王曲电厂气动调门定位器之比较.doc

王曲电厂气动调门定位器之比较生产技术部 张文慧【摘 要】本文主要介绍了王曲电厂现场应用的两种定位器ABB 公司生产的 TZID/TZID-C 防暴型智能阀门定位器和Fisher公司生产的DVC2000系列数字式阀门定位器，从原理和使用情况进行了分析比较。 【关键词】气动门 定位器 原理 比较引言 王曲电厂现场使用的气动执行机构阀门采用的定位器主要有：ABB 公司生产的 TZID/TZID-C 防暴型智能阀门定位器和Fisher公司生产的DVC2000系列数字式阀门定位器。 1 智能气动执行机构工作原理： 阀门定位器由控制单元、电气转换 I/P 单元、阀位检测反馈单元三部分组成，其原理如图一所示。来自调节器的输入信号与阀位反馈信号一同进入微处理器，进行比较运算，根据两者之间的偏差输出一控制信号到 I/P 转换单元，控制 I/P 单元的输出气压及气动调节阀的阀杆运动，阀杆的行程同时反馈到控制单元，由此形成闭环控制。 图一 智能气动执行器工作原理I/P 转换单元由两个开关控制阀 A、B 组成。通过两个方向的控制阀 A 和 B 来控制压缩空气进出气动调节阀，阀 A 是进气阀，阀 B 是排气阀，这两个阀门都只有“开”和“关”两种状态。在任意时刻，阀 A、B 之中只能有一个开通，另一个处于关闭状态。当 A 开通时，由于压缩空气的压力大于膜头内的压力，因此压缩空气进入调节阀，阀杆向下移动；反之当 B 开通时，调节阀气室内的压缩空气由 B 排入大气，阀杆在弹簧的作用下向上移动。 在智能阀门定位器中，为了能与控制电路接口，阀 A 和阀 B 的开通和关断必须能够用电流或电压来控制。 进气阀及排气阀的控制是技术实现的关键之一，必须同时能满足低功耗启动、高可靠、长寿命、电流/电压控制气源压力控制的要求。可选择的方案有：基于电磁感应原理的喷嘴挡板式和基于高 效压电效应的压力调节器或电磁阀。 2 两种智能阀门定位器之比较 两种智能阀门定位器的控制单元与阀门反馈单元大同小异。主要区别于定位器的 I/P 转换单元。 2.1 ABB TZID/TZID-C 智能阀门定位器 该定位器 I/P 转换单元是基于电磁感应原理的喷嘴挡板式。控制单元输出电流信号，送给 I/P 转换单元，I/P 转换单元根据电流信号改变喷嘴与挡板的相对位置，从而改变喷嘴的背压，经放大器改变进气阀和排气阀的位置，从而改变气体的流量，来达到控制气源压力的目的，实现电气转换的开关功能。其控制单元采用 TEIP11 作为核心部件，结合微处理技术，内置通讯功能。通过安装，适合转动型及直行程阀门的控制，定位精度高，行程范围大：直行程：20150mm，转动型：达 125 度。气容13.5kg/小时，气耗0.03kg/小时，通过自动零点/量程的调整，简化调试。采用传感器技术进行温度及位置补偿，具有抗振动能力高达 10g，10150Hz;温度范围-40+85C 的卓越特点。通过 HART或 Profibus/FF 通讯接口，建立现场与控制室的实时联系，可进行参数调整，状态监控。该阀门定位器 I/P 转换单元在工作中会有气耗排放，造成仪表空气的较大需求，运行成本略高。 2.2 DVC2000系列数字式阀门定位器DVC2000数字式阀门控制器（图 1-1）的反馈系统利用一个磁场来进行非接触式的精确的位置测量，是可以通讯的、基于微处理器的电气阀门定位器，DVC2000系列数字式阀门控制器通过一个本地显示液晶屏和HART.协议进行通讯，还可以用一台安装了AMS ValveLink软件或AMSTM软件的个人电脑来设置和校验设备。将电流输入信号（4-20 mA）转换为气压输出信号的传统功能外，除此之外它还提供了一个选项，可为 2个集成的限制开关（用于阀门开 /关指示器）提供了单独的线路，并有一个阀位变送器（用于独立的阀位置反馈）。DVC2000系列数字式阀门控制器设计用于替代标准气动和电气阀门定位器。设备需要在不低于 8.5 V电压和 3.5 mA电流下运行。在执行某些程序时需要最高达 20 mA的直流电。DVC2000数字式阀门控制器由于利用一个磁场来进行非接触式的位置测量，为避免设备操作过程中由于疏忽造成的阀杆移动，应禁止使用磁性工具（如磁性尖端的螺丝刀）。安装的磁铁组件长度不得小于执行机构的物理行程。否则设备将会由于磁铁移出 DVC2000反馈刻度指示范围而导致失控。另外，如果气源供应的不是清洁、干燥和无油的气体，可能会引起严重的人员伤害或设备损伤。在接触接线端子和按钮时，必须采取正确的静电释放保护措施。没有采取适当的保护措施可能会引起阀门的不当移动，造成阀门/执行机构的不稳定。图二 DVC2000系列数字式阀门定位器DVC2000内的阀位变送器的供电通过4-20 mA的控制系统输入获得，类似于两线制变送器的工作方式。另外，变送器的功能是从数字式阀门控制器上获取阀位信息（通过一个光声绝缘体）。因此，4-20 mA的定位控制回路也必须供电，以保证阀位变送器能产生一个表示阀门位置的输出信号。DVC2000系列数字式阀门定位器采用微处理器进行位置测量，现场的震动将使阀门定位器进行无休止的精确调节状态，这势必影响调节阀的使用寿命，可以进行死区设置使上述问题得到缓解，但以牺牲精度为代价，这样也会引起调节震荡。 3 王曲电厂两台机组定位器安装、使用情况 3.1安装情况DVC2000系列数字式阀门定位器主要使用在氨区，如喷氨调门、流量控制调门等；主机所有调门使用的都是ABB TZID/TZID-C 智能阀门定位器，尤其是一些重要阀门如减温水调门、吹灰调门、启调阀等。3.2 维护情况为DVC2000系列数字式阀门定位器容易产出测量偏差，经常需要进行重新定位和调节；ABB 定位器运行稳定，大多数情况重新自整定后即可恢复正常工作，偶尔出现定位器本身故障，多为I/P 转换单元坏，维护简单。DVC2000系列数字式阀门定位器受工艺的限制，解体后的垫片和垫圈都变大，若有损坏的部件备品， 更换、复装比较困难。ABB 定位器若有损坏的部件备品，可以更换。此外，DVC2000系列数字式阀门定位器对阀门特性要求比较高。ABB 定位器运行稳定性好，抗振效果要好一些，所以我厂主机重要调门全部使用ABB定位器。4 总结 两者都是进口产品，购买成本比较