SAMSON3730型定位器的應(yīng)用與維護(hù)

翟培亮

(河南能源化工集團(tuán) 豫北化工公司 , 河南 安陽(yáng) 455133)

SAMSON3730型定位器的應(yīng)用與維護(hù)

翟培亮

(河南能源化工集團(tuán) 豫北化工公司 , 河南 安陽(yáng) 455133)

介紹了SAMSON3730型定位器在調(diào)節(jié)閥中的應(yīng)用，簡(jiǎn)要論述了3730定位器的工作原理、操作方式、安裝注意事項(xiàng)、調(diào)試方法、常見(jiàn)故障及其處理方法。

定位器 ； 參數(shù)設(shè)置 ； 初始化 ； 故障處理

0 前言

SAMSON3730型定位器數(shù)字式電氣閥門(mén)定位器，作為氣動(dòng)控制閥的重要附屬裝置，接受控制系統(tǒng)或控制器輸出的電動(dòng)控制信號(hào)，按預(yù)先設(shè)置關(guān)系輔助氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)整閥位并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。閥門(mén)定位器將輸入控制信號(hào)(給定參數(shù)W)和控制閥位行程或旋轉(zhuǎn)角(被調(diào)參數(shù)X)反饋量進(jìn)行比較、處理，進(jìn)而輸出相應(yīng)的氣動(dòng)控制信號(hào)(輸出參數(shù)Y)給氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

1 工作原理及操作方式

1.1 工作原理

SAMSON3730型數(shù)字式電氣閥門(mén)定位器裝配氣動(dòng)控制閥。閥門(mén)定位器接受控制系統(tǒng)或控制器輸出的電動(dòng)控制信號(hào)，按預(yù)先設(shè)置關(guān)系輔助氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)整閥位并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。SAMSON型數(shù)字式電氣閥門(mén)定位器主要由帶微處理器的電子單元、模擬的電氣轉(zhuǎn)換器和輸出氣動(dòng)放大器以及電子閥位傳感器系統(tǒng)組成，閥門(mén)定位器的原理圖如圖1所示。

圖1 閥門(mén)定位器的原理圖

通過(guò)反饋桿和行程傳感器，將直行程或角行程的控制閥閥位傳送給模擬PD 控制定位電路。同時(shí)，A/D 轉(zhuǎn)換器將這個(gè)閥位傳給微處理器。PD 控制定位電路對(duì)實(shí)際閥位與經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的4～20 mA DC控制信號(hào)W進(jìn)行比較。在系統(tǒng)出現(xiàn)偏差情況下，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要增加信號(hào)(充氣壓)或減少信號(hào)(排氣)。模擬PD控制定位電路根據(jù)偏差運(yùn)算的輸出變化由電/氣轉(zhuǎn)換器變?yōu)闅鈩?dòng)控制信號(hào)，經(jīng)氣動(dòng)放大器放大輸出給氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，增加或減少輸出信號(hào)壓力，從而完成精確定位。

1.2 操作方式

閥門(mén)定位器由用戶(hù)容易掌握使用的單旋鈕按鍵進(jìn)行操作，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕按鍵選擇參數(shù)，按下旋鈕按鍵激活需要的設(shè)定。全部參數(shù)在菜單內(nèi)都列在同一層面上，沒(méi)有子菜單，本機(jī)可對(duì)全部參數(shù)進(jìn)行檢查和修改。LCD可顯示全部參數(shù)，其讀數(shù)方向可180°翻轉(zhuǎn)，不需改變硬件位置，只需組態(tài)參數(shù)設(shè)定按一下就可實(shí)現(xiàn)。在閥門(mén)定位器上用設(shè)置滑動(dòng)開(kāi)關(guān)“氣開(kāi)/氣關(guān)”(Air to open/Air to close)來(lái)對(duì)應(yīng)控制閥的關(guān)閉方向，并約定當(dāng)控制閥在“關(guān)閉”閥位時(shí)，LCD閥位顯示讀數(shù)為0。INIT鍵用來(lái)激活初始化，按照所組態(tài)的參數(shù)進(jìn)行啟動(dòng)，完成初始化后，閥門(mén)定位器立即進(jìn)入閉合回路操作狀態(tài)。

