在眾多的控制應(yīng)用場(chǎng)合中,氣動(dòng)閥門定位器是調(diào)節(jié)閥好重要的附件之一。尤其是對(duì)于某個(gè)特定的應(yīng)用場(chǎng)合,如果要選擇一個(gè)好適用的(或者說(shuō)好佳的)氣動(dòng)閥門定位器,那么就應(yīng)注意考慮下列因素:
1)氣動(dòng)閥門定位器能否實(shí)現(xiàn)“分程(Split_ranging)”?實(shí)現(xiàn)“分程”是否容易、方便?具備“分程”功能就意味著氣動(dòng)閥門定位器只對(duì)輸入信號(hào)的某個(gè)范圍(如:4~12mA或0.02~0.06MPaG)有響應(yīng)。因此,如果能“分程”的話,就可以根據(jù)實(shí)際需要,只用一個(gè)輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)先后控制兩臺(tái)或多臺(tái)調(diào)節(jié)閥。
2)零點(diǎn)和量程的調(diào)校是否容易、方便?是不是不用打開盒蓋就可以完成零點(diǎn)和量程的調(diào)校?但值得注意的是:有時(shí)候?yàn)榱吮苊獠徽_的(或非法的)操作,這種隨意就可進(jìn)行調(diào)校的方式需要被禁止。
3)零點(diǎn)和量程的穩(wěn)定性如何?如果零點(diǎn)和量程容易隨著溫度、振動(dòng)、時(shí)間或輸入壓力的變化而產(chǎn)生漂移的話,那么氣動(dòng)閥門定位器就需要經(jīng)常地被重新調(diào)校,以確保調(diào)節(jié)閥的行程動(dòng)作準(zhǔn)確無(wú)誤。
4)氣動(dòng)閥門定位器的精度如何?在理想情況下,對(duì)應(yīng)某一輸入信號(hào),調(diào)節(jié)閥的內(nèi)件(Trim Parts,包括閥芯、閥桿、閥座等)每次都應(yīng)準(zhǔn)確地定位在所要求的位置,而不管行程的方向或者調(diào)節(jié)閥的內(nèi)件承受多大的負(fù)載。
5)氣動(dòng)閥門定位器對(duì)空氣質(zhì)量的要求如何?由于只有極少數(shù)供氣裝置能提供滿足ISA標(biāo)準(zhǔn)(有關(guān)儀表用空氣質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn):ISA標(biāo)準(zhǔn)F7.3)所規(guī)定的空氣,因此,對(duì)于氣動(dòng)(或電-氣)氣動(dòng)閥門定位器,如果要經(jīng)受得住現(xiàn)實(shí)環(huán)境的考驗(yàn),就必須能承受一定數(shù)量的塵埃、水汽和油污。
6)零點(diǎn)和量程的標(biāo)定兩者是相互影響還是相互獨(dú)立?如果相互影響,則零點(diǎn)和量程的調(diào)校就需要花費(fèi)更多的時(shí)間,這是因?yàn)檎{(diào)校人員必須對(duì)這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行反復(fù)調(diào)整,以便逐步地達(dá)到準(zhǔn)確的設(shè)定。
7)氣動(dòng)閥門定位器是否具備“旁路(Bypass)”,可允許輸入信號(hào)直接作用于調(diào)節(jié)閥?這種“旁路”有時(shí)可簡(jiǎn)化或者省去執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝配設(shè)定(Actuator Settings)的校驗(yàn),如:執(zhí)行機(jī)構(gòu)的“支座組件(Benchset)設(shè)定”和“彈簧座負(fù)載(Seat Load)設(shè)定”――這是因?yàn)樵谠S多情況下,一些氣動(dòng)調(diào)節(jié)器的氣動(dòng)輸出信號(hào)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的“支座組件設(shè)定”完全吻合匹配,用不著對(duì)其再進(jìn)行設(shè)定(其實(shí),在這種情況下,氣動(dòng)閥門定位器完全可以省去不用。當(dāng)然,如果選用了,那么也可利用氣動(dòng)閥門定位器的“旁路”使氣動(dòng)調(diào)節(jié)器的氣動(dòng)輸出信號(hào)直接作用于調(diào)節(jié)閥)。另外,具備“旁路”有時(shí)也可允許在線的對(duì)氣動(dòng)閥門定位器進(jìn)行有限度的調(diào);蚓S修維護(hù)(即利用氣動(dòng)閥門定位器的“旁路”使調(diào)節(jié)閥繼續(xù)保持正常工作,無(wú)須強(qiáng)制調(diào)節(jié)閥離線)。
