FF閥門定位器的安裝和調(diào)試及Valvelink調(diào)試軟件的應用

1、FF閥門定位器的安裝和調(diào)試及Valvelink調(diào)試軟件的應用作 者：中國石化集團第五建設公司上海工程項目部 唐召鳳摘要：計算機網(wǎng)絡技術(shù)在人們的生活中已經(jīng)有著廣泛的應用，基于這一技術(shù)的工廠網(wǎng)絡化和信息化是現(xiàn)代石油化工裝置在過程管理和過程控制上所追求的，是現(xiàn)代化工企業(yè)管理發(fā)展的一種趨向。FF總線閥門定位器是實現(xiàn)工廠網(wǎng)絡控制和信息化管理的主要的現(xiàn)場部件之一。要實現(xiàn)工控管理網(wǎng)絡化，那么，就要很好地對構(gòu)成網(wǎng)絡和每個實體以更進一步的了解并掌握。關(guān)鍵字：FF Valvelink 調(diào)試 定位器 行程FF閥門定位器是基于基金會現(xiàn)場總線技術(shù)的高科技新型產(chǎn)品，在國內(nèi)以前化工裝置中只有零星應用，但在上海賽科石化工程所

2、有裝置中的控制閥門都采用了FF定位器，其中26萬t/a丙烯睛裝置中就設計了二百多臺，它為SECCO實現(xiàn)工廠網(wǎng)絡化的管理提供了服務基礎。FF定位器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同于普通的HART智能定位器或常規(guī)（420mA.DC）定位器，對安裝和調(diào)試提出了很高的要求，在調(diào)試中需采用計算機和專用軟件(Valvelink),相應地在技術(shù)上有了很大的提高，同時，對儀表調(diào)試工作帶來了大的挑戰(zhàn)和難得的機遇。下面以DVC5000f型FF閥門定位器為例，對其安裝和調(diào)試過程及存在的問題從理論和實踐兩個方面進行闡述，以供對FIT閥門定位器以及調(diào)試軟件（Valvelink）有個新的了解和認識，共同提高。1 FF定位器簡介FF是FOU

3、NDATION fieldbus（基金會現(xiàn)場總線）的縮寫。DVC5000f閥門定位器是一種為FF現(xiàn)場總線系統(tǒng)而設計的數(shù)字式的閥門控制器，它有很多突出的特（優(yōu)）點：儀表設備間的互操作性，過程控制功能，通信功能，基于微處理器（CPU）技術(shù)的數(shù)字化的一類儀表。除此之外，它的一個主要功能是將數(shù)字輸人信號轉(zhuǎn)換為氣動輸出信號。FF定位器通過使用FOUNDATION fieldbus的通訊協(xié)議，通過網(wǎng)絡很容易獲得過程操作的重要信息，同時也可以獲得過程的控制信息。FF定位器所產(chǎn)生的各類信息通過CCR中DCS操作主系統(tǒng)DeltaV系統(tǒng)或其它主系統(tǒng)的控制平臺而直觀顯示出來。在數(shù)字化的FF定位器中存在著一些功能模塊

4、：PID控制模塊、AI/DI輸人模塊、AO/DO輸出模塊等。還包括兩種控制模式供選擇和三種自診斷的能力。其控制模式的選擇有兩種，任選其一，即： Standard Control（SC標準控制） Fieldbus Logic（FL現(xiàn)場總線邏輯）自診斷的能力包括： Fieldbus Diagnostic（FD現(xiàn)場總線診斷） Advanced Diagnostic（AD高級診斷） Performance Diagnostic（PD性能診斷）這兩種控制模式可以與三種自診斷能力的任一相適應。在診斷能力中的FD功能可以在任一個主系統(tǒng)中應用，而AD和PD只有在AMS（艾默生）的VALVELINK軟件下有效，

5、才能在顯示面板中看到。所有的數(shù)字閥門控制器中有兩種最基本的模塊:Resource block and Transducer block（資源模塊和變送模塊）。除以上兩種模塊外還包括一些獨立的控制模塊：AO，PID，ISEL（輸人選擇器），DI，DO功能塊。2 Valvelink軟件簡介FF定位器及閥門行程的校驗需要幾套專門的校驗軟件，Valvelink軟件（VL2000V6.0），是對FF定位器進行校驗的唯一工具，另外還要配其它的軟件：NI公司現(xiàn)場總線卡NI-FBUS驅(qū)動軟件（NI-FBUS卡，PCMCIA通訊卡，這兩個卡只用于筆記本計算機上，臺式計算機上使用AT-FBUS通訊卡）和儀表設備描

6、述軟件（DeviceDiscription-DD）。在進行FF定位器校驗前必須要正確選用符合要求的計算機來安裝這三個專用軟件。軟件同時要安裝在具有Microsoft win98, or NT操作系統(tǒng)的筆記本計算機或臺式機上，但VL2000V6.0軟件不能在win95,win2000系統(tǒng)下運行。在實際中（已做過幾次試驗）并不是所有的具備同樣操作系統(tǒng)的計算機就可以使用，而是要通過對不同品牌的計算機和操作系統(tǒng)進行多次的試驗才能成功（AMS建議選用DELL計算機和WIN2000系統(tǒng)，因為Valvelik軟件是在此條件下開發(fā)的）。在軟件安裝完后，啟動計算機就可以對DVC5000f定位器及閥門的一些參數(shù)進

