智能调节阀的功能及其应用.pdf

闷门年第期 智能调 节 阀的功 能及其 应用 华东电力试验研究所高天云 概述 在过程控制领域 , 由于计算机控制技术的 渗透 , 使得被控对象的质量大为改善 。但在实际 应用中往往受到被称作为最终控制元件的调节 阀特性限制 , 使得有些控制回路无法正常投运 。 因此如何改善调节阀的调节特性 , 并及时了解 其工作状态是调节阀制造厂商们长期研究的课 题 。 近年来国外不少厂商推出了智能调节阀 , 而 且还在不断的开发 , 以满足生产过程和计算机 控制的需要 。 结构及功能 智能调节阀图将执行机构 、 阀体 、 阀门定 位器组装在一起 , 并带有压力 、 温度 、 位移等传 感器以及小型微处理器 。 通过微处理器实现现 场显示 、 操作和转换 , 又通过必要 的接口 与上位机进行通讯 。 从而将检测 、 控制 、 数字逻 辑运算 、 调节 、 通讯等功能集于一身 , 完成对过 程变量的显示 。诊断、保护、调整等工作, 形成 一 个完整的现场智能调节控制器件 。 由于阀门本 身带有各类传感测量元件 , 既减少了信号管线 和导线 , 又减少了干扰信号对系统的影响 , 提高 了可靠性 。 且不必在管道上另行开孔 , 只需留出 阀门安装位置即可 。节 省了人力物力 , 也使得控 制系统的设计 、 安装 、 操作和维护保养工作减 少 。 目目对气压压 咨咨户希希希 故洲开开开开开开开开开开 孩孩孩孩孩孩孩孩共共共 知创麟扮 扮 杀杀此纽态态态态态态态态态态态态 往往侧暇暗暗暗暗暗暗暗玲玲 欢欢欢 珍珍时材 材材 尸 , , 方方材序序序 盛盛盛盛妥妥 旧旧旧旧位位 上 满压力 力 图智能调节阀方框图 智能调节阀的主要功能有控制功能 、 通讯 功能 、保护 功能和诊断功能 。 控制功能 智能调节阀可根据给定值 自动实现调 节 , 控制流量 、 压力 、 压差 、 温度等多种过程变 量 , 还可实现前馈 、 串级等控制方式 。 为适应参 数设定和现 场调试等要求 , 智能调节阀还有 切换键 , 以便在控制器件故障时进行紧急 手动处理 。 借助于微处理器 , 可实现最优控制 、 自适应控制和模糊控制等控制策略 , 而且过渡 年第期 过程平滑而快速 , 因此智能调节阀的调节质量 比普通调节阀要好得多 。 肯特公司的智能调节 阀的阀体上装 有进 出口压力 、 介质温度 、 位移等传感器 , 可对 流量 、压 力 、温度、 阀位 、 泄漏等参数进行测量和 调节 。 它还可以作为一个独立的控制器或变送 器单独工作 。在 作为控制器时 , 类似于典型的调 节阀 , 接收外部的模拟信号 也可接 收经通讯口发来的数字信号 。 作为变送器时 , 将过程变量转换成一的标准信号 , 发送 给控制器或其他器件使用 。 公司的智能调节阀装有 一 电 子定位 控制器 , 可以不断地将过程变量与给定 值相比较而自动调整比例带 , 通过 内部接口与 变送器或其他控制仪表相连接 , 对调节阀实现 计算机控制 。 通讯功能 智能调节阀采用数字通讯技术与控制室内 计算机相连接 , 因此可将各种设备连成一个局 部网络 , 主计算机发出的可寻址数字信号被智 能阀接收 , 阀内的微处理器根据收到的信号对 阀进行控制 。这个系统包括执行机构、 阀门控制 器 、 网络接口器和主计算机 。 因此可远距离在线 对智能调节 阀进行算法修改及参数整定等工 作 。 公司的和都有微处 理器模板 。 当模板安装在调节阀上后 , 他就会连 续监测和控制调节阀 。 模板上还装有可寻址的 接收发送 器 , 根据不 同的地址 , 计算机可对 多个现场模板发送指令和接收相关信息 。 不带复杂 的过程控制器 , 因此仅用于 简单的开关及 阀位反 馈功 能 的 场合 。 而 则带有人机接 口 , 主计 算机通 过 串行通讯电缆与其相连通 讯 , 进行手动 或 自动设定和改变给定值 , 修改参数和控 制策略等 。 保护功能 智能调节阀具有多种保护功能 。 如智能调 节 阀在 电动机通电期间不断检测阀的动作情 况 , 若在规定时间内不动作 , 就被认定为阀被卡 死 , 智能软件切断电源 , 以免烧坏电机 , 并发出 报警 。 有的智能阀还带有后备电池 , 当外电源发 生故障时会 自动启用后备电池驱动执行机构 , 使阀门调整到预先设定的安全位置 。 后备电池 每周 自检一次 , 一旦发现电压过低或故障 , 会发 出报警信息 , 要求检查或维修 。 诊断功能 智能调节阀的故障诊断是通过安装在阀体 及驱动机构上的附加传感器来完成的 。 这些传 感器将信息及时送给多用途处理单元中进行比 较 、运算和 判断等处理 , 发现异常立即执行预定 程序 , 自动采取应急措施并报警 。 多用途处理器 通过给系统加入阶跃或谐波信号 , 然后分析其 响应曲线 , 对网络通讯情况进行连续监测和有 效的故障诊断 。 由于集中控制系统需要一定时 间间隔对各传感器进行扫描 , 而现场智能调节 阀却能及时发现故障 , 所以安全性和可靠性好 。 智能调节阀的应用 由于智能调节阀性能优异 , 可用于一些特 殊要求的场合 。 如需对阀或过程变量进行连续 监测和准确诊断的精密控制的场合 。 或控制要 求非常严格 , 需经常修改算法的回路中 。还 可用于当条件发生变化 , 需要重新配置控制回 路 , 以获得对各种变量的最佳控制效果的场合 。 由于自动控制技术的发展和要求不断提 高 , 智能调节阀的应用已经引起过程控制界 的 重视 , 国外正在大力开发和应用智能调节阀 , 国 内已有不少用户开始引进应用 , 部分厂商已准 备开发 , 因此前景十分可喜 。 欢 迎您仃 阅 年阅 门 杂志