[導(dǎo)讀] 在石油化工裝置自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥的選用對(duì)精度而言至關(guān)重要，它的使用情況影響到產(chǎn)品質(zhì)量，并關(guān)系到裝置安全生產(chǎn)。獨(dú)山子乙烯廠各裝置使用的調(diào)節(jié)閥包括各個(gè)廠家多種類(lèi)型的產(chǎn)品。但絕大多數(shù)調(diào)節(jié)閥安裝的是普通類(lèi)型閥門(mén)定位器?，F(xiàn)在獨(dú)山子乙烯廠使用了美國(guó)FISHER-ROSEMOUNT公司生產(chǎn)的 FIELDVUE智能閥門(mén)定位器，經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行，與普通閥門(mén)定位器的性能、使用情況、性能價(jià)格比等方面進(jìn)行了比較 類(lèi) 型
在石油化工裝置自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥的選用對(duì)精度而言至關(guān)重要，它的使用情況影響到產(chǎn)品質(zhì)量，并關(guān)系到裝置安全生產(chǎn)。獨(dú)山子乙烯廠各裝置使用的調(diào)節(jié)閥包括各個(gè)廠家多種類(lèi)型的產(chǎn)品。但絕大多數(shù)調(diào)節(jié)閥安裝的是普通類(lèi)型閥門(mén)定位器?，F(xiàn)在獨(dú)山子乙烯廠使用了美國(guó)FISHER-ROSEMOUNT公司生產(chǎn)的 FIELDVUE智能閥門(mén)定位器，經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行，與普通閥門(mén)定位器的性能、使用情況、性能價(jià)格比等方面進(jìn)行了比較 類(lèi) 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(mén)穩(wěn)定性 穩(wěn)定 極其穩(wěn)定
調(diào) 校 在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)調(diào)校 通過(guò)校驗(yàn)儀在現(xiàn)場(chǎng)、機(jī)柜或與DCS通訊調(diào)校
信 號(hào) 源 4～20mA或氣動(dòng)信號(hào) 模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)
性能/價(jià)格比 低 高
PID操作 無(wú) 有
通 訊 無(wú) HART協(xié)議
1 FIELDVUE智能閥門(mén)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(mén)控制器有一個(gè)獨(dú)立的模塊基座，它可以很方便地在現(xiàn)場(chǎng)更換而不必拆現(xiàn)場(chǎng)的導(dǎo)線(xiàn)或?qū)Ч?。這個(gè)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(dòng)中繼器;指示表。模塊基座可以通過(guò)換子模塊而重新組合。FIELDVUE系列數(shù)字式閥門(mén)控制器通過(guò)進(jìn)入端子盒的一對(duì)雙絞線(xiàn)接受輸入信號(hào)和電能，輸入信號(hào)同時(shí)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(xiàn)性化中的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，極限值和其他數(shù)值。然后PWB組件子模塊送信號(hào)給I/P轉(zhuǎn)換器子模塊。I/P轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變輸入信號(hào)成為氣壓信號(hào)。該氣壓信號(hào)送到氣動(dòng)中繼器，加以放大并作為輸出信號(hào)送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該輸出信號(hào)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(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的診斷信息。閥門(mén)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥桿位置當(dāng)作輸入信號(hào)引入PWB子模塊，用作數(shù)字式閥門(mén)控制器的反饋信號(hào)，數(shù)字式閥門(mén)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(mén)定位器的智能特性
1.2.1 實(shí)時(shí)信息控制、提高安全性和減少開(kāi)支
1)改善控制：雙向數(shù)字通訊把閥門(mén)當(dāng)前情況的信息帶給你，你可以依靠閥門(mén)工作信息有根據(jù)地對(duì)過(guò)程控制進(jìn)行管理決定，確保及時(shí)控制。
