自動(dòng)化閥門測(cè)試可快速篩查問(wèn)題而無(wú)需拆下閥門進(jìn)行檢查
智能比例控制閥在過(guò)程工業(yè)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。然而,準(zhǔn)確地評(píng)估閥門性能可能是一個(gè)麻煩的日程工作,因?yàn)檫@經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生大量的停機(jī)時(shí)間以及需要從生產(chǎn)線上卸下閥門。
閥門按比例打開(kāi)和關(guān)閉,并根據(jù) 4 至 20 mA 輸入信號(hào)改變其開(kāi)度。許多閥門都有一個(gè)反饋信號(hào),用于將閥門的實(shí)際位置顯示為開(kāi)/關(guān)的百分比。該輸出可以是 4 至 20 mA 信號(hào)或數(shù)字 HART 變量,代表著控制閥 0 至 100% 的操作范圍。
閥門性能的另一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)是閥門移動(dòng)到所需位置需要的壓力。例如,閥門可以設(shè)置為在施加 12 mA 時(shí)應(yīng)該打開(kāi) 50%。智能電子器件控制的對(duì)象基本上是智能調(diào)壓器,以根據(jù)需要增大或減小壓力,從而將控制元件移動(dòng)到所需位置。
在施加可變 mA 信號(hào)的同時(shí),監(jiān)測(cè)輸出毫安或開(kāi)度信號(hào)百分比,這樣可以判斷控制閥是否在其工作范圍內(nèi)正確地操作。與此類似,在監(jiān)測(cè)和記錄施加到最終控制元件的壓力時(shí),改變閥門的 4 到 20 mA 輸入信號(hào),這是識(shí)別閥門是否卡住的關(guān)鍵測(cè)試。如果閥門正常工作,壓力與 mA 或閥位之間的關(guān)系通常是線性的。如果需要額外的壓力,通常是因?yàn)殚y門卡住所致,通過(guò)記錄和繪制測(cè)量數(shù)據(jù),可以顯示這種情況。通過(guò)記載這些信號(hào),可以記錄閥門的性能。所記錄的測(cè)試和結(jié)果通常稱為閥門的“特征”。
閥門通常包含簡(jiǎn)單的手動(dòng)指示器,可以近似指示為閥門設(shè)置的工作開(kāi)度百分比。但是,該指示器不會(huì)顯示閥門在動(dòng)態(tài)和變化條件下的工作情況,并且無(wú)法保證其準(zhǔn)確性。
以下是施加毫安信號(hào)時(shí)閥門典型的預(yù)期工作狀態(tài):
- 3.8 mA - 閥門應(yīng)該強(qiáng)制關(guān)閉
- 4.0 mA - 閥門應(yīng)該保持關(guān)閉
- 4.2 mA - 閥門應(yīng)該稍微離開(kāi)閥座
- 12 mA - 閥門應(yīng)該打開(kāi) 50%
- 19.8 mA - 閥門應(yīng)該接近全開(kāi)
- 20.0 mA - 閥門應(yīng)該全開(kāi)
- 20.2 mA - 閥門應(yīng)該強(qiáng)制打開(kāi)(停在止動(dòng)位置)
閥上指示器提供粗略測(cè)量值
“閥門側(cè)面的指示器可能顯示閥門打開(kāi) 50%,但您真的確定它不是 51% 或 49% 嗎?您無(wú)法作出判斷,”福祿克過(guò)程工具產(chǎn)品經(jīng)理 Jim Shields 說(shuō),“在許多生產(chǎn)過(guò)程中,這可能會(huì)產(chǎn)生影響。”
先進(jìn)的閥門性能測(cè)試要求拆下閥門并在“閥門檢驗(yàn)器”上測(cè)試其性能。這些儀器是昂貴的復(fù)雜測(cè)試設(shè)備,超出了許多工廠和維修廠的承受范圍。使用專業(yè) HART 測(cè)試儀可以進(jìn)行其他測(cè)試,但這些儀器難以設(shè)置和使用。
實(shí)際上,據(jù)一位過(guò)程儀表講師所言,一名技術(shù)人員和一名助手工作一整天可以準(zhǔn)確地測(cè)試大約八個(gè)閥門,差不多大約一小時(shí)測(cè)試一個(gè)閥門。這包括讓助手拆下閥門,將閥門帶到技術(shù)人員的測(cè)試臺(tái),然后在運(yùn)行測(cè)試的同時(shí)由助手完成所有機(jī)械操作。也就是說(shuō),測(cè)試一個(gè)閥門大約需要兩個(gè)工時(shí)。