7、行設定、校驗和信息診斷。Valvelink軟件正確安裝后，它能夠在設備內(nèi)部進行報警的正確設置以及對報警報告產(chǎn)生的設置，這些顯示和報警能夠幫助操作人員正確地對現(xiàn)場設備進行故障的判斷和分析處理，以避免工廠或工藝現(xiàn)場設備跳車事故的發(fā)生。內(nèi)部報警所顯示的對簡單故障或錯誤的描述，對實現(xiàn)事先維護和對其正確理解是相當有用和容易的。在FF定位器的參數(shù)設置中，最為常見的報警有三種：故障報警、維護報警和提示報警。3 FF閥門定位器的安裝DVC5000f閥門定位器可以安裝在直行程執(zhí)行機構(gòu)控制閥（薄膜控制閥）上，也可以安裝在旋轉(zhuǎn)型執(zhí)行機構(gòu)的控制閥（ON-OFF蝶閥、球閥或旋塞閥）上?？偟膩碚f，F(xiàn)F定位器的安裝要根據(jù)各

8、類閥門的實際要求合理配置，要注意對氣開或氣關(guān)的形式的正確選擇，并正確選擇反饋臂上的校正銷是插人A孔還是B孔。對于氣開閥使用A孔，氣關(guān)閥使用B孔。只有當反饋臂能夠正確連接，并按規(guī)定的旋轉(zhuǎn)方向時，才能使執(zhí)行機構(gòu)的傳感器軸有正確的值發(fā)送到PID模塊，作進一步的運算和控制。FISHER的閥門定位器可以根據(jù)不同制造商控制閥門的安裝指導書正確完成，這里不再詳述。4 定位器、閥門的校驗校驗要求FF定位器在離線狀態(tài)下，不與DCSDaltaV主系統(tǒng)或其它主系統(tǒng)通訊連接。在進行校驗前，要對所用的一些FF電源、通訊卡、通訊線路、信號線路等與計算機和FF定位器正確連接。定位器的校驗有自動行程校驗、手動行程校驗和壓力傳

9、感器的校驗。要說明的是，這里的校驗不僅僅是對閥單純的行程進行校驗，還要通過對行程的校驗來檢查閥的整體性能是否符合要求，對閥的各部件進行一次大的診斷檢驗。有時，為配合閥門整體的校驗還要對壓力傳感器進行設置和校驗（本文不作說述）。在自動和手動校驗選擇時，對于帶有機械限位和中小型的執(zhí)行機構(gòu)，可以采用自動行程校驗的方法。對于不帶有機械限位且有較大執(zhí)行機構(gòu)，或者想采用手動校驗行程時，使用手動行程校驗的方法。4.1 現(xiàn)場總線通訊附件安裝連接筆記本計算機到現(xiàn)場總線設備（定位器），所用的硬件是 NI-FB卡; NI-FB連接電纜（IC）； 信號調(diào)制器（SC）； 24V.DC直流電源。按要求將這些附件正確連接。

10、4.2上電調(diào)試接通電源啟動計算機，進人Valvelink程序，進人閥門調(diào)試界面下，按對話框提示要求對調(diào)節(jié)閥的行程進行校驗。4.3自動行程校驗只是對閥門行程的校驗，定位器內(nèi)部的特定參數(shù)不再做修改和設置。對于資源模塊和變送模塊內(nèi)的設定由供貨商根據(jù)閥門的特性已完成。步驟1在計算機開始菜單中啟動Valvelink軟件，根據(jù)顯示窗口查找自己所需要校驗的儀表設備（調(diào)節(jié)閥）。步驟2 要確認AO或DO塊（在TransducerBlock內(nèi)）不與主系統(tǒng)連接，而是處于一種離線狀態(tài)下（OOSOUT OF SERVICE狀態(tài)），如果不在OOS狀態(tài)下，面板提示AO或DO必須要設置在OOS狀態(tài)下，否則將不能進行校驗而退出

11、自動校驗模式。步驟3系統(tǒng)開始初始化儀表。如果閥門的反饋臂是標準的滑行反饋機構(gòu)，系統(tǒng)將提示要設定中間校準點（crossover）。在儀表初始后，面板上顯示出當前閥門中間點的百分數(shù)值。步驟4 必須要進行中間點設置時，這里有三種設置的方法可供使用： 人工設置（初始化設置） 系統(tǒng)默認值（50%） 采用最新值（系統(tǒng)檢測到的百分值）在實際應用中，推薦選項是，但是在校驗過程中能夠正確確認閥位或不能對閥位進行準確觀察時，可以采用的方式確定中間值。至于默認值（50%）是最后的一種選擇，這個默認值是假設閥位傳感器處于中間位置，但是這作為交叉值不一定是個準確值，因為在安裝和進行行程校驗時這個值是變化的。在選擇了人工

