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    智能閥門定位器在石油化工裝置自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

    時間:2008/1/9閱讀:814
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    智能閥門定位器在石油化工裝置自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

     ; ; ; ; ; ;在石油化工裝置自動化控制系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)閥的選用對度而言至關(guān)重要,它的使用情況影響到產(chǎn)品質(zhì)量,并關(guān)系到裝置安全供應(yīng)。獨山子乙烯廠各裝置使用的調(diào)節(jié)閥包括各個廠家多種類型的產(chǎn)品。 但絕大多數(shù)調(diào)節(jié)閥安裝的是普通類型閥門定位器。現(xiàn)在獨山子乙烯廠使用了美FISHER-ROSEMOUNT公司供應(yīng)的 FIELDVUE智能閥門定位器,經(jīng)過一年多的運行,與普通閥門定位器的性能、使用情況、性能價格比等方面進行了比較  ; 類 型
     ; 配用普通定位器的調(diào)節(jié)閥 配用智能定位器的調(diào)節(jié)閥
     ; 基本誤差 小于全行程的20 小于全行程的0.5
     ; 閥門穩(wěn)定性 穩(wěn)定 極其穩(wěn)定
     ; 調(diào) 校 在現(xiàn)場手動調(diào)校 通過校驗儀在現(xiàn)場、機柜或與DCS通訊調(diào)校
     ; 信 號 源 4~20mA或氣動信號 模擬信號或數(shù)字信號
     ; 性能/價格比 低
     ; PID操作 無 有
     ; 通 訊 無 HART協(xié)議
     ;
     ; 1 FIELDVUE智能閥門定位器的工作原理和特性
     ; 1.1 智能定位器原理
     ; FIELDVUE系列數(shù)字式閥門控制器有一個獨立的模塊基座,它可以很方便地在現(xiàn)場更換而不必拆現(xiàn)場的導(dǎo)線或?qū)Ч堋_@個模塊基座包括一些子模塊:I/P轉(zhuǎn)換器;PWB(印刷電路板)組件;氣動中繼器;指示表。模塊基座可以通過換子模塊而重新組合。FIELDVUE系列數(shù)字式閥門控制器通過進入端子盒的一對雙絞線接受輸入信號和電能,輸入信號同時到PWB組件子模塊,在那里它被附加許多參數(shù),例如多段折線性化中的節(jié)點坐標,極限值和其他數(shù)值。然后PWB組件子模塊送信號給I/P轉(zhuǎn)換器子模塊。I/P轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變輸入信號成為氣壓信號。該氣壓信號送到氣動中繼器,加以放大并作為輸出信號送到執(zhí)行機構(gòu)。該輸出信號也可以被安置在PWB組件子模塊上的壓力敏感元件所感受。用于閥門執(zhí)行機構(gòu)的診斷信息。閥門和執(zhí)行機構(gòu)的閥桿位置當作輸入信號引入PWB子模塊,用作數(shù)字式閥門控制器的反饋信號,數(shù)字式閥門控制器上也可以配備指示表,指示氣源壓力和輸出壓力。
     ; 1.2 智能閥門定位器的智能特性
     ; 1.2.1 實時信息控制、提安全性和減少開支
     ; 1)改善控制:雙向數(shù)字通訊把閥門當前情況的信息帶給你,你可以依靠閥門工作信息有根據(jù)地對過程控制進行管理決定,確保及時控制。
     ; 2)提安全性:可以從現(xiàn)場接線盒、端子板或在控制室這樣的安全地區(qū)使用手操器、PC機或系統(tǒng)工作站選取信息,將你面對危險環(huán)境的機會減到Z小,并且不必親臨現(xiàn)場。
     ; 3)保護環(huán)境:可以把閥門泄漏檢測儀或限位開關(guān)接到智能數(shù)字式閥門控制器的輔助端子,免得額外增加現(xiàn)場布線,若發(fā)生超限該儀表將會報警。
     ; 4)節(jié)省硬件開支:當FIELDVUE系列數(shù)字式閥門定位器用在集成系統(tǒng)時,由于FIELDVUE數(shù)字式閥門控制器替代調(diào)節(jié)器可以節(jié)省硬件和安裝費用。 FIELDVUE系列數(shù)字式閥門控制器使布線投資、端子和I/O需求投資節(jié)省50。同時FIELDVUE儀表采用二線制供電,不要求單獨而價的供電導(dǎo)線。它們替換掉現(xiàn)有的配裝于閥門的模擬儀表,節(jié)省了單獨敷設(shè)電源線和信號線的額費用。
     ; 1.2.2 結(jié)構(gòu)和HART信息
     ; 1)結(jié)構(gòu)經(jīng)久耐用:全密封結(jié)構(gòu)阻止了震動、溫度和腐蝕性環(huán)境對它的影響,獨立的防風(fēng)雨現(xiàn)場接線盒把現(xiàn)場導(dǎo)線接點和儀表其他部分隔離開。
     ; 2)加快開工準備步驟: 數(shù)字式閥門控制器的雙向通訊能力使你可以通過遠程識別每臺儀表,檢驗它的校準情況,查閱對比以前存儲的維修記錄及其他更多信息,達到盡快啟動回路的目的。
     ; 3)便于選取信息:FIELDVUE數(shù)字式閥門定位器和變送器應(yīng)用HART通訊協(xié)議可以方便地選取現(xiàn)場信息。如實地看到控制過程的基礎(chǔ)——控制閥本身——在閥門或現(xiàn)場接線盒上借助于手持通訊器,在DCS控制室借助于個人計算機或操作員的控制臺。  ;
     ; 采用HART協(xié)議也意味著FIELDVUE儀表可以組合在集成系統(tǒng)之內(nèi),或作為自成一體的控制設(shè)備來用。這種多方面的適應(yīng)性,使得無論現(xiàn)在或?qū)恚到y(tǒng)設(shè)計工作更為方便容易。
     ; 1.2.3 自診斷與控制能力
     ; 1)現(xiàn)場總線的通信
     ; 所有DVC5000f數(shù)字式閥門控制器都包含現(xiàn)場總線通訊能力,包括A0功能塊及下列診斷:
     ; a)關(guān)鍵閥門使用跟蹤參數(shù);
     ; b)儀表健康狀態(tài)參數(shù);
     ; c)預(yù)定格式閥門性能階躍維護測試。
     ; 關(guān)鍵閥門使用跟蹤參數(shù)可監(jiān)控閥桿的總行程(行程累積)及閥桿行程轉(zhuǎn)向(周期)的次數(shù)。如果儀表的內(nèi)存、處理器或檢測器有任何問題,則儀表的健康狀態(tài)參數(shù)報警。一旦有問題發(fā)生,可確定該儀表將如何對該問題作出反應(yīng)。假如,若壓力檢測器有故障時,儀表是否應(yīng)當關(guān)閉?也可選擇哪一個元件出毛病將引起儀表關(guān)閉(是否問題嚴重,足以引起關(guān)閉)。這些參數(shù)指示以報警形式報告。監(jiān)控性報警可以提供有關(guān)有問題的儀表、閥門或過程的瞬間指示。
     ; 2)標準控制與診斷
     ; 所有DVC5000f數(shù)字式閥門控制器都包含標準的控制與診斷。標準控制包括A0與PID功能塊。標準診斷包括下列診斷測試:a)動態(tài)誤差帶;b)驅(qū)動信號;c)輸出信號。
     ; 動態(tài)誤差帶、驅(qū)動信號及輸出信號是動態(tài)掃描測試。這些測試是在被控制的速度下轉(zhuǎn)變傳送器塊(伺服機構(gòu))的設(shè)定點并繪出閥門的操作以確定閥門的動態(tài)性能。例如,動態(tài)誤差帶測試是滯后與死區(qū)加“回轉(zhuǎn)"。滯后與死區(qū)是靜態(tài)的質(zhì)量。然而由于閥門是在運動著的,就帶來了動態(tài)誤差和“回轉(zhuǎn)"誤差。動態(tài)掃描測試給出了較的指示,即閥門在過程條件下將如何操作,那將是動態(tài)而不是靜態(tài)。在個人計算機上運行ValveLink軟件可完成標準與診斷測試。
     ; 3)診斷
     ; 有診斷的儀表可完成標準診斷所包含的動態(tài)掃描測試內(nèi)容加上第4個動態(tài)掃描測試,即閥門特征測試以及4個階躍診斷測試。閥門特征測試可讓您確定閥門/執(zhí)行機構(gòu)的摩擦力、臺架測試壓力信號范圍、彈簧剛度及閥座關(guān)閉力。
     ; 4)過程總線
     ; 費希爾控制設(shè)備性能服務(wù)部門可使用備過程診斷能力的儀表來評估閥門、過程及變送器而基金會現(xiàn)場總線控制回路仍處于自動狀態(tài),而且過程繼續(xù)供應(yīng)產(chǎn)品。利用過程診斷,性能服務(wù)部門將能夠識別與找出哪一個過程的組成單元有可能今天引起質(zhì)量問題。盡管過程診斷需要啟動運行,其終點卻是要由過程或操作員干預(yù)才能確定的。過程診斷可同時在多個閥門上進行。

