浅析智能型阀门定位器诊断.docVIP

浅析智能型阀门定位器诊断 ? 一、概述 ??? 在过程控制系统中，气动薄膜调节阀(以下简称调节阀)作为控制系统中的最终控制单元，起到了极其关键作用。传统概念上的阀门定位器作为调节阀的一个主要附件，主要用于提高调节阀控制精度。随着现场总线技术的发展，与之相匹配的现场智能化仪表也得到了加速发展，对于调节阀要实现智能化，就必备智能化阀门定位器，也就是说智能型阀门定位器是实现调节阀智能化的重要组成部分；另外从功能上来讲智能型阀门定位器与模拟阀门定位器也有本质区别，智能型阀门定位器除了实现对调节阀控制功能外，还一个更重要的方面是对调节阀实现的诊断功能。并通过诊断软件，分析和判别调节阀的“健康”状况，从而改变了传统观念上调节阀的维护，减少了调节阀在运行期间的事故发生，延长了调节阀的使用寿命。 ??? 二、调节阀的维护 ??? 典型的调节阀的维护方有以下三种方法：被动性的维护(Reactive Maintenance)；预防性维护(Preventive Maintenance)；预测性维护(Predictive Maintenance)。 ??? 被动性的维护――当调节阀产出故障后，对调节阀进行检修。调节阀在使用过程中，调节阀自身或者某些附件出现故障，造成调节阀不能正常工作，更严重的情况导致整个系统不能正常工作，造成很大的事故产生。 ??? 预防性维护――按照过去的生产过程经验，有计划地安排某些调节阀进行维护或检修，以防止调节阀的事故发生。它对前者来说是一个有计划安排，虽然能避免一些调节阀产生的事故，由于没有现场使用的调节阀的许多信息，在安排上不能不造成某些调节阀工作正常也被安排在检修行列，而某些不适用的调节阀仍被使用在过程控制系统中。 ??? 预测性维护――通过智能仪表或其它诊断设备获取调节阀的信息。气动调节阀不能存贮自身任何信息，而智能型阀门定位器开发使用，它们除了提高调节阀的调节品质外，对调节阀的诊断功能也逐步加强。下面对智能型阀门定位器的自身诊断及对调节阀诊断功能作一些分析。 ??? 三、智能型阀门定位器的自身诊断 ??? 由于智能型阀门定位器是安装在气动调节阀上，其工作环境相对恶劣，如环境温度、管道振动等因素都会对智能型阀门定位器正常工作带来不利影响，智能型阀门定位器在设计过程中，考虑到这些不利因素，设计了一些自身的诊断功能。 ??? 另一方面，大多数智能型阀门定位器都具有通讯功能，如：HART、FF、PROFIBUS等通信协议，控制系统通过这些通信协议可以获得所需的现场仪表管理信息、以及故障报警信息。 ??? 1.智能型阀门定位器的自诊断 ??? 智能型阀门定位器的自诊断是它的基本功能之一，自诊断在不影响正常工作情况下进行，常见的诊断有开机诊断、周期性诊断。 ??? 2.输入信号超量程 ??? 当规定智能型阀门定位器输入信号设定后，如果控制信号超出设定值，智能型阀门定位器发出超量程报警信号。 ??? 3.传感器故障 ??? 由于智能型阀门定位器直接安装在调节阀上，受到调节阀振动的影响造成智能型阀门定位器反馈部件失灵，如反馈杆松脱、线路故障、位置传感器自身故障等，智能型阀门定位器检测不到正常的反馈信号，它会发出一个报警信号。 ??? 以上1、2两种情况智能型阀门定位器仍然可以正常工作，但它会发出报警信号；但对于3种情况，定位器将出现不正常工作，并发出报警信号，仪表工程师根据报警内容，做出相应判断并及时加以处理，减小不必要停产。 ??? 四、智能型阀门定位器对调节阀的诊断 ??? 智能型阀门定位器对调节阀的故障诊断是通过附加传感器来完成的。定位器内部的微处器通过定时采集各种传感器的数据，并对各种数据进行运算、比较、分析、组态，将出现异常的信息，通过组态软件输出报警信号。智能型阀门定位器对调节阀的诊断分为在线诊断、离线诊断。在线诊断包括：调节阀的动作次数、行程累加、填料函泄漏诊断、噪声诊断、环境温度诊断等，离线诊断包括：执行机构及气路的密封性、静特性、阶跃过渡及频率响应特性。 ??? 1.在线诊断 ??? a. 动作次数、行程累加 ??? 在同一系统中，由于调节阀处于不同的工作位置，它的动作频率、行程位移大小都是不一样，通过检测位置传感器，很方便获得调节阀的动作次数及行程累加值，采集这些数据我们可以判断调节阀的“健康”状况，并通过组态软件对采集的数据分析调节阀的工作点，画出柱状形图可以清楚看出阀门正常工作区域。从图一可以清楚地看出阀门处于正常工作区域内，而图二阀门长期处于小开度工作，不利于正常工作。另外根据采集的数据可进行动态应力分析。 图一 图二 ??? b.填料函泄漏诊断 ??? 通过安装在调节阀的填料处泄漏检测器，实时检测填料函在工作中是否存在外泄漏情况。因此特别适用于对剧毒、贵重的易挥发和有放射性的介质等场合使