2 SAMSON3730定位器安裝注意事項(xiàng)

2.1 確定行程反饋桿并確定行程

直行程標(biāo)準(zhǔn)的反饋桿由S、M、L、XL四種類(lèi)型，一般根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸和額定行程進(jìn)行選擇，其中S反饋桿額定行程為7.5 mm，M反饋桿額定行程為7.5～30 mm，L反饋桿額定行程為30～60 mm，XL反饋桿額定行程為60～120 mm。角行程標(biāo)準(zhǔn)的反饋桿選用M型，驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)釘安裝在90°的位置。M型反饋桿圖如圖2所示。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)的M型反饋桿

反饋桿上面有行程刻度，根據(jù)閥門(mén)的行程長(zhǎng)度選擇適當(dāng)?shù)男谐炭潭龋谒x行程刻度上安裝反饋固定螺釘，確定行程反饋桿和連接銷(xiāo)釘位置必須滿(mǎn)足行程及要求。

2.2 注意定位器在閥門(mén)上的安裝位置

SAMSON定位器位置反饋，是通過(guò)閥位傳感器實(shí)現(xiàn)。閥位傳感器下限與上限分別是0和100。定位器閥位傳感器通過(guò)反饋桿旋轉(zhuǎn)角度來(lái)測(cè)量閥門(mén)動(dòng)態(tài)位置。選擇合適的定位器安裝位置有利于保證定位器控制精度。安裝時(shí)，確保閥門(mén)反饋桿水平時(shí)，對(duì)應(yīng)閥門(mén)50%左右閥位。

2.3 定位器氣源回路檢查

SAMSON定位器工作氣源為1.4×105～7×105Pa(20～105 磅/英寸)所供氣源必須是干燥、無(wú)油、無(wú)粉塵的，在連接和供氣前，必須仔細(xì)清洗吹掃所有氣源管路。定位器對(duì)氣路密封性要求較高，漏氣會(huì)造成閥桿移動(dòng)，閥位變化，從而導(dǎo)致定位器頻繁動(dòng)作，出現(xiàn)控制精度差。

2.4 定位器電路連接確認(rèn)

如果錯(cuò)誤連接電壓源，僅僅約7 V電壓(正負(fù)極性接反時(shí)僅約2 V電壓)就能損壞閥門(mén)定位器，使閥門(mén)定位器能夠運(yùn)行的最小允許輸入控制信號(hào)電流≥3.8 mA DC。

3 SAMSON定位器參數(shù)設(shè)置

3.1 確定故障—安全位置

使閥門(mén)定位器適配氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作方向，設(shè)置滑動(dòng)開(kāi)關(guān)“AIR TO OPEN(氣開(kāi))”或“AIR TO CLOSE(氣關(guān))”

3.2 設(shè)定輸出氣量限制Q

輸出氣量限制Q用于適配不同尺寸的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對(duì)于行程時(shí)間<1 s的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，設(shè)定為限制氣量(MIN)。對(duì)于行程時(shí)間≥1 s的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，設(shè)定為不需要?dú)饬肯拗?MAX)。

3.3 輸出信號(hào)壓力限制

如果最大的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出壓力會(huì)對(duì)控制閥造成損壞，必須對(duì)輸出信號(hào)壓力進(jìn)行限制。

3.4 檢查閥門(mén)定位器工作范圍

為了檢查機(jī)械連接及其性能，在手動(dòng)模式下和用手動(dòng)給定將控制閥按照閥門(mén)定位器工作范圍走完全行程。當(dāng)顯示的轉(zhuǎn)角在300°內(nèi)和棒圖右外側(cè)或左外側(cè)也在閃動(dòng)時(shí)，表示超出允許的范圍。

4 SAMSON定位器初始化調(diào)試

在初始化期間，控制閥移動(dòng)走過(guò)行程/轉(zhuǎn)角全范圍。因此不能在正常生產(chǎn)過(guò)程中啟動(dòng)閥門(mén)定位器的初始化，僅當(dāng)控制閥前后截止閥關(guān)斷情況下可以進(jìn)行初始化。模式選擇MAX、NOM、MAN、Sub、ZP。其是，MAX，基于最大行程范圍的初始化。用于控制閥有兩個(gè)明確定義的機(jī)械行程終點(diǎn)，如三通閥。NOM，基于工作行程范圍的初始化。用于直通單座閥的初始化模式。MAN，基于手動(dòng)選擇范圍的初始化，用于啟動(dòng)未知額定行程的控制閥。Sub，緊急模式，再顯更換用，精度差。ZP，零點(diǎn)校正，當(dāng)閥門(mén)定位器出現(xiàn)零點(diǎn)偏差超過(guò)5%時(shí)，重新初始化閥門(mén)定位器。

