Samson阀门定位器的原理及应用

罗运林

摘要 介绍了Samson现场总线阀门定位器的工作原理，与调节阀的接合，线路连接，操作方法，故障处理方法。

【关键词】Samson 现场总线 阀门定位器 工作原理 接合 连接 操作 故障处理

1 引言

中海石油建滔化工有限公司年产60万吨甲醇装置100单元、150单元、300单元、800单元等大量采用了Samson现场总线阀门定位器，总线定位器在控制和运行方面跟以前的4-20mA定位器有较大的区别，因此掌握其原理及使用方法是十分必要的。

2 Samson阀门定位器的结构和工作原理

此数字阀门定位器接收通过现场总线传送的参考变量（参考变量w），并将它与控制阀的行程或旋转角（控制变量x）相比较。定位器发出一个气动信号压力（输出变量y）来使阀位与输入对应。

定位器由正比于电阻的位移传感器系统、一个带下游空气容积增强器的模拟量i/p转换器、和包括微控制器的电子元件组成。

阀的位置经采集臂和位移传感器以线性行程运动或旋转角传送至模拟量PD调节器。同时A/D转换器传送阀的位置至微控制器。PD调解器将这个实际值和由控制设备循环传送的基金会现场总线参考变量相比较。

如果有系统偏差，i/p转换器的操作改变为执行器经后面的空气容积增强器充气或排空。这将导致其所属的调节阀的闭合部件（如阀芯）移动至参考变量所决定的位置。气动空气容积增强器和压力调节器提供压缩空气供气。

3 与调节阀的接合

定位器可以直接和SAMSON 3277型执行器接合或与按照IEC 60534-6 （NUMAR）的带铸铁框架或柱形框架的调节阀接合也可与按照VDINDE 3845的旋转执行器接合。

取决于定位器接合的型号，信号压力可以在框架的左侧或右侧经一个孔通至执行器的膜头。取决于执行器“执行器杆伸长”或“执行器杆收缩”（如果供气故障阀开或关）的安全复位位置，切换板必须首先与执行器框架接合。按标记（在切换板上可见到）调整带有左侧或右侧接合相应符号的切换板。

安装步骤如下：

（1）在定位器上安装连接板或带压力表的压力表框架，确认二个密封圈的位置放置合适。

（2）在定位器的背面取下排气塞并使用包括在附件中带的塞子关闭在连接板或压力表框架上的压力输出“Output38”。

（3）将随动夹子放在执行器杆上，调整并拧紧螺丝使安装螺丝在执行器杆的凹槽中。

（4）在对着信号压力接口处安装窄面有切口开启点的盖板。确认其所带的垫片对着执行器框架。

（5）在定位器的背面从销钉位置35处取下在臂M上的随动销钉，将其重新放在销钉位置25的孔中并将螺丝拧紧。

（6）在定位器外壳的凹槽中压入成形的密封圈。

（7）将定位器放在盖板上，使随动销钉停在随动夹的顶部。相应地调整臂并打开定位器盖使定位器的轴停在盖子或旋转开关位置处。臂必须停在带弹簧力的随动夹子处。

使用二个固定螺丝安装定位器于盖板上。

在安装时要确认密封圈已插入中间板的孔中。

（8）在另一面安装盖。当调节阀安装好后能使冷凝水可以收集并排出时，要确认排气塞向下。

4 运行

4.1 操作器控制和显示

4.1.1 旋转按钮

定位器主要使用旋转按钮操作。通过转动◎按钮来选择或设定代码、参数和值及按下它来进行确认。

4.1.2 滑动开关气开或气关

这个开关用来让定位器适配执行器的操作方向。对于供气压力打开阀的执行器，安全复位位置：“弹簧关闭阀”：开关位置AIRTO OPEN。对于供气压力关闭阀的执行器，安全复位位置：“弹簧开启阀”：开关位置AIR TO CLOSE。对于接合了用于双动作旋转执行器的反向放大器的定位器：开关位置AIRTO OPEN。设置开关位置应在初始化之前，初始化后设置是无效的。

4.1.3 容量限制器Q

容量限制器用于让供气适配不同尺寸执行器。根据空气在执行器中是如何接的，有二个固定设定可用：对于执行器小于240cm2且侧面信号压力连接的（3271-5型），选择MIN SIDE。信号压力连接在背面的（3277-5型），选择MIN BACK。对于较大的执行器，选择MAX SIDE用于侧面连接，和MAXBACK用于背面连接。

4.2 使能和选择参数

在相关参数进行组态之前，必须使用代码3使之成为使能态。要取消在某一代码下刚输入的值，拧动按钮直至ESC在显示板上出现并按下此按钮0确认。如果在60秒内没有设定输入，使能组态功能变成非法且显示恢复到代码0。在将定位器接合在阀上以及调整安全复位位置和容量限制器之后，它己可以在标准状态运行，要激活初始化按钮以保证定位器最佳运行。

5 故障处理

在故障状态，故障符号-.出现在面板上的左上角。

Err和相应的出错代码出现在面板上，先使用代码3设置使能组态，再到错误代码确认。

代码50，X>范围：测量信号提供的值或是太高或太低，测量传感器位置靠近机械极限。原因：

（1）銷钉位置不正确;

（2）在NAMUR接合状态滑动的框架或定位器没有对中;

（3）随动板接合不正确。

如果出错在初始化之前，将阀移动至安全复位位置以防止机械部件损坏。纠正：检查接合和销钉位置，重新初始化此装置。

代码51，△x<范围：传感器的测量量程太小。原因：

（1）销钉位置不正确。

（2）臂不正确。

纠正：检查接合，重新初始化此装置。

代码52，接合：原因：

（1）装置接合不正确。

（2）在对NOM或Sub模式初始化状态未能达到公称行程/角度。

（3）机械的或气动出错，如选择不正确的臂或运动至所要求位置的供气压力太低。

纠正：检查接合和供气压力，重新初始化装置。通过输入实际的销钉位置然后在MAX下初始化，在某些情况可以检查最大行程/旋转角。在初始化完成之后，代码5显示阀能达到的最大行程或旋转角。

在阀的关闭位置产生误差的情况下，如带软密封阀芯，要重新校验零点。

在试车过程中，曾出现定位器通讯中断（CNF）而使阀关闭，通过升级定位器版本及更换定位器重新下装可以解决。

6 结束语

60万吨甲醇项目中采用了大量SAMSON阀门和定位器，其中PV010102试车期间出现一次通讯中断，升级定位器版本后正常。个别阀如LV010702有时出现输出开路（OOP），并自动恢复，未影响运行。对于全新的FCS系统，目前SAMSON定位器运行基本正常，但存在一定风险。我们在不断学习阀门、定位器的原理和操作方法的同时，总结现场维护经验，取得了良好的效果。