2)提高安全性：可以從現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)盒、端子板或在控制室這樣的安全地區(qū)使用手操器、PC機(jī)或系統(tǒng)工作站選取信息，將你面對(duì)危險(xiǎn)環(huán)境的機(jī)會(huì)減到最小，并且不必親臨現(xiàn)場(chǎng)。
3)保護(hù)環(huán)境：可以把閥門(mén)泄漏檢測(cè)儀或限位開(kāi)關(guān)接到智能數(shù)字式閥門(mén)控制器的輔助端子，免得額外增加現(xiàn)場(chǎng)布線(xiàn)，若發(fā)生超限該儀表將會(huì)報(bào)警。
4)節(jié)省硬件開(kāi)支：當(dāng)FIELDVUE系列數(shù)字式閥門(mén)定位器用在集成系統(tǒng)時(shí)，由于FIELDVUE數(shù)字式閥門(mén)控制器替代調(diào)節(jié)器可以節(jié)省硬件和安裝費(fèi)用。 FIELDVUE系列數(shù)字式閥門(mén)控制器使布線(xiàn)投資、端子和I/O需求投資節(jié)省50%。同時(shí)FIELDVUE儀表采用二線(xiàn)制供電，不要求單獨(dú)而價(jià)高的供電導(dǎo)線(xiàn)。它們替換掉現(xiàn)有的配裝于閥門(mén)的模擬儀表，節(jié)省了單獨(dú)敷設(shè)電源線(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)的高額費(fèi)用。
1.2.2 結(jié)構(gòu)可靠和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(dòng)、溫度和腐蝕性環(huán)境對(duì)它的影響，獨(dú)立的防風(fēng)雨現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)盒把現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)線(xiàn)接點(diǎn)和儀表其他部分隔離開(kāi)。
2)加快開(kāi)工準(zhǔn)備步驟：數(shù)字式閥門(mén)控制器的雙向通訊能力使你可以通過(guò)遠(yuǎn)程識(shí)別每臺(tái)儀表，檢驗(yàn)它的校準(zhǔn)情況，查閱對(duì)比以前存儲(chǔ)的維修記錄及其他更多信息，達(dá)到盡快啟動(dòng)回路的目的。
3)便于選取信息：FIELDVUE數(shù)字式閥門(mén)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(chǎng)信息。如實(shí)地看到控制過(guò)程的基礎(chǔ)——控制閥本身——在閥門(mén)或現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)盒上借助于手持通訊器，在DCS控制室借助于個(gè)人計(jì)算機(jī)或操作員的控制臺(tái)。
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(lái)用。這種多方面的適應(yīng)性，使得無(wú)論現(xiàn)在或?qū)?lái)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作更為方便容易。
1.2.3 自診斷與控制能力
1)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的通信
所有DVC5000f數(shù)字式閥門(mén)控制器都包含現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊能力，包括A0功能塊及下列診斷：
a)關(guān)鍵閥門(mén)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(mén)性能階躍維護(hù)測(cè)試。
關(guān)鍵閥門(mén)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(cè)器有任何問(wèn)題，則儀表的健康狀態(tài)參數(shù)報(bào)警。一旦有問(wèn)題發(fā)生，可確定該儀表將如何對(duì)該問(wèn)題作出反應(yīng)。假如，若壓力檢測(cè)器有故障時(shí)，儀表是否應(yīng)當(dāng)關(guān)閉?也可選擇哪一個(gè)元件出毛病將引起儀表關(guān)閉(是否問(wèn)題嚴(yán)重，足以引起關(guān)閉)。這些參數(shù)指示以報(bào)警形式報(bào)告。監(jiān)控性報(bào)警可以提供有關(guān)有問(wèn)題的儀表、閥門(mén)或過(guò)程的瞬間指示。
2)標(biāo)準(zhǔn)控制與診斷
所有DVC5000f數(shù)字式閥門(mén)控制器都包含標(biāo)準(zhǔn)的控制與診斷。標(biāo)準(zhǔn)控制包括A0與PID功能塊。標(biāo)準(zhǔn)診斷包括下列診斷測(cè)試：a)動(dòng)態(tài)誤差帶;b)驅(qū)動(dòng)信號(hào);c)輸出信號(hào)。