自動(dòng)初始化的步驟：轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)按鍵到代碼3，顯示NO，按下旋轉(zhuǎn)按鍵代碼3閃動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)按鍵顯示YES，按下旋轉(zhuǎn)按鍵，顯示表示允許組態(tài)符號(hào)，之后轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)按鍵到代碼6，按下旋轉(zhuǎn)按鍵，選擇適合的初始化模式，使用合適的工具來(lái)按INIT 初始化鍵，啟動(dòng)初始化過(guò)程。

手動(dòng)模式初始化的步驟：轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)按鍵到代碼3，顯示NO；按下旋轉(zhuǎn)按鍵，代碼3閃動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)按鍵顯示YES；按下旋轉(zhuǎn)按鍵，顯示表示允許組態(tài)符號(hào)；之后轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)按鍵到4，確認(rèn)連接銷(xiāo)釘位置，必須與反饋桿上連接銷(xiāo)釘位置一致，確認(rèn)完成后到代碼6，按下旋轉(zhuǎn)按鍵選擇MAN初始化模式。然后進(jìn)行開(kāi)閥位確認(rèn)，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)按鍵到代碼0，按下旋轉(zhuǎn)按鍵代碼0閃爍，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)按鍵顯示為MAN，按下旋轉(zhuǎn)按鍵；然后旋轉(zhuǎn)到代碼1，按下旋轉(zhuǎn)按鍵代碼1閃爍，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)按鍵直到控制閥為開(kāi)的閥位。按下旋轉(zhuǎn)按鍵，確認(rèn)開(kāi)的閥位，之后再使用合適的工具來(lái)按INIT初始化鍵，啟動(dòng)初始化過(guò)程。

在初始化完成后，閥門(mén)定位器處于自動(dòng)模式，若需要進(jìn)行手動(dòng)操作，可通過(guò)代碼0進(jìn)行手/自動(dòng)控制模式選擇，在手動(dòng)控制模式下，通過(guò)代碼1進(jìn)行閥位開(kāi)度控制。

5 SAMSON定位器常見(jiàn)的故障及處理方法

5.1 定位器的反饋桿或驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)釘脫落造成閥門(mén)不動(dòng)作

處理方法：檢查反饋桿及驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)釘，重新進(jìn)行緊固連接，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，由于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)較大或安裝時(shí)未鎖緊，導(dǎo)致反饋桿及驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)釘脫落。

5.2 驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)釘位置安裝不合理造成初始化失敗

處理方法：在安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格安裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸和額定行程進(jìn)行銷(xiāo)釘連接，銷(xiāo)釘安裝完成后可利用手動(dòng)方式進(jìn)行檢查是否滿(mǎn)足行程要求，其中M型反饋桿驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)釘安裝如表1所示。

表1 M型反饋桿驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)釘安裝

注：制定的連接銷(xiāo)釘位置如圖2所示位置。

5.3 定位器密封不嚴(yán)進(jìn)水或壓縮空氣帶水造成閥門(mén)不動(dòng)作

處理方法：①對(duì)定位器進(jìn)行密封處理，特別是接線(xiàn)口及上蓋密封圈，②排除儀表空氣管線(xiàn)內(nèi)的積水，檢查定位器能否正常工作，損壞時(shí)更換定位器。

5.4 定位器屏幕顯示錯(cuò)誤信息

處理方法：根據(jù)定位器屏幕上顯示的錯(cuò)誤信息，對(duì)SAMSON定位器照代碼表進(jìn)行判斷和處理，出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題一般都是硬件故障導(dǎo)致，對(duì)安裝附件進(jìn)行檢查處理。

6 結(jié)束語(yǔ)

智能閥門(mén)定位器操作簡(jiǎn)單、方便、靈活，性能可靠，控制精度高，結(jié)構(gòu)緊湊。其優(yōu)越的性能，先進(jìn)的技術(shù)，在石油化工行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用與好評(píng)。希望它的推廣能不斷提高企業(yè)的自動(dòng)化水平，為生產(chǎn)裝置的長(zhǎng)周期、穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

2016-10-07

翟培亮(1988-)，男，助理工程師，從事化工儀表維修工作，電話(huà)：18790851126。

TQ056.1

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1003-3467(2017)01-0037-03