8)氣動(dòng)閥門定位器的作用是否快速?空氣流量(Airflow)愈大(氣動(dòng)閥門定位器不斷的比較輸入信號(hào)和閥位,并根據(jù)它們之間的偏差,調(diào)節(jié)其本身的輸出。如果氣動(dòng)閥門定位器對(duì)這種偏差響應(yīng)快速,那么單位時(shí)間里空氣的流動(dòng)量就大),調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)設(shè)定點(diǎn)(Setpoint)和負(fù)載變化的響應(yīng)就愈快――這意味著系統(tǒng)的誤差(滯后)愈小,控制品質(zhì)愈佳。
9)氣動(dòng)閥門定位器的頻率特性(或稱頻率響應(yīng),Frequency Response――即G(jω),系統(tǒng)對(duì)正弦輸入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng))是什么?一般來(lái)說(shuō),頻率特性愈高(即對(duì)頻率響應(yīng)的靈敏度愈高),控制性能就愈好。但必須注意:頻率特性應(yīng)采用穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)方法(Consistent Test Methods)而非理論方法來(lái)確定,并且在評(píng)估測(cè)定頻率特性時(shí),應(yīng)將氣動(dòng)閥門定位器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)合并起來(lái)考慮。
10)氣動(dòng)閥門定位器的好大額定供氣壓力是多少?例如:有些氣動(dòng)閥門定位器的好大額定供氣壓力只標(biāo)定為501b/in2(即:50psi,lpsi=0.070kgf/cm2≈6.865kPa),如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)的額定操作壓力高于501b/in2,那么氣動(dòng)閥門定位器就成了執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出推動(dòng)力的制約因素。
1 各型號(hào)的電/氣動(dòng)閥門定位器耗氣量
氣動(dòng)薄膜控制閥、氣缸閥還是當(dāng)前世界上主要的執(zhí)行機(jī)構(gòu),如果是調(diào)節(jié)式,還需配定位器,因此電/氣氣動(dòng)閥門定位器耗氣量的節(jié)能是一個(gè)設(shè)計(jì)中要注意的問(wèn)題,因?yàn)椴煌暮臍饬抗浪闶寡b置儀表空壓機(jī)的容量確定相差懸殊,從各種定位器樣本看,由于單位不一樣,狀態(tài)不一樣,差別很大,從表面看會(huì)相差8倍之多,如果100只閥門,供氣量會(huì)相差很大(見表1)。
2 完整的耗氣量表示法
按工業(yè)自動(dòng)化儀表術(shù)語(yǔ)《通用術(shù)語(yǔ)》,對(duì)耗氣量的定義為,耗氣量:穩(wěn)態(tài)時(shí),儀表在工作范圍內(nèi)所消耗氣體的好大流量。因此完整的耗氣量表示法,與供氣壓力、流量、輸出開度等表示方法均有關(guān)系。如常儀儀表的EP-4000電/氣氣動(dòng)閥門定位器樣本所示:?jiǎn)巫饔脠?zhí)行機(jī)構(gòu),在140kPa氣源壓力,輸出為50%時(shí),耗氣量(標(biāo)準(zhǔn)狀況)5L/min。
2.3 常用調(diào)校方法的不足
在通常情況下,調(diào)零彈簧工作在線性區(qū)域,其長(zhǎng)度的變化范圍是有限的, 而調(diào)量程機(jī)構(gòu)其機(jī)械位置是受到限制的, 因此調(diào)零彈簧長(zhǎng)度和量程調(diào)整機(jī)構(gòu)的放大系數(shù)的值就會(huì)受到限制,當(dāng)調(diào)節(jié)閥的Kv很大或很小時(shí),用常用的調(diào)校方法是不可能將定位器校準(zhǔn)的,而這種情況在我們實(shí)際工作中是經(jīng)常遇到的。所以,我們需要用其他方法來(lái)調(diào)校氣動(dòng)閥門定位器。
3 解決方法 氣動(dòng)閥門定位器|電氣轉(zhuǎn)換器專家常熟市常儀儀表有限公司
