石化領(lǐng)域中閥門定位器診斷功能的分析及應(yīng)用說明

   由于石化工業(yè)生產(chǎn)具有易燃、易爆、有毒、強(qiáng)腐蝕性、工作環(huán)境惡劣等特征，所以是一項高危險的行業(yè)，一旦發(fā)生意外事故，往往造成十分慘重的傷亡和財產(chǎn)損失。因此，高危險性迫使石化企業(yè)加大了自動化和智能化控制設(shè)備的投入，生產(chǎn)過程控制需要大量控制閥及其診斷性維護(hù)，以實現(xiàn)安全強(qiáng)化的高效能管理過程，從而將危險性盡最大可能降到最低。智能閥門定位器作為控制閥的主要部件，診斷技術(shù)不斷發(fā)展與完善，智能閥門定位器診斷技術(shù)在石油化工生產(chǎn)過程中發(fā)揮著越來越大的診斷、控制和檢測作用。
    一、智能閥門定位器針對傳統(tǒng)閥門定位器的優(yōu)勢
    1.傳統(tǒng)的閥門定位器是由調(diào)節(jié)器或輸出安全柵送來的4～20mADC電流輸入線圈時，使位于線圈之中的動鐵磁化而工作的。因為動鐵位于永久磁鋼所產(chǎn)生的磁場中，因此，兩磁場相互作用，對動鐵產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力矩，使它以支點為中心偏轉(zhuǎn)。如信號增加，則杠桿左側(cè)應(yīng)向下運動。這時固定在杠桿上的擋板便靠近噴嘴，使放大器背壓增高，經(jīng)放大后的輸出氣壓作用于凋節(jié)閥的膜頭上，使其閥桿下移。閥桿的位移通過拉桿轉(zhuǎn)換為反饋軸和反饋壓板的角位移，再通過調(diào)量程支點使反饋機(jī)體運動。固定在杠桿另一端上的反饋彈簧被拉伸，產(chǎn)生一個負(fù)反饋力矩，使杠桿平衡，同時閥桿也穩(wěn)定在一個相應(yīng)的確定位置上，從而實現(xiàn)了信號電流與位置之間的比例關(guān)系。但是，傳統(tǒng)的閥門定位器的放大器恒節(jié)流孔極易發(fā)生堵塞，背壓最大、放大器球閥卡死，噴嘴與擋板關(guān)不嚴(yán)等缺點。
    2.在石油化工生產(chǎn)中，智能型閥門定位器與常規(guī)閥門定位器相比，具有一些顯著的應(yīng)用優(yōu)勢和特征。在進(jìn)行調(diào)試矯正過程中，智能閥門定位器比常規(guī)閥門定位器操作方便、簡單，更容易掌握。與常規(guī)閥門定位器相比，智能閥門定位器不需要其他一些調(diào)節(jié)控制設(shè)備的輔助就能夠進(jìn)行自動化的識別和控制操作，并且在過程中可以自動化進(jìn)行最優(yōu)狀態(tài)的控制調(diào)整，能夠?qū)Σ煌恼{(diào)節(jié)控制要求進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)置。例如，在石油化工生產(chǎn)過程中，如果需要調(diào)節(jié)控制閥門進(jìn)行強(qiáng)制全部關(guān)閉時，它的智能化操作控制系統(tǒng)就會根據(jù)調(diào)節(jié)輸入的信號變化將其控制調(diào)節(jié)的生產(chǎn)運行設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制切斷，以此實現(xiàn)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的強(qiáng)制全部關(guān)閉設(shè)置。這一切都得歸功于智能型閥門定位器使用的軟件控制系統(tǒng)是一個自動設(shè)定的軟件系統(tǒng)，運行中使用的是一個全自動的配置程序。二、石化領(lǐng)域中智能閥門定位器診斷功能的分析與應(yīng)用
    1.當(dāng)閥門初始化時，整臺閥的性能得到測試，參數(shù)得到優(yōu)化，如果產(chǎn)生故障，就會發(fā)出報警信息。報警信息：預(yù)防性報警——控制閥狀態(tài)輕度磨損，將來還會繼續(xù)磨損，但目前閥門還能正常工作；維修報警——閥門狀態(tài)已嚴(yán)重磨損，目前尚能正常工作，但隨時可能發(fā)生故障；故障報警——提醒設(shè)備操作員，閥門已經(jīng)發(fā)生故障。反應(yīng)檢測信息出現(xiàn)在控制閥哪些部件上；分析造成故障的原因——如何解決上述故障。
    2.在使用前通過智能閥門定位器可以對控制閥進(jìn)行原始初始化，初始化后的全部閥門原始狀態(tài)信息被定位器存儲。這樣帶智能定位器的控制閥開始自動初始化工作，包括確定定位器的機(jī)械行程范圍和自動調(diào)整其工作時的最佳指標(biāo)參數(shù)等，定位器根據(jù)當(dāng)前確定的這些機(jī)械方面的信息和指標(biāo)參數(shù)應(yīng)用信號算法來控制閥門的開閉。閥門的工作狀態(tài)正常與否是至關(guān)重要的，定位器實時對其不間斷地檢測與分析，一旦產(chǎn)生故障，就會發(fā)出報警信號，所有檢測分析的結(jié)果都存儲在定位器的存儲器中，以至向設(shè)備操作員或維修工程師提供診斷與維修故障方面的信息等。
    3.智能閥門定位器利用其標(biāo)準(zhǔn)診斷功能雖然能夠識別診斷主要的閥門狀態(tài)錯誤，但是對于用戶來說查明故障的直接原因是一件很困難的事情，用戶需要一個能夠查出故障原因的可行性的“診斷報告”。所以目前智能閥門定位器廠家在提供標(biāo)準(zhǔn)診斷功能之外還進(jìn)行了診斷功能的擴(kuò)展，以滿足用戶的各種需求。擴(kuò)展主要集中在以下兩個方面：
    （1）在智能閥門定位器內(nèi)安裝輔助傳感器，執(zhí)行器需要斷開時，利用此傳感器檢測此時的氣動輸入和輸出信號的變化大小，從而判斷閥內(nèi)件與執(zhí)行器的工作情況是否正常。對于這種方法，絕大多數(shù)廠家都是安裝壓力傳感器來測量加載到執(zhí)行器膜片上的壓力，這種壓力與閥位相關(guān)。在線操作模式下，只有把閥運行時的信號記錄下來，才能夠提供摩擦力和壓力分析報告，這樣就能得出一個比較行之有效的“診斷報告”。
    （2）通過特殊的程序軟件在參考初始閥位有小幅改變后，無論是在線還是離線，響應(yīng)信號的動態(tài)變化就會被記錄在智能閥門定位器的存儲器中，從而形成一個清晰的變化圖象，通過這個變化圖象分析是延遲時間和傳送時間是增加還是減少，并通過圖象分析結(jié)合數(shù)學(xué)仿真模塊分析的方法對閥門工作狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測、診斷分析。這樣也能得到一個“診斷報告”，便于用戶查出故障原因。
    （3）診斷過程和測試應(yīng)該完全在定位器內(nèi)部實現(xiàn)，并根據(jù)類似交通燈編碼系統(tǒng)自動發(fā)出狀態(tài)報警，同時這些報警會被過程控制系統(tǒng)顯示在適當(dāng)?shù)氖跈?quán)等級上維修人員對報警感興趣，操作員則未必感興趣中信息的預(yù)診斷分析功能及處理，提示維修人員將來要出現(xiàn)的維修情況。三、石化領(lǐng)域中智能閥門定位器診斷功能的發(fā)展展望 。