浅析智能阀门定位器在化工装置的应用

   2011-03-05 396
核心提示:[pagebreak]摘要:  介绍智能阀门定位器的组成、工作原理、特点及其应用。阐述在化工控制过程中利用智能阀门定位器可实现高品
摘要:
  介绍智能阀门定位器的组成、工作原理、特点及其应用。阐述在化工控制过程中利用智能阀门定位器可实现高品质调节,增加过程控制的精确性和稳定性。

关键词:智能阀门定位器 压电阀 调校

  调节阀是控制系统的终端,一旦其发生故障,将直接影响装置的安全运行,对生产过程影响非常大。运用智能阀门定位器,能够改善调节阀的流量特性和性能,可以通过与DCS或总线设备进行数字信息通讯,提升企业生产控制能力,为装置的安全稳定生产提供保障。下面以美国FLOWSERVE公司生产的Logix520智能阀门定位器在我厂的应用为例,介绍智能阀门定位器。

1. 常规定位器存在的不足

  1) 常规定位器多为机械力平衡原理,它采用喷嘴挡板机构,可动件较多,容易受温度波动、外界振动等干扰的影响,耐环境性差;弹簧的弹性系数在恶劣环境下能发生改变,会造成调节阀非线性,导致控制质量下降;外界振动传到力平衡机构,易造成部件磨损以及零点和行程漂移,也使定位器难以工作;

  2) 由于喷嘴本身的特性,执行器在稳定状态时也要大量消耗压缩空气,若使用执行器数量较多,能耗较大;而且喷咀本身是一个潜在故障源,易被灰尘或污物颗粒堵住,使定位器不能正常工作;

  3) 常规定位器手动调校时需要使用专用设备、不隔离控制回路是不可能的,且零点和行程的调整互相影响,须反复整定,费时费力,非线性严重时,则更难调整。

2.Logix520智能阀门定位器的组成和原理

2.1 Logix520智能阀门定位器的组成

  Logix520智能阀门定位器是一种具有HART通信协议的智能阀门定位器,由三部分组成:微处理器电子控制的模件,包括HART通信模块和就地用户界面开关;电/气动转换器模件的压电阀;阀位传感器。

2.2 Logix520智能阀门定位器的工作原理

  整个控制回路由两线、4~20mA信号控制。HART模件送出和接收叠加在4~20mA信号上的数字信息,实现与微处理器的双向数字通信。模拟量的4~20mA信号传给微处理器,与阀位传感器的反馈进行比较,微处理器根据偏差的大小和方向进行控制计算(一级控制),向压电阀发出电控指令使其进行开、闭动作。压电阀依据控制指令脉冲的宽度对应于气动放大器输出压力的增量,同时气动放大器的输出又被反馈给内控制回路,再次与微处理器的运算结果进行比较运算(二级控制),通过两级控制输出信号到执行机构,执行机构内空气压力的变化控制着阀门行程。当控制偏差很大时,压电阀发出宽幅脉冲信号,使定位器输出一个连续信号,大幅度的改变至执行机构的信号压力驱动阀门快速动作;随着阀门接近要求的位置,命令要求的位置与测得位置的差值变小,压电阀输出一个较小脉宽的脉冲信号,断续、小幅度的改变至执行机构的信号压力,使执行机构接近新命令位置的动作平缓。当阀门到达要求的位置(进入死区)时,压电阀无脉冲输出,定位器输出保持为零,使阀门稳定在某一位置不动。




3.Logix520智能定位器的调校

  通过就地用户界面DIP设置开关,可完成定位器的增益、正反作用、定位器特性以及是否允许自动调校等基本设置;在不增加工具的条件下,能够进行自动或手动校准定位器;并且可以通过就地用户界面手动控制按钮,实现手动控制调节阀。
 
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