在實(shí)際工作中有時(shí)會(huì)遇到用常用的調(diào)校方法不能校準(zhǔn)定位器,這是因?yàn)椋涸谝话闱闆r下,零位彈簧工作在線性區(qū)域,其長(zhǎng)度變化范圍有限,調(diào)量程機(jī)構(gòu)其機(jī)械位置受到限制,所以調(diào)零彈簧長(zhǎng)度和量程調(diào)整機(jī)構(gòu)的放大系數(shù)值將會(huì)受到限制。此時(shí),如果調(diào)一臺(tái)調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)很大或很小的調(diào)節(jié)閥,就很難將其定位器校準(zhǔn)。即常用的調(diào)校法失效了。而由(4)式可知,我們可以調(diào)節(jié)的參數(shù)還有零位彈簧的彈性系數(shù)和反饋杠桿的有效長(zhǎng)度,由于調(diào)零彈簧常在線性區(qū)域內(nèi)工作,所以在這里只討論通過(guò)改變反饋杠桿的有效長(zhǎng)度來(lái)校驗(yàn)氣動(dòng)閥門定位器。我們可以將連接在閥桿上的銷釘靠近氣動(dòng)閥門定位器,這樣就將反饋杠桿的有效長(zhǎng)度縮短,即減小,L增大,行程也增大,反之, 可將反饋杠桿的有效長(zhǎng)度增長(zhǎng),則其行程減小。
二、調(diào)節(jié)閥的維護(hù)
典型的調(diào)節(jié)閥的維護(hù)有以下三種方法:被動(dòng)性維護(hù)(Reactive Maintenance);預(yù)防性維護(hù) (Preventive Maintenance);預(yù)測(cè)性維護(hù)(Predictive Maintenance)。 被動(dòng)性維護(hù)一一當(dāng)調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障后,對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行檢修。在使用過(guò)程中,調(diào)節(jié)閥自身或者某些附件出現(xiàn)故障,造成調(diào)節(jié)閥不能正常工作,更嚴(yán)重的情況導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能正常工作,造成很大的事故發(fā)生。 預(yù)防性維護(hù)一一按照過(guò)去的生產(chǎn)過(guò)程經(jīng)驗(yàn),有計(jì)劃地安排某些調(diào)節(jié)閥進(jìn)行維護(hù)或檢修,以防止調(diào)節(jié)閥的事故發(fā)生。它對(duì)前者來(lái)說(shuō)是一個(gè)有計(jì)劃安排,雖然能避免一些調(diào)節(jié)閥事故的產(chǎn)生,但由于沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)使用的調(diào)節(jié)閥的許多信息,在安排上不能避免的造成某些調(diào)節(jié)閥工作正常也被安排在檢修行列,而某些不適用的調(diào)節(jié)閥仍被使用在過(guò)程控制系統(tǒng)中。
三、智能型氣動(dòng)閥門定位器的自身診斷
由于智能型氣動(dòng)閥門定位器是安裝在氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥上,其工作環(huán)境相對(duì)惡劣,如環(huán)境溫度、管道振動(dòng)等因素都會(huì)對(duì)智能型氣動(dòng)閥門定位器正常工作帶來(lái)不利影響。智能型氣動(dòng)閥門定位器在設(shè)計(jì)過(guò)程中,考慮到這些不利因素,設(shè)計(jì)了一些自身的診斷功能。另一方面,大多數(shù)智能型氣動(dòng)閥門定位器都具有通訊功能,如HART、FF、PROFIBUS等通信協(xié)議,控制系統(tǒng)通過(guò)這些通信協(xié)議可以獲得所需的現(xiàn)場(chǎng)儀表管理信息、以及故障報(bào)警信息。
1、智能型氣動(dòng)閥門定位器的自診斷 智能型氣動(dòng)閥門定位器的自診斷是它的基本功能之一,自診斷在不影響正常工作情況下進(jìn)行,常見的診斷有開機(jī)診斷、周期性診斷。
2、輸入信號(hào)超量程 當(dāng)規(guī)定智能型氣動(dòng)閥門定位器輸入信號(hào)設(shè)定后,如果控制信號(hào)超出設(shè)定值,智能型氣動(dòng)閥門定位器發(fā)出超量程報(bào)警信號(hào)。
3、傳感器故障 由于智能型氣動(dòng)閥門定位器直接安裝在調(diào)節(jié)閥上,受到調(diào)節(jié)閥振動(dòng)的影響造成智能型氣動(dòng)閥門定位器反饋部件失靈,如反饋桿松脫、線路故障、位置傳感器自身故障等,智能型氣動(dòng)閥門定位器檢測(cè)不到正常的反饋信號(hào),它會(huì)發(fā)出一個(gè)報(bào)警信號(hào)。 以上1、2兩種情況智能型氣動(dòng)閥門定位器仍然可以正常工作,但它會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào);但對(duì)于3種情況,定位器將出現(xiàn)不正常工作,并發(fā)出報(bào)警信號(hào),儀表工程師根據(jù)報(bào)警內(nèi)容,做出相應(yīng)判斷并及時(shí)加以處理,減少不必要的停產(chǎn)。