西門子智能閥門定位器在工程實(shí)踐中的應(yīng)用

1、西門子智能閥門定位器在工程實(shí)踐中的應(yīng)用摘要：控制的實(shí)現(xiàn)在調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥的控制在閥門定位器。閥門定位器的選擇，將直接影響調(diào)節(jié)閥和控制系統(tǒng)的整體性能和品質(zhì)。選擇智能閥門定位器，提高調(diào)節(jié)閥整體性能，實(shí)現(xiàn)控制性能的整體提高。 關(guān)鍵詞：智能閥門定位器工程 lcd 故障診斷在石化工程設(shè)計和工程實(shí)踐中，我們會選擇各種各樣的系統(tǒng)和更多種類的檢測和控制儀表。為什么？因為我們要實(shí)現(xiàn)對工藝過程的控制，達(dá)到我們要求的控制效果?？刂葡到y(tǒng)的實(shí)現(xiàn)包括三部分：檢測，控制器，調(diào)節(jié)單元。其中，調(diào)節(jié)單元中應(yīng)用最多最關(guān)鍵的是調(diào)節(jié)閥。而閥門定位器是調(diào)節(jié)閥最重要的附件之一，可以這么說，閥門定位器是調(diào)節(jié)閥的大腦和靈魂。 隨著工程設(shè)計實(shí)踐與

2、國際上的接軌，我們感到普通閥門定位器越來越難以滿足工程設(shè)計和實(shí)踐的要求。特別是在先進(jìn)控制系統(tǒng)和優(yōu)化控制方案層出不窮的今天，智能化的設(shè)計已經(jīng)成為一般要求。從實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的整體性能和經(jīng)濟(jì)效益最大化的基點(diǎn)出發(fā)，我們越來越多的選擇智能閥門定位器。一 智能閥門定位器的優(yōu)點(diǎn)1） 提高調(diào)節(jié)閥和控制系統(tǒng)的性能智能閥門定位器的控制精度很高，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的精確控制，從而提高系統(tǒng)的控制水平。另外，智能閥門定位器可以方便設(shè)置閥門特性曲線，比如等百分比特性，西門子ps2系列就提供了1:25,1:33,1:50三種特性，abb公司的tzid系列提供1:25, 1:50兩種特性，山武公司提供一種。另外，如果用戶對定位器內(nèi)

3、置閥門特性不滿意或有特殊要求，可以通過自定義特性曲線功能進(jìn)行自定義閥門特性曲線的設(shè)置。西門子和abb公司各提供20段曲線的設(shè)置，山武公司提供15段曲線。2） 省氣，節(jié)約能耗和成本我們要求不斷與國際接軌，但國際上著名的大石化公司的成本為什么控制得很好而我國經(jīng)過這么多年的努力卻仍與世界先進(jìn)水平有很大差距呢？從小處說，我們做項目的時候沒有算經(jīng)濟(jì)賬。以儀表風(fēng)為例，生產(chǎn)一標(biāo)立儀表風(fēng)最小能耗1.6mj，一度電是3.6mj，工業(yè)用電一般1元/度，不考慮除水除油除塵和設(shè)備投資及儀表工工資的費(fèi)用，平均產(chǎn)一標(biāo)立儀表風(fēng)是0.44元。國產(chǎn)定位器和某些智能定位器生產(chǎn)廠商，由于技術(shù)上的原因，每小時的耗氣量很大，一般來說，

4、這些產(chǎn)品的穩(wěn)態(tài)耗氣量在350升/小時。對西門子ps2(穩(wěn)態(tài)耗氣量36升/小時)和abb公司的tzid系列（穩(wěn)態(tài)耗氣量30升/小時）來說，在正常工況下可以節(jié)省0.3標(biāo)立/小時。一年省氣量是0.3x24x365=2628標(biāo)立,折算成人民幣成本，那么光節(jié)省能耗就可以節(jié)約1156.32人民幣/年。綜合考慮各種成本，一臺西門子智能閥門定位器每年至少可以節(jié)省1300人民幣/年，對大型石化企業(yè)來說，定位器的數(shù)量是成百上千臺，以1000臺為例計算，全年可以節(jié)省費(fèi)用130萬。然而，由于現(xiàn)有我國工程建設(shè)的一次性投資壓的較低，大部分項目采用普通定位器。雖然一次性投資較小，但投產(chǎn)、運(yùn)行的維護(hù)及各項消耗很大，結(jié)果從35