測(cè)試過(guò)程自動(dòng)化
福祿克最近推出了一種回路校準(zhǔn)工具,可快速篩查閥門以確定其是否正常工作。該工具可節(jié)省檢查時(shí)間,且無(wú)需從生產(chǎn)線上拆下正常的控制閥。Fluke 710 閥門測(cè)試儀是新一代工具,旨在讓各種技能水平的技術(shù)人員更容易按照專業(yè)的工作流程操作,同時(shí)仍然提供他們期望的過(guò)程回路校準(zhǔn)工具的各種功能。
710 測(cè)試儀包括多項(xiàng)全自動(dòng)測(cè)試,比如特征測(cè)試,該測(cè)試可輕松評(píng)估智能比例閥的性能。這種測(cè)試通??稍诙潭涛宸昼妰?nèi)完成。特征測(cè)試為您提供易于理解的閥門狀態(tài)檢查:良好、及格或不良。
“所以,您可以派出初級(jí)的技術(shù)人員去測(cè)試閥門,然后確定是否需要派遣專家,”Shields 說(shuō),“您不用拆下閥門,否則就像拆卸電機(jī)一樣,工作量很大?!?/p>
在拆下控制線并連接 710 測(cè)試導(dǎo)線后,特征測(cè)試自動(dòng)使信號(hào)從 4 毫安跳到 20 毫安再跳回 4 毫安并記錄閥門的反饋信號(hào),以確定閥門是否正確地移動(dòng)。當(dāng)輸入信號(hào)從 4 毫安跳到 20 毫安再跳回 4 毫安時(shí),它還會(huì)記錄施加在閥門控制元件上的壓力,以尋找壓力升降范圍內(nèi)平滑的線性變化。
篩查閥門是良好、及格還是不良
“通過(guò)分析閥門的移動(dòng)壓力,可以看到閥門經(jīng)過(guò)某個(gè)點(diǎn)時(shí)所需的物理壓力峰值,即使位置本身可能非常接近原本應(yīng)該的位置?!盨hields 說(shuō)。
完成測(cè)試后,您將獲得閥門的性能評(píng)估結(jié)果:良好、及格或不良。710 測(cè)試儀還將記錄測(cè)量數(shù)據(jù),以便您將數(shù)據(jù)上傳到應(yīng)用軟件以進(jìn)行進(jìn)一步分析。
“一旦技術(shù)人員熟悉該工具的使用并可以執(zhí)行測(cè)試,他們便能確定是否需要聯(lián)系專家,”Shields 說(shuō)。
優(yōu)選實(shí)踐:基線和趨勢(shì)
保持閥門正常工作的更佳做法是在閥門處于已知良好狀態(tài)時(shí)執(zhí)行閥門性能測(cè)量以確定基線。由于大多數(shù)閥門使用 4 至 20 mA 輸入信號(hào),帶有 mA 輸出信號(hào)的測(cè)試工具可以提供 mA 輸入信號(hào),以保證能在控制閥的整個(gè)工作范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)閥門。710 測(cè)試儀是這種做法的理想選擇。
理想情況下,記錄工作在閥門調(diào)試期間或大修之后進(jìn)行。技術(shù)人員記錄閥門在理想狀態(tài)下的“特征”,繪制 mA 輸出信號(hào)或開(kāi)度信號(hào)百分比與施加的輸入信號(hào)的關(guān)系曲線。這些信息與執(zhí)行測(cè)試的日期和時(shí)間及閥門標(biāo)簽號(hào)一起存儲(chǔ)。然后可以使用校準(zhǔn)管理軟件進(jìn)一步管理這些信息。
一旦記錄了閥門的基線性能特征,應(yīng)隨即確定用于測(cè)試閥門性能的維護(hù)間隔。維護(hù)間隔取決于具體應(yīng)用是重型還是輕型負(fù)荷。例如,安全和停機(jī)系統(tǒng)中安裝的某些設(shè)備應(yīng)每三個(gè)月檢查一次。
何時(shí)需要拆下閥門
如果繪制的數(shù)據(jù)顯示閥門已形成非線性特征或者曲線出現(xiàn)偏差,則閥門有可能出現(xiàn)會(huì)降低性能和縮短壽命的問(wèn)題,此時(shí)可能需要拆下閥門予以維修。當(dāng) 710 測(cè)試儀指示閥門處于“及格”或“不良”狀態(tài)時(shí),還表明需要調(diào)整閥門控制器和/或聯(lián)系專家以確定是否需要從生產(chǎn)線上拆下閥門以進(jìn)行更廣泛的測(cè)試。
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