ABB智能定位器震蕩的一般處理方法
ABB智能定位器結構緊湊,功能較多,安裝及調試方便,故障率低,贏得廣大客戶的青睞,所以應用很廣泛。僅惠州煉油廠運行一部,就有320臺在使用。最近發現有22臺定位器震蕩導致調節閥波動,由不同的原因導致出現此現象。文章通過對出現震蕩的不同現象,進行分析判斷,總結出原因,并逐個列出每種原因的具體處理方法。
1、ABB定位器的使用現狀
隨著自動化技術的不斷發展及智能設備的發展,智能閥門定位器已經在很多行業,如煉油、化工、食品、煤炭等廣泛使用,并且將慢慢普及。智能定位器有很多家,如西門子、KOSO、山武、FISHER、SOMSON等,在中海油惠州煉油廠氣動調節閥幾乎全部使用ABB智能定位器,除了FISHER、SOMSON、西門子等進口調節閥(數量不多),以及個別使用機械式定位器調節閥之外,其他均使用ABB定位器,僅一部就有320臺(全部氣動調節閥373臺),此定位器結構緊湊,安裝調試方便,但是實際使用過程中,故障率較高,其中一個最主要的原因就是很容易引起調節閥震蕩,導致調節閥盤根泄漏,工藝操作不穩定,甚至無法操作,所以有必要對定位器引起調節閥震蕩進行研究,下面就根據筆者的處理經驗,羅列一些調節閥震蕩的現象,然后闡述一般的處理方法。
2、ABB定位器引起調節閥震蕩的原因
引起調節閥震蕩的原因很多,最常見的有4種:
(1)DCS整定參數PID不合適:調節閥室內自控波動,改為手動控制調節閥不波動。
(2)反饋桿松動:檢查反饋桿
(3)定位器到調節閥的輸出氣路漏風:
(4)定位器參數不合適:調整參數P7.0~P7.9的值較少見的有4種:
(5)定位器電路板接線柱松脫,管線或調節閥震蕩時,突然間斷電,瞬間又恢復。
(6)定位器始終有輸出,導致調節閥震蕩
(7)調節閥盤根比較緊,造成調節閥小信號不動作,等調節閥動作,已經超出所給信號,閥位震蕩一次,才能回到給定位置,引起調節閥震蕩,這種情況只出現在剛更換過填料的調節閥。
(8)定位器位移傳感器壞,在某一個點位移傳感器故障,會出現ERROR12故障報警,定位器自動復位,3s后恢復,期間定位器不輸出風壓,調節閥動作,當錯過這個位置,定位器就按正常輸出,所以出現震蕩,如果信號偏差大一點,直接跳過此點,輸出沒有影響,所以必須以1%的偏差才能試出來。
以上5與8這兩種情況,均可以讓DCS做4~20mA疊加HART監視有沒有故障報警來判斷。回路出現斷路與故障,均會發出故障報警。
3、調節閥震蕩的原因的判斷及解決方法
針對上面列出的8種原因,我們一一進行分析判斷,講述相應的解決方法:
(1)如果調節閥在自動控制狀態下震蕩,讓操作人員將自動控制改為手動控制,調節閥不震蕩,一旦改為自動控制就震蕩,說明DCS整定參數PID不合適,適當調整DCS控制參數PID值,問題將得到解決。
(2)如果調節閥在手動控制狀態下,出現震蕩,就要進行仔細分析判斷,首先檢查定位器反饋桿是否松動,檢查方法為目測或撥動一下反饋桿,使調節閥動作,然后松開,如果調節閥能回到原位,說明反饋桿正常,否則,反饋桿松動,需要重新安裝反饋桿,問題將得到解決。
(3)如果調節閥在手動控制狀態下,出現震蕩,用泡沫液或肥皂水試漏,噴灑在定位器的輸出氣路上的所有接頭及密封點,包括調節閥的膜頭,檢查是否有漏點,如果調節閥在切除狀態,可以將定位器改到手動控制模式,給到中間閥位,等1min,閥位穩定,氣路不漏風,不穩定,氣路漏風,處理漏點。
(4)以上描述的定位器在手動控制模式給某一閥位,閥位不能穩定,如果調節閥為氣關(FO),調節閥往開的方向運動,則是定位器I/P模塊有故障,始終有輸出造成的,這種故障并不多,從開工到現在3年多,一部只出現2臺這種故障,101-FV-01706與101-LV-20101就是這樣的情況,更換I/P模塊,自整定后投用正常。