5、年的時間段上看，總花費(fèi)成本反而很大，性能卻一般般。3） 省氣，保持公網(wǎng)壓力的穩(wěn)定對大型石化企業(yè)來說，由于用氣點(diǎn)很多，耗氣量很大，到裝置末端或遠(yuǎn)離空壓站的地方，儀表風(fēng)壓力很低，有時甚至不能推動調(diào)節(jié)閥正常工作，無法滿足裝置的正常安全生產(chǎn)。如果采用低耗氣量的智能閥門定位器，由于用氣量極少，使總耗氣量大大降低，從而保持儀表風(fēng)公網(wǎng)壓力的穩(wěn)定，保證裝置的安全可靠生產(chǎn)。4） 初始化過程非常簡單對大多數(shù)智能閥門定位器來說，初始化過程基本上非常簡單。以西門子ps2為例，只需按4下按鈕并設(shè)置幾個簡單參數(shù)，就可以自動完成初始化過程。更方便的是，把設(shè)置好的參數(shù)上載到計算機(jī)中，可以再通過下載成批的復(fù)制到相同工況的定位器

6、中，大大地節(jié)省了人力和時間，特別是在新建裝置開工或進(jìn)行大修時。5） 智能化的通信方式智能閥門定位器最明顯的特征是進(jìn)行智能通信。對我們過程工業(yè)來說，最常用的是hart通信，或是pa現(xiàn)場總線，或是ff現(xiàn)場總線。但并不是所有智能閥門定位器都支持以上通信方式。在石化企業(yè)中用量很多的西門子ps2智能閥門定位器不但支持上述通信協(xié)議，而且可以進(jìn)行ams通信。在實(shí)際工程應(yīng)用中，如果采用hart通信（最常用，其他通信方式也可以），通過相應(yīng)的軟件和硬件，可以把全廠的智能閥門定位器的所有參數(shù)信息保存到計算機(jī)中，這是普通手持終端無法實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)需要對智能閥門定位器進(jìn)行維護(hù)或更換是，可以從信息庫中方便的檢索到儀表參數(shù)并快

7、速下載到閥門定位器中，極大節(jié)省了勞動時間和成本，另外，再也不會為保存大量資料而犯難了。6） 二進(jìn)制輸入,聯(lián)鎖開關(guān)閥門對智能閥門定位器，大多具有自保聯(lián)鎖功能。abb公司的閥門定位器可以在斷電時自鎖，西門子公司的ps2在斷信號時也可以自鎖或按要求開關(guān)閥門。在具備上述功能的同時，這些定位器也接受外部連鎖信號的輸入。雖然這些連鎖動作反應(yīng)不是毫秒級別的，但對很多過程工業(yè)來說，秒級的連鎖已經(jīng)足夠了。比如加熱爐燃料油閥門的連鎖。同時，對安全等級要求高的毫秒級連鎖，在設(shè)計規(guī)定中要單獨(dú)設(shè)置，不允許與控制回路放在一起，所以要求智能閥門定位器的聯(lián)鎖達(dá)到毫秒級別是沒有實(shí)際意義的。7） 方便快捷地設(shè)置分程調(diào)節(jié)根據(jù)實(shí)際需

8、要，工程設(shè)計中需要用一個輸入信號實(shí)現(xiàn)控制兩臺或多臺調(diào)節(jié)閥，這就需要閥門定位器只對輸入信號的某個范圍有響應(yīng)。以西門子ps2舉例，可以很方便的通過軟件或手動設(shè)置分程調(diào)節(jié)的起點(diǎn)和終點(diǎn)。8） 豐富的故障診斷功能故障診斷功能是智能閥門定位器非常重要的功能。在實(shí)際開工或調(diào)試過程中，我們會遇到各種各樣的問題。如何正確地判斷和解決這些問題，對裝置正常安全生產(chǎn)十分重要。對智能定位器來說，診斷閥門泄漏量，閥填料，閥磨損等，是大部分智能定位器生產(chǎn)廠家提供的功能。但也有一些廠家提供的功能很少或基本沒有，所以在選型時一定要閱讀樣本并咨詢生產(chǎn)廠家。二 智能閥門定位器的選擇在工程設(shè)計中，我們要仔細(xì)選擇適合的智能閥門定位器，