12、設置時，系統(tǒng)提示要進行交叉值的設定，這個提示中包括為正確設定交叉值而要人工提供的當前閥位的具體值、選擇信號的正反方向和閥位應要移動的數(shù)值。步驟5選擇閥的動作方向和使反饋臂與執(zhí)行機構(gòu)桿成90o所要改變的閥桿位移大小。一旦反饋臂達到正確位置時，自動標識此位置。在自動行程校驗過程中，定位器要搜索閥位的高端（終點）值（0% or100%）、低端（始點）值（0% or 100%）和輸出偏差值。通過尋找這兩個端點值，定位器將產(chǎn)生兩個物理（實際）行程的終點和起始點，如，確定實際行程的0%和100%的開或關(guān)的位置。通過調(diào)整輸出偏差值來校準通過計算驅(qū)動信號所得到的真實的行程點，這個驅(qū)動信號要求行程產(chǎn)生的誤差是0

13、%。這種校準方法如果在50%的位置上得到實施，那么只要有一很小的調(diào)整就能達到理想值。然后，定位器尋找行程的5%和95%這兩個點，以產(chǎn)生一組線型修正因數(shù)，而這個因數(shù)是預設的，這樣，就可以更加能夠使閥位按要求達到準確的實際行程點。之后，定位器便自動地進行正、反行程的校驗。系統(tǒng)可根據(jù)自檢的一些參數(shù)，對閥位進行多次的修正，以達到實際行程的要求。自動校驗完成后，系統(tǒng)要求輸人一些信息。如，校驗人，校驗地點，時間等。4.4 手動行程校驗手動行程校驗的過程、步驟基本與自動校驗的過程、步驟相似。雖然有些參數(shù)要人工進行設置和調(diào)整，但最基本的不同是，閥位的正、反行程的校驗是在人為通過鍵盤或是面板增加或減少輸出信號完

14、成。在進人程序選擇ManualTravel Calibration后，通過面板提示框，對所需要的閥位進行行程校驗，這個以鍵盤輸人的行程值以百分數(shù)顯示，還可以人為地通過增、減信號值來對閥的響應速度情況和死區(qū)進行準確的測量?？傊?，不論是自動校驗還是手動校驗，其結(jié)果是計算機都會自動地產(chǎn)生一個五頁標準的英語校驗報告，這份報告顯示了閥門的優(yōu)點診斷技術(shù)。報告中有四頁是閥門特性曲線，一頁是常規(guī)參數(shù)。具體的特性曲線有：（1） 行程（in）執(zhí)行機構(gòu)壓力（KPa）曲線（2） 輸人信號（%）行程（%）（3） 時間（S）行程（%）（4） 輸人信號（%）驅(qū)動信號（%）這幾條曲線同時有對應的數(shù)據(jù)并顯示，從而可以從圖示和數(shù)

15、據(jù)來正確分析閥門的運行及閥體本身的狀況，可以做到：診斷填料清況；診斷閥座和閥塞有無磨損；判定執(zhí)行機構(gòu)是否漏氣；判斷閥門摩擦力（填料的松緊）的高低情況；提供包括定位器在內(nèi)的總體性能清況；能夠提供滯后和死區(qū)的信息；提供動態(tài)線性度的信息；從中看出閥桿是否粘住或竄動；分析動態(tài)閥門響應；提供閥門運動速度信息和提供超調(diào)和運動時間信息。這些診斷功能雖說對閥門的正常運行和日常維護有一定的優(yōu)越勝，能夠準確地反映出閥門在什么部位有問題，但對初次使用者來說確有一些難度。5 存在的問題（1）對閥門常規(guī)報警的準確運用有難度。內(nèi)部有三種常規(guī)報警設置：故障報警；維護報警；提示報警。但是細化了的報警有幾十個，能正確地設置和操

16、作這些功能需要一定的培訓和實踐。（2）單體校驗時間較長。對一臺精良的閥門完成一次完整的校驗，要花25min的時間。如果在校驗中發(fā)現(xiàn)一些不符合項目時，要對閥體進行必要的維修和重校驗，那么，時間更長。（3）對報告曲線的正確理解、準確分析有難度。在這里要注意的是：如何從四條曲線中正確分析前面提到的可能出現(xiàn)的各種診斷清況，并如何有針對性對儀表進行維護和標定。在產(chǎn)生的校驗數(shù)據(jù)和曲線中，不能很明確地讀出閥門的精度是多少，這一點與常規(guī)閥門定位器不同。要知道閥門的精度是否符合要求，就要對報告中的動態(tài)線性度、最大動態(tài)誤差進行分析以達到對精度的確定。一般清況下，閥門的精度仍按1級來確定。對數(shù)據(jù)的分析，雖說有一定的難度，但是，只要經(jīng)過多次的試驗和探討，會獲得成功的（4）閥門維護問題多，盡管系統(tǒng)能診斷出閥門很多不足之處，如，填料不好，摩擦力不均，閥桿有粘住，氣缸漏氣等等情況，但