    2 應(yīng)用和維護
     ; 2.1 應(yīng)用
     ; FIELDVUE智能閥門定位器于1998年4月安裝使用于裂解和乙二醇裝置共16臺。主要用于更換一些重要控制點的回路場合。如裂解爐的進料流量閥和乙二醇環(huán)氧反應(yīng)器的進料流量閥的控制。

     ; 我們使用手操器對其進行了組態(tài)和校驗,其線性度可達99,零點和量程及回差均可以控制在度要求的范圍之內(nèi),控制極其穩(wěn)定且抗干擾的能力也特別強,*控制的要求。
     ; 2.2 維護
     ; FIELDVUE定位器維護量極少,基本上無需維護。其現(xiàn)場適應(yīng)性特強。但為了保證長期、穩(wěn)定地運行,儀表人員應(yīng)作以下幾個方面的工作。
     ; 1)為保證其良的工作環(huán)境,防止意外損壞,應(yīng)定期檢查定位器周圍的工作環(huán)境。同時保證其工作氣源的穩(wěn)定和潔凈,減少外界因素造成的儀表波動和故障。
     ; 2)儀表人員應(yīng)每周檢查閥門和定位器的泄露和工作情況,及時消除隱患。每月使用手操器對定位器進行特性曲線檢查,檢查零點、量程、線性和回差等參數(shù),并對其化和調(diào)整,保證其工作質(zhì)量。
     ; 3)定期對調(diào)節(jié)閥進行檢修和維護,確保閥門工作質(zhì)量。同時對DCS調(diào)節(jié)控制回路參數(shù)進行化,以確保與定位器互相工作的協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性。
     ; 4)由于DCS方面和其它原因,其現(xiàn)場總線和軟件功能我們沒有*得到開發(fā)和利用,對智能維護和診斷功能無法*使用, 但還是大大減輕了日常維護量。
     ; 通過近兩年在化工裝置的使用效果來看,智能型閥門控制器性能穩(wěn)定、調(diào)校方便;能實現(xiàn)與DCS的直接通訊,并備自診斷功能,維修簡單;可移植到現(xiàn)場總線,代表當今儀表技術(shù)發(fā)展的方向。進一步開發(fā)和使用其軟件功能是我們今后努力的目標方向。

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