控制系統(tǒng)波動(dòng)是現(xiàn)場經(jīng)常遇到的問題,明顯表現(xiàn)就是在調(diào)節(jié)器給定信號不變的情況下,調(diào)節(jié)閥的閥位在一定范圍內(nèi)作上、下變化,最終表現(xiàn)就是調(diào)節(jié)閥有波動(dòng)。調(diào)節(jié)閥不穩(wěn)定不但會造成過程波動(dòng),而且會造成調(diào)節(jié)閥的閥桿磨損、填料泄漏等危害。引起調(diào)節(jié)閥波動(dòng)的原因很多,內(nèi)因是調(diào)節(jié)閥調(diào)試不當(dāng),或者調(diào)節(jié)閥自身有故障;外因是傳送給調(diào)節(jié)閥的控制信號有波動(dòng),控制系統(tǒng)本身及控制回路的某個(gè)環(huán)節(jié)有波動(dòng),都有可能使控制系統(tǒng)波動(dòng)。
在檢查控制系統(tǒng)波動(dòng)時(shí)應(yīng)對控制系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)(現(xiàn)場儀表信號輸出回路、中間環(huán)節(jié)、控制系統(tǒng)輸出回路、調(diào)節(jié)閥及附件和調(diào)節(jié)器PID參數(shù)設(shè)置等)進(jìn)行分析,再對各個(gè)回路進(jìn)行檢查,找出導(dǎo)致控制系統(tǒng)波動(dòng)的真正原因,對癥排除故障。
1、現(xiàn)場儀表輸出信號的檢查及處理
可斷開現(xiàn)場儀表接線,用過程校驗(yàn)儀輸電流信號給調(diào)節(jié)器,調(diào)節(jié)器輸出電流沒有波動(dòng)動(dòng)作,說明現(xiàn)場儀表至控制室的B,C回路是正常的。檢查現(xiàn)場儀表輸出信號,應(yīng)先觀察輸出信號波動(dòng)是不是工藝原因,如汽包水位的波動(dòng)屬于正?,F(xiàn)象,為減少被測參數(shù)波動(dòng)對控制系統(tǒng)的影響,可加大變送器的阻尼時(shí)間來解決?,F(xiàn)場到控制室的信號線接觸不良,接線端子被氧化、銹蝕,沒有使用屏蔽線或屏蔽線接地不良,都可能使調(diào)節(jié)器接收到有波動(dòng)的信號。檢查回路的接線、或檢查接地電阻是否合乎要求。檢測元件或變送器有問題產(chǎn)生的波動(dòng),檢查及處理方法可參考本站其他技術(shù)文章。
2、中間環(huán)節(jié)的檢查及處理
現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)表明,控制系統(tǒng)的整個(gè)回路中,除主要環(huán)節(jié)有問題會引發(fā)系統(tǒng)的波動(dòng)外,中間環(huán)節(jié)出問題引發(fā)的系統(tǒng)波動(dòng)占有很大的比例。各回路之間的連接導(dǎo)線,某個(gè)端子接線不牢固,端子或?qū)Ь€由于腐蝕而接觸不良,都有可能引起信號波動(dòng),控制系統(tǒng)受到電磁干擾,測量和輸出端的安全柵有問題都可能引起系統(tǒng)的波動(dòng)。通過測量信號線的接觸電阻,信號線的接地電阻,信號線上的串模、共模電壓,大多能發(fā)現(xiàn)問題,對癥進(jìn)行處理,具體方法可參考本書中的相關(guān)章節(jié)。
3、控制系統(tǒng)輸出信號的檢查及處理
DCS系統(tǒng)的輸入、輸出卡件有故障,也會造成控制系統(tǒng)的波動(dòng),可通過代換或更換卡件來判斷及處理。斷開控制系統(tǒng)的輸出信號接線,用信號發(fā)生器輸出電流信號給閥門定位器,定位器動(dòng)作正常,說明波動(dòng)來源在調(diào)節(jié)器。
4、調(diào)節(jié)閥及附件的檢查及處理
先檢查氣源壓力是否穩(wěn)定,是否含水,供氣正常,則檢查電氣閥門定位器的輸出是否正常。用電流信號輸入給定位器,觀察定位器的輸出信號是否有波動(dòng),輸出氣壓有波動(dòng),應(yīng)檢查是否是機(jī)械部件引起,檢查定位器噴嘴與擋板的間隙是否過小,節(jié)流孔是否堵塞,反饋桿、機(jī)械部件是否有松動(dòng)現(xiàn)象,放大器內(nèi)部是否臟污有雜質(zhì)。儀表氣源含油,有微塵,會在I/P轉(zhuǎn)換器的噴嘴,擋板處逐漸積聚,時(shí)間長了積聚的污物太多時(shí),就會影響噴嘴的排氣,導(dǎo)致I/P轉(zhuǎn)換器的輸出波動(dòng)。只需清潔噴嘴、擋板就可以解決問題。
閥門定位器接線端接觸不良或沒有接牢固,會造成定位器輸出氣壓信號的波動(dòng),從而引發(fā)調(diào)節(jié)閥波動(dòng)。定位器反饋件松動(dòng)后,調(diào)節(jié)閥閥位的變化不能對定位器形成負(fù)反饋,信號和輸出不對應(yīng),調(diào)節(jié)閥動(dòng)作除滯后還會產(chǎn)生波動(dòng);反饋件松動(dòng)時(shí),可對松動(dòng)的部位進(jìn)行緊固。
閥門定位器的排氣通道不暢通,也會使調(diào)節(jié)閥在工作時(shí)產(chǎn)生波動(dòng)。檢查定位器正常但波動(dòng)仍存在,說明調(diào)節(jié)閥有問題,可檢查膜片是否漏氣,閥桿上、下移動(dòng)是否平穩(wěn),不平穩(wěn)則檢查填料是否過緊,襯里是否腐蝕引起摩擦等。
薄膜式氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的膜片損壞漏氣,定位器就會不停地調(diào)整輸出,向膜室內(nèi)補(bǔ)充空氣,導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥不穩(wěn)定。執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力矩過小,不能克服閥芯的不平衡力和填料的摩擦力,使調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)波動(dòng),可增加彈簧預(yù)緊力,或適當(dāng)松動(dòng)填料以減小摩擦力,懷疑執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力矩過小時(shí),可適當(dāng)提高供氣壓力來解決。
5、PID參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)恼{(diào)整
調(diào)節(jié)器PID參數(shù)整定不當(dāng),也是引起控制系統(tǒng)波動(dòng)或振蕩的常見原因。PID參數(shù)的整定,經(jīng)驗(yàn)是重要因素,當(dāng)按以上①-④步驟檢查沒有發(fā)現(xiàn)問題時(shí),可考慮對調(diào)節(jié)器的PID參數(shù)重新進(jìn)行整定,整定時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎,耐心細(xì)致地進(jìn)行,可邊調(diào)整邊觀察操作站的畫面來進(jìn)行,直到獲得一組較滿意的整定曲線,最終是看控制系統(tǒng)的波動(dòng)是否有所改善。
新安裝投用的控制系統(tǒng),應(yīng)檢查調(diào)節(jié)器的正反作用選擇是否正確,DCS內(nèi)部軟件生成是否有問題,可通過檢查后對癥進(jìn)行更正。
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