智能阀门定位器应用及故障诊断

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1、智能阀门定位器应用及故障诊断马寒亮中海石油化学有限公司海南省东方市572600摘要：本文对智能阀门定位器进行了综述，并介绍其在工业现场的运用及故障处理。关键词-智能阀门定位器：HART；故障1智能阀门定位器简介过程控制在石油、化工、电力、冶金等部门有广泛的应用，而过程控制系统往往由成百甚至上千个控制回路组成，每一个控制回路都会接受或从内部产生干扰，对过程变量产生决定性的影响。不同同路之间的相互作用也会产生影响过程变量的扰动。各种传感器和变送器收集过程变量的信息，控制器接受这些信息并进行处理，使得过程变量在负载扰动发生后恢复到

2、它的正常范围。所有的测量、比较、计算工作完成后，必须由终端控制元件来执行控制器所选择的控制策略。控制回路中最常用的终端控制元件就是控制阀。控制阀调节流动的流体，如气体、蒸汽、水或化学混合物，以补偿负载扰动并使得被控制的过程变量尽可能地靠近需要的设定点。阀门定位器与数字式控制系统一起作用时，可以提供很高的定位精度以及对过程干扰的更加迅速的响应。基于微处理的定位器，提供了与普通二级定位器相同的动态性能，并且具有阀门监视和诊断功能，有助于确保最初的优良性能不会随着使用而下降。定位器可分为气动式、模拟式、数字式3种类型。其中数字式定

3、位器又分为数字不通信式、HART式和现场总线式3种。2智能定位器的性能及工作原理2．1特点及结构智能阀门定位器的主要特点：(1)高输出力和动作速度：(2)调节精确度高(最小行程分辨率可达士0．05％)(3)安装简单，高度自动化调校；(4)几乎免维护运行，这意味着节省时间，应用方便；(5)具有零位和行程范围的手动和自动校准功能；(6)具有可选的或可编程的输出特性：(7)具有很强的自诊断功能；(8)耗气量相对传统的阀门定位器少很多；(9)设定值和控制变量极限值可进行选择设置；(10)可进行调节阀的死区设置；(11)在线自适应程序

4、。(12)固化的隐含参数可提供许多功能；(13)定位器可进行灵活简单的组态(14)温度和压缩空气压力的变化的影响极小智能电气阀门定位器与变送器相比，有着明显的不同：一是把外部4-20mA的模拟信号作为阀位的控制信号，同时又把这4-20mh的模拟电流作为智能电气阀门定位器电源的来源，因此智能电气阀门定位器对低功耗的要求极为苛刻；二是智能变送器主要通过HART接口进行数字通信，同时向外发送4、204的被测量的模拟信号，一般可用耦合芯片AD421来实现，而智能电气阀门定位器则通过HART接口卡进行数字通信，同时接收输入的4-20m

5、A阀位控制模拟信号。许多厂商在DVC中嵌入各种各样离散的和模拟的传感器。例如艾默生过程管理的FisherDVC包含一个离散输出(DO)和4个离散输入(DI)，它们是符合基金会现场总线(FF)标准的功能模块。除了满足符合FF标准的DI和D0功能条件外，Fisher还用一个接近传感器代替类似限位开关标准DI(设置接近传感器的优点之一是在应用过程中可知道最终控制设备的0和100％的位置，如实现紧急关闭)。DVC用嵌入式传感器和微处理器来管理诊断测试程序及与主系统间的数字通信，完成动态扫描及高级诊断等工作。其诊断程序包括：最终控制设

6、备参数跟踪，以监视总计(累积)位移和转换数量(周期)DVC正常状态参数测试，以提供存储器、微处理器和／或传感器问题的报警信号，并允许执行机构报警，如问题更为严重，则关闭单元或过程；发出最终控制设备报警信号；当期望位移偏差、位移高／低限超过预先设定的累积位移和周期指标时，动态误差范围测试，以核对最终控制设备的滞环和死区加回转特性；驱动信号和输出信号测试，以可控的速率改变传感器设定点并绘制最终控制设备的运行曲线来确定动态特性；预先规定的最终控制设备维护和特征图形的测试。过程管理数字智能定位器是采用基金会现场总线技术(FF)并具有

7、互操作性、全数字通信、基于微处理技术的用于过程控制的数字化仪表。除了具有将数字信号转换成气动信号驱动气动执行机构的基本功能外，更由于采用了FF总线协议，容易提供操作和控制过程中调节阀和定位器的大量设备信息，并将这些信息传送之上位机，使操作人员、维修人员和工程师能及时掌握设备的运行状态。定位器可以安装在直通调节阀和旋转调节阀的气动执行机构上，根据控制系统的设计要求灵活选择。依据主要包括控制功能和诊断功能。标准控制功能(SC)用于常规的控制场合；现场总线逻辑控制功能(FL)用于实现逻辑控制的场合。现场总线诊断功能(FD)可以被任

8、何采用FF协议的主机系统接受；高级诊断和运行诊断功能则用于相关的设备管理系统软件(例如Fisher的AMSValveLink软件)以提供可视化提示和报警信息。数字智能定位器采用FF总线模块化结构，内装模块包括资源块(resourceblock)、传输块(transducerblock)和功