zhí)行器遠(yuǎn)程控制原理和遠(yuǎn)程異常原因，提出有效解決方法和建議措施。

天然氣生產(chǎn)場(chǎng)站及閥室不斷引入智能電動(dòng)執(zhí)行器作為閥門的驅(qū)動(dòng)裝置，它是工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中一個(gè)十分重要的現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)裝置，其系統(tǒng)較為復(fù)雜，涉及到機(jī)械、電力電子技術(shù)，通訊等技術(shù)領(lǐng)域，它將系統(tǒng)控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出軸的多回轉(zhuǎn)、角位移、直線位移來(lái)驅(qū)動(dòng)閥門，實(shí)現(xiàn)閥門接通或切斷介質(zhì)流通，改變介質(zhì)流通方向，調(diào)節(jié)介質(zhì)流量和壓力，保護(hù)管道工藝系統(tǒng)中設(shè)備的正常運(yùn)行和檢修期間介質(zhì)的隔離。

智能電動(dòng)執(zhí)行器故障處理復(fù)雜，要準(zhǔn)確找出故障點(diǎn)需通過(guò)各種檢測(cè)方式才能實(shí)現(xiàn)。存在故障的電動(dòng)閥特別在高含硫原料氣井站發(fā)生泄漏、爆管等情況，難以在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施有效搶險(xiǎn)措施，并對(duì)井站周邊居民的生命、財(cái)產(chǎn)造成不可估量的損失，存在較大的安全隱患。

1 現(xiàn)場(chǎng)情況

按照《球閥運(yùn)行維護(hù)管理技術(shù)規(guī)定》管理要求，2020年11月對(duì)采輸作業(yè)區(qū)生產(chǎn)場(chǎng)站的“兩閥”開展冬季維護(hù)保養(yǎng)工作。場(chǎng)站工作主要根據(jù)施工作業(yè)票要求，配合屬地完成管道工藝流程倒換，在屬地監(jiān)督下對(duì)閥門進(jìn)行清潔潤(rùn)滑、加注清洗液、排污，同時(shí)按要求對(duì)執(zhí)行器現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)、就地電動(dòng)、中心站、調(diào)度室遠(yuǎn)程控制等4個(gè)項(xiàng)目功能測(cè)試和故障處置。

某作業(yè)區(qū)2020年整體化歸重慶氣礦管理，生產(chǎn)場(chǎng)站使用的AUTORK（澳托克）電動(dòng)執(zhí)行器有60臺(tái)，在遠(yuǎn)程功能測(cè)試中發(fā)現(xiàn)一些用狀態(tài)選擇開關(guān)來(lái)停止的電動(dòng)閥（15%行程），在30S內(nèi)，將狀態(tài)選擇開關(guān)從停止?fàn)顟B(tài)恢復(fù)到遠(yuǎn)程狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行器繼續(xù)向關(guān)閥或開閥方向運(yùn)行。

2 原理分析

2.1 遠(yuǎn)程控制方式和控制端子功能

澳托克執(zhí)行器IK系列常用遠(yuǎn)程控制接線有4種方式：點(diǎn)動(dòng)控制、開閥/關(guān)閥自鎖控制、ESD控制、聯(lián)鎖控制方式。遠(yuǎn)程控制各輸入端子功能見表1所示。

表1 AUTORK執(zhí)行器IK系列遠(yuǎn)程輸入端子功能

圖1 點(diǎn)動(dòng)控制

圖2 開閥/關(guān)閥自鎖控制

2.2 遠(yuǎn)程控制原理

點(diǎn)動(dòng)或自鎖控制：采用圖1接線方式，執(zhí)行器遠(yuǎn)程控制自保持菜單參數(shù)設(shè)定為“無(wú)效”，執(zhí)行器35號(hào)或33號(hào)端子收到開/關(guān)閥直流脈沖信號(hào)，電動(dòng)執(zhí)行器點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行；收到開/關(guān)閥持續(xù)直流信號(hào)，電動(dòng)執(zhí)行器連續(xù)運(yùn)行，直到閥門在全關(guān)或全開位置，電動(dòng)執(zhí)行器停止。執(zhí)行器遠(yuǎn)程控制自保持菜單參數(shù)設(shè)定為“有效”，執(zhí)行器35號(hào)或33號(hào)端子收到開/關(guān)閥直流脈沖信號(hào)，電動(dòng)執(zhí)行器連續(xù)運(yùn)行。采用圖2接線方式，執(zhí)行器遠(yuǎn)程控制自保持菜單參數(shù)設(shè)定為“無(wú)效”，執(zhí)行器35號(hào)或33號(hào)端子收到開/關(guān)閥直流脈沖信號(hào)，電動(dòng)執(zhí)行器連續(xù)運(yùn)行；執(zhí)行器遠(yuǎn)程控制自保持菜單參數(shù)設(shè)定為“有效”，執(zhí)行器35號(hào)或33號(hào)端子收到開/關(guān)閥直流脈沖信號(hào)，電動(dòng)執(zhí)行器點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行，收到開/關(guān)閥持續(xù)直流信號(hào)，電動(dòng)執(zhí)行器連續(xù)運(yùn)行，直到閥門在全關(guān)或全開位置，電動(dòng)執(zhí)行器停止。

