翟培亮

(河南能源化工集團 豫北化工公司 , 河南 安陽 455133)

SAMSON3730型定位器的應(yīng)用與維護

翟培亮

(河南能源化工集團 豫北化工公司 , 河南 安陽 455133)

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

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)字式電氣閥門定位器，作為氣動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控制信號，按預(yù)先設(shè)置關(guān)系輔助氣動執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整閥位并實現(xiàn)準(zhǔn)確定位。閥門定位器將輸入控制信號(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)反饋量進行比較、處理，進而輸出相應(yīng)的氣動控制信號(輸出參數(shù)Y)給氣動執(zhí)行機構(gòu)。

1 工作原理及操作方式

1.1 工作原理

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

圖1 閥門定位器的原理圖

通過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，A/D 轉(zhuǎn)換器將這個閥位傳給微處理器。PD 控制定位電路對實際閥位與經(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W進行比較。在系統(tǒng)出現(xiàn)偏差情況下，氣動執(zhí)行機構(gòu)需要增加信號(充氣壓)或減少信號(排氣)。模擬PD控制定位電路根據(jù)偏差運算的輸出變化由電/氣轉(zhuǎn)換器變?yōu)闅鈩涌刂菩盘?，?jīng)氣動放大器放大輸出給氣動執(zhí)行機構(gòu)，增加或減少輸出信號壓力，從而完成精確定位。

1.2 操作方式

閥門定位器由用戶容易掌握使用的單旋鈕按鍵進行操作，通過轉(zhuǎn)動旋鈕按鍵選擇參數(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，沒有子菜單，本機可對全部參數(shù)進行檢查和修改。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)定按一下就可實現(xiàn)。在閥門定位器上用設(shè)置滑動開關(guān)“氣開/氣關(guān)”(Air to open/Air to close)來對應(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，LCD閥位顯示讀數(shù)為0。INIT鍵用來激活初始化，按照所組態(tài)的參數(shù)進行啟動，完成初始化后，閥門定位器立即進入閉合回路操作狀態(tài)。

2 SAMSON3730定位器安裝注意事項

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四種類型，一般根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)尺寸和額定行程進行選擇，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)動銷釘安裝在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)閥門的行程長度選擇適當(dāng)?shù)男谐炭潭?，在所選行程刻度上安裝反饋固定螺釘，確定行程反饋桿和連接銷釘位置必須滿足行程及要求。

2.2 注意定位器在閥門上的安裝位置

SAMSON定位器位置反饋，是通過閥位傳感器實現(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反饋桿旋轉(zhuǎn)角度來測量閥門動態(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，確保閥門反饋桿水平時，對應(yīng)閥門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、無油、無粉塵的，在連接和供氣前，必須仔細清洗吹掃所有氣源管路。定位器對氣路密封性要求較高，漏氣會造成閥桿移動，閥位變化，從而導(dǎo)致定位器頻繁動作，出現(xiàn)控制精度差。

2.4 定位器電路連接確認

如果錯誤連接電壓源，僅僅約7 V電壓(正負極性接反時僅約2 V電壓)就能損壞閥門定位器，使閥門定位器能夠運行的最小允許輸入控制信號電流≥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

使閥門定位器適配氣動執(zhí)行機構(gòu)的動作方向，設(shè)置滑動開關(guān)“AIR TO OPEN(氣開)”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執(zhí)行機構(gòu)。對于行程時間<1 s的氣動執(zhí)行機構(gòu)，設(shè)定為限制氣量(MIN)。對于行程時間≥1 s的氣動執(zhí)行機構(gòu)，設(shè)定為不需要氣量限制(MAX)。

3.3 輸出信號壓力限制

如果最大的氣動執(zhí)行機構(gòu)輸出壓力會對控制閥造成損壞，必須對輸出信號壓力進行限制。

3.4 檢查閥門定位器工作范圍

為了檢查機械連接及其性能，在手動模式下和用手動給定將控制閥按照閥門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)也在閃動時，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，控制閥移動走過行程/轉(zhuǎn)角全范圍。因此不能在正常生產(chǎn)過程中啟動閥門定位器的初始化，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。用于控制閥有兩個明確定義的機械行程終點，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，基于手動選擇范圍的初始化，用于啟動未知額定行程的控制閥。Sub，緊急模式，再顯更換用，精度差。ZP，零點校正，當(dāng)閥門定位器出現(xiàn)零點偏差超過5%時，重新初始化閥門定位器。

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

手動模式初始化的步驟：轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)按鍵到代碼3，顯示NO；按下旋轉(zhuǎn)按鍵，代碼3閃動，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)按鍵顯示YES；按下旋轉(zhuǎn)按鍵，顯示表示允許組態(tài)符號；之后轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)按鍵到4，確認連接銷釘位置，必須與反饋桿上連接銷釘位置一致，確認完成后到代碼6，按下旋轉(zhuǎn)按鍵選擇MAN初始化模式。然后進行開閥位確認，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)按鍵到代碼0，按下旋轉(zhuǎn)按鍵代碼0閃爍，轉(zhuǎn)動旋轉(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)動旋轉(zhuǎn)按鍵直到控制閥為開的閥位。按下旋轉(zhuǎn)按鍵，確認開的閥位，之后再使用合適的工具來按INIT初始化鍵，啟動初始化過程。

在初始化完成后，閥門定位器處于自動模式，若需要進行手動操作，可通過代碼0進行手/自動控制模式選擇，在手動控制模式下，通過代碼1進行閥位開度控制。

5 SAMSON定位器常見的故障及處理方法

5.1 定位器的反饋桿或驅(qū)動銷釘脫落造成閥門不動作

處理方法：檢查反饋桿及驅(qū)動驅(qū)動銷釘，重新進行緊固連接，在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，由于現(xiàn)場振動較大或安裝時未鎖緊，導(dǎo)致反饋桿及驅(qū)動驅(qū)動銷釘脫落。

5.2 驅(qū)動銷釘位置安裝不合理造成初始化失敗

處理方法：在安裝時應(yīng)嚴(yán)格安裝執(zhí)行機構(gòu)尺寸和額定行程進行銷釘連接，銷釘安裝完成后可利用手動方式進行檢查是否滿足行程要求，其中M型反饋桿驅(qū)動銷釘安裝如表1所示。

表1 M型反饋桿驅(qū)動銷釘安裝

注：制定的連接銷釘位置如圖2所示位置。

5.3 定位器密封不嚴(yán)進水或壓縮空氣帶水造成閥門不動作

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

5.4 定位器屏幕顯示錯誤信息

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

6 結(jié)束語

智能閥門定位器操作簡單、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，先進的技術(shù)，在石油化工行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用與好評。希望它的推廣能不斷提高企業(yè)的自動化水平，為生產(chǎn)裝置的長周期、穩(wěn)定運行提供保障。

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：18790851126。

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