ABB智能阀门定位器震荡的处理方法

 1 ABB定位器的使用现状

    随着自动化技术的不断发展及智能设备的发展，智能阀门定位器已经在很多行业，如炼油、化工、食品、煤炭等广泛使用，并且将慢慢普及。智能定位器有很多家，如西门子、KOSO、山武、FISHER、SOMSON等，在中海油惠州炼油厂气动调节阀几乎全部使用ABB智能定位器，除了FISHER、SOMSON、西门子等进口调节阀（数量不多），以及个别使用机械式定位器调节阀之外，其他均使用ABB定位器，仅一部就有320台（全部气动调节阀373台），此定位器结构紧凑，安装调试方便，但是实际使用过程中，故障率较高，其中一个最主要的原因就是很容易引起调节阀震荡，导致调节阀盘根泄漏，工艺操作不稳定，甚至无法操作，所以有必要对定位器引起调节阀震荡进行研究，下面就根据笔者的处理经验，罗列一些调节阀震荡的现象，然后阐述一般的处理方法。

    2 ABB定位器引起调节阀震荡的原因

    引起调节阀震荡的原因很多，最常见的有4种：

    （1）DCS整定参数PID不合适：调节阀室内自控波动，改为手动控制调节阀不波动。

    （2）反馈杆松动：检查反馈杆

    （3）定位器到调节阀的输出气路漏风：

    （4）定位器参数不合适：调整参数P7.0~P7.9的值较少见的有4种：

    （5）定位器电路板接线柱松脱，管线或调节阀震荡时，突然间断电，瞬间又恢复。

    （6）定位器始终有输出，导致调节阀震荡

    （7）调节阀盘根比较紧，造成调节阀小信号不动作，等调节阀动作，已经超出所给信号，阀位震荡一次，才能回到给定位置，引起调节阀震荡，这种情况只出现在刚更换过填料的调节阀。

    （8）定位器位移传感器坏，在某一个点位移传感器故障，会出现ERROR12故障报警，定位器自动复位，3s后恢复，期间定位器不输出风压，调节阀动作，当错过这个位置，定位器就按正常输出，所以出现震荡，如果信号偏差大一点，直接跳过此点，输出没有影响，所以必须以1%的偏差才能试出来。

    以上5与8这两种情况，均可以让DCS做4~20mA叠加HART监视有没有故障报警来判断。回路出现断路与故障，均会发出故障报警。

    3 调节阀震荡的原因的判断及解决方法

    针对上面列出的8种原因，我们一一进行分析判断，讲述相应的解决方法：

    （1）如果调节阀在自动控制状态下震荡，让操作人员将自动控制改为手动控制，调节阀不震荡，一旦改为自动控制就震荡，说明DCS整定参数PID不合适，适当调整DCS控制参数PID值，问题将得到解决。

    （2）如果调节阀在手动控制状态下，出现震荡，就要进行仔细分析判断，首先检查定位器反馈杆是否松动，检查方法为目测或拨动一下反馈杆，使调节阀动作，然后松开，如果调节阀能回到原位，说明反馈杆正常，否则，反馈杆松动，需要重新安装反馈杆，问题将得到解决。

    （3）如果调节阀在手动控制状态下，出现震荡，用泡沫液或肥皂水试漏，喷洒在定位器的输出气路上的所有接头及密封点，包括调节阀的膜头，检查是否有漏点，如果调节阀在切除状态，可以将定位器改到手动控制模式，给到中间阀位，等1min，阀位稳定，气路不漏风，不稳定，气路漏风，处理漏点。

    （4）以上描述的定位器在手动控制模式给某一阀位，阀位不能稳定，如果调节阀为气关（FO），调节阀往开的方向运动，则是定位器I/P模块有故障，始终有输出造成的，这种故障并不多，从开工到现在3年多，一部只出现2台这种故障，101-FV-01706与101-LV-20101就是这样的情况，更换I/P模块，自整定后投用正常。

    （5）如果以上情况都不存在，有可能是接线端松动造成，可以轻轻拨动接线看看是否松动后接线柱松脱，如果是，需要更换电路板或重新接线，这种情况也不是经常见到，101-FV-03402与101-FV04301B/F出现过这种故障，如果不是，继续往下判断。

    （6）如果以上5种情况都不是，将定位器改到手动控制模式，让调节阀缓缓的从0%~100%之间运动1周（以0.1%梯度慢慢增加或减小），仔细看看有没有在中间位置，阀位突然间跳变或定位器断电复位，如果有，说明位移传感器在此点位置有故障，更换位移传感器，问题将解决。（如105-FV-00803与101-FV-04001C）如果没有，则说明是定位器参数不合适，需要调整参数P7.0~P7.9的值或调节阀盘根比较紧。下面重点讲述这两种故障原因的处理方法。

    （7）以101-FV-03403为例，讲解现场处理方法及过程，将2种故障原因一块解决。

 ①首先将其定位器改为1.2模式（手动模式），将调节阀阀位给到中间位置25%（10%~90%任意位置都可以），等2min，阀位没有自动变化，说明定位器输出到调节阀膜头整个气路没有漏风的地方。

图1 手动控制1.2模式

    ②将模式改回到1.1模式（自控模式），让调节阀0、25、50、75、100走正反行程，发现上行程阀位很稳定，下行程调节阀震荡2~3次才能稳定，于是检查定位器设置参数P7.0-P7.9。现在简单讲述一下这些参数的作用：P7.0与P7.1是开向与关向放大比例，数值较高，控制速度快，但同时影响稳定性，数值太大将会引起波动，数值：1.0~400.0之间；P7.2与P7.3是开向与关向积分时间，数值较高，控制速度快，但同时影响稳定性，数值：10~800之间，P7.4与P7.5是开向与关向脉冲，加速启动，数值过大，引起经常超出给定值，数值：0~200之间，对于小执行器，设置为0.，2011年以后的定位器，已经取消P7.4与P7.5，P7.6与P7.7是开向与关向偏移量，个人理解，是类似与超调量的一个参数，数值大了，会引起波动，数值小了，动作速度慢。检查定位器参数发现P7.1偏大（关向放大比例为24.3），正常值应该在2~10之间（经验值），P7.3偏小（关向积分常数为83），正常值应该在120以上（经验值），P7.8偏大（关向偏移量85），正常值应该在20~60之间（经验值），将3个值分别改为5.0，300，50，保存退出后，再进行试验，发现下行程调节阀震荡1次就能稳定，又将P7.8的值降低到40，再次进行试验，上下行程均稳定。

图2 开向放大比例

图3 开向积分时间