(5)如果以上情況都不存在,有可能是接線端松動造成,可以輕輕撥動接線看看是否松動后接線柱松脫,如果是,需要更換電路板或重新接線,這種情況也不是經常見到,101-FV-03402與101-FV04301B/F出現過這種故障,如果不是,繼續往下判斷。
(6)如果以上5種情況都不是,將定位器改到手動控制模式,讓調節閥緩緩的從0%~100%之間運動1周(以0.1%梯度慢慢增加或減小),仔細看看有沒有在中間位置,閥位突然間跳變或定位器斷電復位,如果有,說明位移傳感器在此點位置有故障,更換位移傳感器,問題將解決。(如105-FV-00803與101-FV-04001C)如果沒有,則說明是定位器參數不合適,需要調整參數P7.0~P7.9的值或調節閥盤根比較緊。下面重點講述這兩種故障原因的處理方法。
(7)以101-FV-03403為例,講解現場處理方法及過程,將2種故障原因一塊解決。
、偈紫葘⑵涠ㄎ黄鞲臑1.2模式(手動模式),將調節閥閥位給到中間位置25%(10%~90%任意位置都可以),等2min,閥位沒有自動變化,說明定位器輸出到調節閥膜頭整個氣路沒有漏風的地方。
圖1 手動控制1.2模式
②將模式改回到1.1模式(自控模式),讓調節閥0、25、50、75、100走正反行程,發現上行程閥位很穩定,下行程調節閥震蕩2~3次才能穩定,于是檢查定位器設置參數P7.0-P7.9。現在簡單講述一下這些參數的作用:P7.0與P7.1是開向與關向放大比例,數值較高,控制速度快,但同時影響穩定性,數值太大將會引起波動,數值:1.0~400.0之間;P7.2與P7.3是開向與關向積分時間,數值較高,控制速度快,但同時影響穩定性,數值:10~800之間,P7.4與P7.5是開向與關向脈沖,加速啟動,數值過大,引起經常超出給定值,數值:0~200之間,對于小執行器,設置為0.,2011年以后的定位器,已經取消P7.4與P7.5,P7.6與P7.7是開向與關向偏移量,個人理解,是類似與超調量的一個參數,數值大了,會引起波動,數值小了,動作速度慢。檢查定位器參數發現P7.1偏大(關向放大比例為24.3),正常值應該在2~10之間(經驗值),P7.3偏小(關向積分常數為83),正常值應該在120以上(經驗值),P7.8偏大(關向偏移量85),正常值應該在20~60之間(經驗值),將3個值分別改為5.0,300,50,保存退出后,再進行試驗,發現下行程調節閥震蕩1次就能穩定,又將P7.8的值降低到40,再次進行試驗,上下行程均穩定。
圖2 開向放大比例
圖3 開向積分時間
圖4 開向脈沖
圖5 開向偏移量
③通過詢問內操人員,說此閥容易在50%左右發生震蕩,正常調節閥開度在40%~60%之間調節,所以就在40%~60%的范圍內以1%大小的尺度試驗調節閥的上下行程,發現調節閥上行程很穩定,下行程仍然波動1次后才穩定,但是已10的尺度試驗,沒有震蕩,于是再次將P7.8的值降低到30,進行試驗,沒有明顯變化,試驗的過程中,發現下行程的時候,室內信號給出后,定位器在排氣,而閥位滯后較長的時間才動作,動作的時候較快,閥位已經差3%了,所以又往反方向動作2%的閥位穩定了。給10%的信號試驗就沒有此現象,直接穩定,仔細檢查發現調節閥的盤根比較緊,閥位偏差給小定位器排氣較少,閥并不動作,等調節閥動作的時候,已經超出所給的信號,所以調節閥又返回,導致出現震蕩。于是,將調節閥盤根松動0.5圈后,仍然以1%尺度進行試驗,調節閥的上下行程均穩定,問題得到解決。
4、結束語
通過對定位器波動的各種現象羅列,進行原因分析,總結出不同的處理方法。從中發現智能定位器的參數調整特別繁瑣,經常出現自整定后參數不合適的現象,需要花很多時間反復試驗才能達到滿意的控制參數。為了縮短這部分時間,今后還要多多總結手動參數調整的經驗,同時希望廠家對自整定過程參數進行進一步優化。