ESD控制：當(dāng)“端子功能0”菜單設(shè)置成“ESD”時(shí)，執(zhí)行器ESD功能有效，執(zhí)行器25號(hào)端子為ESD控制端子。執(zhí)行器收到ESD信號(hào)，執(zhí)行器運(yùn)行方向有三種，需對(duì)執(zhí)行器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)設(shè)置為“保位”時(shí)，執(zhí)行器在原位停止，其他開閥、關(guān)閥信號(hào)均不能控制執(zhí)行器。當(dāng)設(shè)置為“關(guān)閥”時(shí)，執(zhí)行器朝關(guān)閥方向運(yùn)行，其他開閥，停止信號(hào)均不能控制執(zhí)行器。當(dāng)設(shè)置為“開閥”時(shí)，執(zhí)行器朝開閥方向運(yùn)行，其他關(guān)閥、停止信號(hào)均不能控制執(zhí)行器。

聯(lián)鎖控制：37號(hào)端子和38號(hào)端子應(yīng)分別設(shè)置為開閥和關(guān)閥有效，聯(lián)鎖控制功能才有效。

3 處理措施

根據(jù)澳托克執(zhí)行器遠(yuǎn)程控制原理和故障處理經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)檢查執(zhí)行器遠(yuǎn)程端子接線和遠(yuǎn)程控制設(shè)置。用遙控設(shè)定器查看遠(yuǎn)程控制自保持菜單設(shè)定的參數(shù)選擇“無(wú)效”，在配電室拉開執(zhí)行器動(dòng)力電源，打開電源接線盒，觀察到電動(dòng)執(zhí)行器遠(yuǎn)程控制接線方式采用的是開閥/關(guān)閥點(diǎn)動(dòng)控制，如圖1所示。

綜上所述，執(zhí)行器遠(yuǎn)程端子接線采用開閥/關(guān)閥點(diǎn)動(dòng)控制，遠(yuǎn)程自保持設(shè)定菜單參數(shù)選擇“無(wú)效”，這種控制方式下，執(zhí)行器要連續(xù)運(yùn)行，必須是遠(yuǎn)程輸入的直流信號(hào)是連續(xù)的。測(cè)試不同行程電動(dòng)球閥，在33、36號(hào)端子（關(guān)閥）或35、36號(hào)端子（開閥）之間，用萬(wàn)用表直流電壓檔分別測(cè)量到上位機(jī)輸出的24VDC信號(hào)持續(xù)20～30s。所以維護(hù)人員在現(xiàn)場(chǎng)用狀態(tài)選擇開關(guān)停止遠(yuǎn)程控制的球閥后，在直流信號(hào)持續(xù)時(shí)間內(nèi)，將開關(guān)返回到遠(yuǎn)程狀態(tài)，因遠(yuǎn)程信號(hào)還存在，執(zhí)行器繼續(xù)向開/關(guān)閥方向運(yùn)行。

4 建議

電動(dòng)執(zhí)行器遠(yuǎn)程控制方式采用圖1控制方式的缺點(diǎn)是一旦上位機(jī)及遠(yuǎn)程控制信號(hào)出現(xiàn)異常中斷，閥門不能正常開閥和關(guān)閥到位。特別是在高含硫原料氣井站發(fā)生泄漏、爆管等情況，更是難以在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施有效的搶險(xiǎn)措施。建議在不改變接線方式，遠(yuǎn)程控制自保持菜單設(shè)定參數(shù)選擇“有效”或采用圖2接線方式，來(lái)保障執(zhí)行器可靠運(yùn)行。