浅谈西门子智能阀门定位器的故障处理

徐丽

摘 要：在钢厂生产工艺设备上， 特别是在氧气、化工、轧钢等生产厂的工艺流程控制中，气动调节阀应用的非常广泛，而阀门定位器作为调节阀的辅助工具， 对调节阀的定位起着决定性作用，因此阀门定位器运行状态和调校质量的好坏直接影响调节阀的使用，从而影响到工艺的生产操作。本文详细介绍了西门子智能阀门定位器的工作原理、常见故障，探讨了某氧气厂重要机组应用智能阀门定位器在故障处理快速性方面的一点心得，结合智能阀门定位器模块化的结构特点，对故障检查、处理程序进行全面优化，提出了智能阀门定位器模块化处理故障的思路，并对阀门定位器中重要气动部件压电阀的结构、故障现象及相关故障的处理进行浅析。

关键词：智能阀门定位器;压电阀;调校;故障处理模块化

引言：某动力总厂氧气厂主体制氧设备均是引进国外的3万5制氧机组，每台机组安装的阀门定位器均在70台以上，阀门定位器控制着空压机、增压机、空分系统、管网、储槽等制氧流程主体设备的工艺状态，在制氧设备上运行的阀门定位器因氧气生产自身性质决定出现异常时短时间内就能影响整个工艺的运行质量，对氧气、氮气、氩气等气体的生产、纯度造成非常大的影响，严重的还会造成设备的损坏和重大安全事故，比如空压机入口导叶调节系统或氧气管网阀门失灵，就会造成瞬间空压机跳车，或氧气管网波动，影响公司生产，所以在制氧机组处理控制系统故障时一定要与工艺人员联系好，做到稳、准、快。要想符合上述要求，仪表维护人员就要对智能阀门定位器的原理、调校、常见故障、处理过程有一个全面了解和掌握，下面我们就从氧气机组常用的西门子（SITRANS PS2）智能电气阀门定位器的基本工作原理说起。

一、西门子（SITRANS PS2）智能电气阀门定位器的工作原理：

西门子智能阀门定位器采用微处理器对给定值和位置反馈做比较，如果微处理器检测到偏差，它就用一个五步开关程序来控制压电阀，压电阀进而调节进入执行机构气室的气流量，微处理器根据偏差（给定值W与位置反馈信号X）的大小和方向输出一个电控指令给压电阀，压电阀将控制指令转换为气动位置增量，当控制偏差很大时（高速区），定位器输出一个连续信号，当控制偏差不大（低速區），定位器输出连续脉冲; 当控制器偏差在允许误差范围内（自适应或可调死区状态），则没有控制指令输出。

二、常见故障及解决方法

1.在调试或生产过程中，阀门突然喘振，在这种情况下，一般有三种情况：

（1）仪表风输入输出管接头漏气，这种问题很好处理，用试漏液体检测泄漏处，进行密封。

（2）定位器安装倾斜，导致放大器的喷嘴板不平，导致挡板盖不住喷嘴，这种情况需要调整定位器的平衡。

（3）定位器死区值设置太小。定位器死区设置越小，定位精度越高，这就给人们造成一个误区，以为死区越小越好，但这样会使压电阀及反馈杆等运动部件的动作越频繁，有时会引起阀门振荡，影响定位器和阀门的使用寿命，故定位器的死区设置不易过小。定位器在组态设置参数DEBA项（结合工艺控制，不低于 0.5%）后，必须重新调校后才能生效。

2.定位器不能控制执行机构

这种情况是定位器与调节阀连接杆不牢固导致，这时我们需要把反馈杆找对位置并把螺丝拧紧，“需要重新初始化”。

3.位置反馈模块输出信号为3.8mA，不随输入信号变化和位置反馈没有输出信号第一种情况为位置反馈模块与主板的连接没有不够紧密，需要重新插拔; 第二种情况则为反馈模块的电缆没有接入到主板或接触不好。

4 压电阀内部膜片漏，压电阀内部膜片共有三层膜片，在阀顶部还有一片异形密封垫，当阀门动作频繁（有的工艺阀门就要在一个位置小范围比较高频次的动作），膜片背压不断变化，造成膜片老化快，还有阀门操作时瞬间全开全关的冲击多次后膜片损坏的也快，还有外部温度影响，比如空压机入口导叶调节阀处于空压机室，夏天温度超过50度，冬天室温为零下，所以以上温差也是造成压电阀膜片加速老化的一个原因，以上膜片漏的问题需有针对性的对特殊位置阀门的定位器压电阀膜片进行有计划的更换。

5 SITRANS PS2智能电气阀门定位器不同的功能模块损坏，造成定位器无法使用时，因为智能阀门定位器功能实现都已经模块化，结合这个特点，并对机组开机以来阀门定位器故障的统计、分析后，我认为可以对智能阀门定位器的故障处理采取模块对模块的处理方式，就是利用阀门定位器的模块化结构作为处理故障的基础，我将定位器的故障大体分为三类：1.阀门定位器控制模板故障，2.阀门定位器反馈部件故障（反馈电阻异常和反馈信号机械传送装置有问题），3.阀门定位器气动放大部件故障（主要是压电阀膜片损坏），以上故障部件均是模块化部件，当阀门定位器输入部分控制失灵（定位器供电正常）， 在阀门定位器上进行本地操作能使阀门正常开关，有时阀门定位器还没有显示，这时可更换控制模板，然后再重新调试初始化，如果是阀门定位器反馈无法定位，或是反馈不准，或是反馈无法校对，那就更换反馈部件模块，如果是阀门定位器的气动输出回路有问题造成气缸无输入气压或是气压不足，使气缸开关位置波动大，阀门开关异常，这种情况下就要更换气动放大部件，主要是更换压电阀，这样对以上智能阀门定位器的故障处理就变成了更换模块的操作，以上处理故障流程经班组多人多个不同故障的磨练，故障处理时间下降三分之二，最主要的还大大提高了班组人员独立判断故障、解决故障的能力，换下的功能模块可送检修或包保单位及时处理恢复，如是压电阀膜片漏，换下的压电阀马上就可以更换膜片，压电阀处理好经测试后可作为备品使用，这种模块化处理故障模式不但节约时间而且节约大量的设备资金。

三、结论

综上所述，一种先进的设备在维护过程中不但要掌握它的原理、结构、调试要点、常见故障，而且要善于总结，摸索出故障处理规律和新方法，这样就能极大提高自身应对不同问题的能力，特别是鞍钢当前处于困难状态，更需要这种能力将自己为企业贡献最大化，为鞍钢早日实现扭亏盈利做出贡献！

参考文献：

[1]西门子智能阀门定位器说明书及技术手册.