智能閥門定位器在工程實踐中的應用

摘要：控制的實現在調節閥，調節閥的控制在閥門定位器。閥門定位器的選擇，將直接影響調節閥和控制系統的整體性能和品質。選擇智能閥門定位器，提高調節閥整體性能，實現控制性能的整體提高。

關鍵詞：智能閥門定位器工程 LCD 故障診斷在石化工程設計和工程實踐中，我們會選擇各種各樣的系統和更多種類的檢測和控制儀表。為什么？因為我們要實現對工藝過程的控制，達到我們要求的控制效果。控制系統的實現包括三部分：檢測，控制器，調節單元。其中，調節單元中應用最多最關鍵的是調節閥。而閥門定位器是調節閥最重要的附件之一，可以這么說，閥門定位器是調節閥的大腦和靈魂。

隨著工程設計實踐與國際上的接軌，我們感到普通閥門定位器越來越難以滿足工程設計和實踐的要求。特別是在先進控制系統和優化控制方案層出不窮的今天，智能化的設計已經成為一般要求。從實現控制系統的整體性能和經濟效益最大化的基點出發，我們越來越多的選擇智能閥門定位器。

筆者作為工程設計人員，用過國內外主要儀表廠家生產的智能閥門定位器。結合自己在工程設計和服務中的經驗，以西門子智能閥門定位器為主，兼顧其他廠家，談一談智能閥門定位器在工程實踐中的應用。

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，可以實現調節閥的精確控制，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

我們要求不斷與國際接軌，但國際上著名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世界先進水平有很大差距呢？從小處說，我們做項目的時候沒有算經濟賬。以儀表風為例，生產一標立儀表風最小能耗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

智能閥門定位器最明顯的特征是進行智能通信。對我們過程工業來說，最常用的是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（最常用，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。