智能閥門定位器在工程實踐中的應用
閱讀：2411發布時間：2012-7-19
一智能閥門定位器的優點
1）提高調節閥和控制系統的性能
智能閥門定位器的控制精度很高，可以實現調節閥的控制，從而提高系統的控制水平。另外，智能閥門定位器可以方便設置閥門特性曲線，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行自定義閥門特性曲線的設置。西門子和ABB公司各提供20段曲線的設置，山武公司提供15段曲線。
2）省氣，節約能耗和成本
我們要求不斷與接軌，但上的大石化公司的成本為什么控制得很好而我國經過這么多年的努力卻仍與*水平有很大差距呢？從小處說，我們做項目的時候沒有算經濟賬。以儀表風為例，生產一標立儀表風zui小能耗1.6MJ，一度電是3.6MJ，工業用電一般1元/度，不考慮除水除油除塵和設備投資及儀表工工資的費用，平均產一標立儀表風是0.44元。國產定位器和某些智能定位器生產廠商，由于技術上的原因，每小時的耗氣量很大，一般來說，這些產品的穩態耗氣量在350升/小時。對西門子PS2（穩態耗氣量36升/小時）和ABB公司的TZID系列（穩態耗氣量30升/小時）來說，在正常工況下可以節省0.3標立/小時。一年省氣量是0.3X24X365=2628標立,折算成人民幣成本，那么光節省能耗就可以節約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省1300人民幣/年，對大型石化企業來說，定位器的數量是成百上千臺，以1000臺為例計算，全年可以節省費用130萬。然而，由于現有我國工程建設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、運行的維護及各項消耗很大，結果從3~5年的時間段上看，總花費成本反而很大，性能卻一般般。
3）省氣，保持公網壓力的穩定
對大型石化企業來說，由于用氣點很多，耗氣量很大，到裝置末端或遠離空壓站的地方，儀表風壓力很低，有時甚至不能推動調節閥正常工作，無法滿足裝置的正常安全生產。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，從而保持儀表風公網壓力的穩定，保證裝置的安全可靠生產。
4）初始化過程非常簡單
對大多數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下按鈕并設置幾個簡單參數，就可以自動完成初始化過程。更方便的是，把設置好的參數上載到計算機中，可以再通過下載成批的復制到相同工況的定位器中，大大地節省了人力和時間，特別是在新建裝置開工或進行大修時。
5）智能化的通信方式
智能閥門定位器zui明顯的特征是進行智能通信。對我們過程工業來說，zui常用的是HART通信，或是PA現場總線，或是FF現場總線。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議，而且可以進行AMS通信。在實際工程應用中，如果采用HART通信（zui常用，其他通信方式也可以），通過相應的軟件和硬件，可以把全廠的智能閥門定位器的所有參數信息保存到計算機中，這是普通手持終端無法實現的。當需要對智能閥門定位器進行維護或更換是，可以從信息庫中方便的檢索到儀表參數并快速下載到閥門定位器中，極大節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）二進制輸入,聯鎖開關閥門
對智能閥門定位器，大多具有自保聯鎖功能。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不是毫秒級別的，但對很多過程工業來說，秒級的連鎖已經足夠了。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，在設計規定中要單獨設置，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鎖達到毫秒級別是沒有實際意義的。
7）方便快捷地設置分程調節
根據實際需要，工程設計中需要用一個輸入信號實現控制兩臺或多臺調節閥，這就需要閥門定位器只對輸入信號的某個范圍有響應。以西門子PS2舉例，可以很方便的通過軟件或手動設置分程調節的起點和終點。
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。在實際開工或調試過程中，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廠家。
二智能閥門定位器的選擇
在工程設計中，我們要仔細選擇適合的智能閥門定位器，具體要注意以下幾點：
1）要求滿足現場工況，實現智能化的要求
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，在滿足現場工況的條件下，智能化是我們重要的指標。智能包括其通信功能，在線或離線故障診斷功能等。
2）要求現場操作要方便
對某些智能閥門定位器產品，由于設定比較復雜，影響了產品在實際使用中的效果。所以，我們操作方便的產品。
3）要求性價比高，節約能耗和成本
我們除考慮儀表的一次投資外，還要考慮其運行成本。從3~5年的時間段上看，哪種產品綜合性能高，我們就選取哪種產品。
4）要求現場顯示
對某些智能閥門定位器產品，由于沒有現場液晶顯示，所以在現場調節時必須借助手操器調節。這增加了成本。另外，對LCD液晶顯示，要注意其在極低環境溫度下的顯示效果。
5）要求在某些情況下，保證遠距離安裝的正常工作
由于現在大型石化企業采用聯合中控室的越來越多，所以從控制室到現場智能閥門定位器的距離可能很遠，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踐的應用實例
在工程施工和裝置開車運行過程中，由于設計、施工和維護的各種原因，調節閥會產生各種各樣的故障。對某些問題，我們可以通過智能閥門定位器來解決。
1）實例一
某煉油廠裝置在裝置運行過程中發現幾臺調節閥打不開或不能*關閉。經檢查，在排除其他因素后，確定由于實際操作壓力高于設計壓力，閥門前后的差壓造成磨擦力增大而執行機構不能克服。在這種情況下，或者更換更大的執行機構，或者想辦法增加氣源壓力。由于更換執行機構耗時耗力，zui重要的是影響裝置正常生產，所以決定想辦法增加氣源壓力。現場采用的是普通定位器加過濾器減壓閥，調節過濾減壓閥出口壓力到zui大，仍然不能解決問題，但儀表風公網壓力與過濾減壓閥出口壓力仍有二公斤的空間。試驗把儀表風直接接到執行機構膜頭上，問題解決。但由于公網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節。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，調節閥正常工作，問題得以解決。
2）實例二
某裝置停工大修。調節閥的檢測工作量很大，時間緊，任務急。由于這批調節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節閥進行故障診斷，包括閥門泄漏量，閥門填料等關鍵參數，根據故障診斷結果對有問題的調節閥拆下進行維護，而沒有問題的調節閥則確認為可以正常使用。開工后，經過一年的運行，證明調節閥工作狀況良好。
3）實例三
某工廠，由于調節閥投運幾年后，資料的不斷使用及人員的不停變更，造成資料的流失，相當大一部分找不著了。在新建項目和改造時，他們選用了智能閥門定位器，通過相應的軟硬件，把全廠定位器及相關信息保存起來，在以后的生產和維修期間，可以方便的查閱并使用。
4）實例四
某石化裝置調節閥，由于設計選擇了正作用，但在開工時工藝要求實現反作用，這就需要對調節閥進行調整。由于調節閥膜頭調整比較麻煩，而定位器選用的是智能型，所以，通過簡單地調整智能閥門定位器的參數，就實現了調節閥正反作用的轉換。
以上是筆者在工程設計和服務中的一點經驗。從長遠發展過程來說，采用智能閥門定位器是一種趨勢。我們希望越來越多的設計和用戶能夠采用智能閥門定位器，不斷提高我們工廠的自動化水平，實現良好的經濟效益，不斷把我們國家的自控水平推向世界地位