動(dòng)態(tài)誤差帶、驅(qū)動(dòng)信號(hào)及輸出信號(hào)是動(dòng)態(tài)掃描測(cè)試。這些測(cè)試是在被控制的速度下轉(zhuǎn)變傳送器塊(伺服機(jī)構(gòu))的設(shè)定點(diǎn)并繪出閥門(mén)的操作以確定閥門(mén)的動(dòng)態(tài)性能。例如，動(dòng)態(tài)誤差帶測(cè)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(mén)是在運(yùn)動(dòng)著的，就帶來(lái)了動(dòng)態(tài)誤差和“回轉(zhuǎn)”誤差。動(dòng)態(tài)掃描測(cè)試給出了較好的指示，即閥門(mén)在過(guò)程條件下將如何操作，那將是動(dòng)態(tài)而不是靜態(tài)。在個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行ValveLink軟件可完成標(biāo)準(zhǔn)與先進(jìn)診斷測(cè)試。
3)先進(jìn)診斷
具有先進(jìn)診斷的儀表可完成標(biāo)準(zhǔn)診斷所包含的動(dòng)態(tài)掃描測(cè)試內(nèi)容加上第4個(gè)動(dòng)態(tài)掃描測(cè)試，即閥門(mén)特征測(cè)試以及4個(gè)階躍診斷測(cè)試。閥門(mén)特征測(cè)試可讓您確定閥門(mén)/執(zhí)行機(jī)構(gòu)的摩擦力、臺(tái)架測(cè)試壓力信號(hào)范圍、彈簧剛度及閥座關(guān)閉力。
4)過(guò)程總線(xiàn)
費(fèi)希爾控制設(shè)備性能服務(wù)部門(mén)可使用具備過(guò)程診斷能力的儀表來(lái)評(píng)估閥門(mén)、過(guò)程及變送器而基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制回路仍處于自動(dòng)狀態(tài)，而且過(guò)程繼續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)品。利用過(guò)程診斷，性能服務(wù)部門(mén)將能夠識(shí)別與找出哪一個(gè)過(guò)程的組成單元有可能今天引起質(zhì)量問(wèn)題。盡管過(guò)程診斷需要啟動(dòng)運(yùn)行，其終點(diǎn)卻是要由過(guò)程或操作員干預(yù)才能確定的。過(guò)程診斷可同時(shí)在多個(gè)閥門(mén)上進(jìn)行。
2 應(yīng)用和維護(hù)
2.1 應(yīng)用
FIELDVUE智能閥門(mén)定位器于1998年4月安裝使用于裂解和乙二醇裝置共16臺(tái)。主要用于更換一些重要控制點(diǎn)的回路場(chǎng)合。如裂解爐的進(jìn)料流量閥和乙二醇環(huán)氧反應(yīng)器的進(jìn)料流量閥的控制。
我們使用手操器對(duì)其進(jìn)行了組態(tài)和校驗(yàn)，其線(xiàn)性度可達(dá)99%，零點(diǎn)和量程及回差均可以控制在精度要求的范圍之內(nèi)，控制極其穩(wěn)定且抗干擾的能力也特別強(qiáng)，完全滿(mǎn)足工藝控制的要求。
2.2 維護(hù)
FIELDVUE定位器維護(hù)量極少，基本上無(wú)需維護(hù)。其現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性特強(qiáng)。但為了保證長(zhǎng)期、穩(wěn)定地運(yùn)行，儀表人員應(yīng)作好以下幾個(gè)方面的工作。
1)為保證其良好的工作環(huán)境，防止意外損壞，應(yīng)定期檢查定位器周?chē)墓ぷ鳝h(huán)境。同時(shí)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(dòng)和故障。
2)儀表人員應(yīng)每周檢查閥門(mén)和定位器的泄露和工作情況，及時(shí)消除隱患。每月使用手操器對(duì)定位器進(jìn)行特性曲線(xiàn)檢查，檢查零點(diǎn)、量程、線(xiàn)性和回差等參數(shù)，并對(duì)其優(yōu)化和調(diào)整，保證其工作質(zhì)量。
3)定期對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行檢修和維護(hù)，確保閥門(mén)工作質(zhì)量。同時(shí)對(duì)DCS調(diào)節(jié)控制回路參數(shù)進(jìn)行優(yōu)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(chǎng)總線(xiàn)和軟件功能我們沒(méi)有完全得到開(kāi)發(fā)和利用，對(duì)智能維護(hù)和診斷功能無(wú)法完全使用，但還是大大減輕了日常維護(hù)量。
通過(guò)近兩年在化工裝置的使用效果來(lái)看，智能型閥門(mén)控制器性能穩(wěn)定、調(diào)校方便;能實(shí)現(xiàn)與DCS的直接通訊，并具備自診斷功能，維修簡(jiǎn)單;可移植到現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，代表當(dāng)今儀表技術(shù)發(fā)展的方向。進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和使用其軟件功能是我們今后努力的目標(biāo)方向。