9、具體要注意以下幾點(diǎn)：1） 要求滿足現(xiàn)場工況，實(shí)現(xiàn)智能化的要求我們選用智能閥門定位器，就是要獲得其智能化的功能并提高整體控制性能。因此，在滿足現(xiàn)場工況的條件下，智能化是我們重要的指標(biāo)。智能包括其通信功能，在線或離線故障診斷功能等。2） 要求現(xiàn)場操作要方便對某些智能閥門定位器產(chǎn)品，由于設(shè)定比較復(fù)雜，影響了產(chǎn)品在實(shí)際使用中的效果。所以，我們首選操作方便的產(chǎn)品。3） 要求性價比高，節(jié)約能耗和成本我們除考慮儀表的一次投資外，還要考慮其運(yùn)行成本。從35年的時間段上看，哪種產(chǎn)品綜合性能高，我們就選取哪種產(chǎn)品。4） 要求現(xiàn)場顯示對某些智能閥門定位器產(chǎn)品，由于沒有現(xiàn)場液晶顯示，所以在現(xiàn)場調(diào)節(jié)時必須借助手操器調(diào)節(jié)

10、。這增加了成本。另外，對lcd液晶顯示，要注意其在極低環(huán)境溫度下的顯示效果。5） 要求在某些情況下，保證遠(yuǎn)距離安裝的正常工作由于現(xiàn)在大型石化企業(yè)采用聯(lián)合中控室的越來越多，所以從控制室到現(xiàn)場智能閥門定位器的距離可能很遠(yuǎn)，電纜電壓降的問題必須考慮，否則智能閥門定位器不能正常工作。三 智能閥門定位器在工程實(shí)踐的應(yīng)用實(shí)例在工程施工和裝置開車運(yùn)行過程中，由于設(shè)計、施工和維護(hù)的各種原因，調(diào)節(jié)閥會產(chǎn)生各種各樣的故障。對某些問題，我們可以通過智能閥門定位器來解決。1) 實(shí)例一某煉油廠裝置在裝置運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)幾臺調(diào)節(jié)閥打不開或不能完全關(guān)閉。經(jīng)檢查，在排除其他因素后，確定由于實(shí)際操作壓力高于設(shè)計壓力，閥門前后的差

11、壓造成磨擦力增大而執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能克服。在這種情況下，或者更換更大的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，或者想辦法增加氣源壓力。由于更換執(zhí)行機(jī)構(gòu)耗時耗力，最重要的是影響裝置正常生產(chǎn)，所以決定想辦法增加氣源壓力。現(xiàn)場采用的是普通定位器加過濾器減壓閥，調(diào)節(jié)過濾減壓閥出口壓力到最大，仍然不能解決問題，但儀表風(fēng)公網(wǎng)壓力與過濾減壓閥出口壓力仍有二公斤的空間。試驗把儀表風(fēng)直接接到執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜頭上，問題解決。但由于公網(wǎng)壓力波動及其他因素的影響，普通定位器無法正常使用和調(diào)節(jié)。因此，決定用庫存的一臺某廠商的智能閥門定位器，由于此廠家的定位器不受氣源波動的影響，因此在定位器前安裝上過濾器后安裝到閥門上，調(diào)節(jié)閥正常工作，問題得以解決。2) 實(shí)例二某裝置停工大修。調(diào)節(jié)閥的檢測工作量很大，時間緊，任務(wù)急。由于這批調(diào)節(jié)閥配置了某公司的智能閥門定位器，其具有豐富的故障診斷功能，因此用智能閥門定位器對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行故障診斷，包括閥門泄漏量，閥門填料等關(guān)鍵參數(shù)，根據(jù)故障診斷結(jié)果對有問題的調(diào)節(jié)閥拆下進(jìn)行維護(hù)，而沒有問題的調(diào)節(jié)閥則確認(rèn)為可以正常使用。開工后，經(jīng)過一年的運(yùn)行，證明調(diào)節(jié)閥工作狀況良好。3) 實(shí)例三某工廠，由于調(diào)節(jié)閥投運(yùn)幾年后，資料的不斷使用及人員的不停變更，造成資料的流失，相當(dāng)大一部分找不著了。在新