Samson閥門定位器的原理及應用

羅運林

摘要 介紹了Samson現場總線閥門定位器的工作原理，與調節閥的接合，線路連接，操作方法，故障處理方法。

【關鍵詞】Samson 現場總線 閥門定位器 工作原理 接合 連接 操作 故障處理

1 引言

中海石油建滔化工有限公司年產60萬噸甲醇裝置100單元、150單元、300單元、800單元等大量采用了Samson現場總線閥門定位器，總線定位器在控制和運行方面跟以前的4-20mA定位器有較大的區別，因此掌握其原理及使用方法是十分必要的。

2 Samson閥門定位器的結構和工作原理

此數字閥門定位器接收通過現場總線傳送的參考變量（參考變量w），并將它與控制閥的行程或旋轉角（控制變量x）相比較。定位器發出一個氣動信號壓力（輸出變量y）來使閥位與輸入對應。

定位器由正比于電阻的位移傳感器系統、一個帶下游空氣容積增強器的模擬量i/p轉換器、和包括微控制器的電子元件組成。

閥的位置經采集臂和位移傳感器以線性行程運動或旋轉角傳送至模擬量PD調節器。同時A/D轉換器傳送閥的位置至微控制器。PD調解器將這個實際值和由控制設備循環傳送的基金會現場總線參考變量相比較。

如果有系統偏差，i/p轉換器的操作改變為執行器經后面的空氣容積增強器充氣或排空。這將導致其所屬的調節閥的閉合部件（如閥芯）移動至參考變量所決定的位置。氣動空氣容積增強器和壓力調節器提供壓縮空氣供氣。

3 與調節閥的接合

定位器可以直接和SAMSON 3277型執行器接合或與按照IEC 60534-6 （NUMAR）的帶鑄鐵框架或柱形框架的調節閥接合也可與按照VDINDE 3845的旋轉執行器接合。

取決于定位器接合的型號，信號壓力可以在框架的左側或右側經一個孔通至執行器的膜頭。取決于執行器“執行器桿伸長”或“執行器桿收縮”（如果供氣故障閥開或關）的安全復位位置，切換板必須首先與執行器框架接合。按標記（在切換板上可見到）調整帶有左側或右側接合相應符號的切換板。

安裝步驟如下：

（1）在定位器上安裝連接板或帶壓力表的壓力表框架，確認二個密封圈的位置放置合適。

（2）在定位器的背面取下排氣塞并使用包括在附件中帶的塞子關閉在連接板或壓力表框架上的壓力輸出“Output38”。

（3）將隨動夾子放在執行器桿上，調整并擰緊螺絲使安裝螺絲在執行器桿的凹槽中。

（4）在對著信號壓力接口處安裝窄面有切口開啟點的蓋板。確認其所帶的墊片對著執行器框架。

（5）在定位器的背面從銷釘位置35處取下在臂M上的隨動銷釘，將其重新放在銷釘位置25的孔中并將螺絲擰緊。

（6）在定位器外殼的凹槽中壓入成形的密封圈。

（7）將定位器放在蓋板上，使隨動銷釘停在隨動夾的頂部。相應地調整臂并打開定位器蓋使定位器的軸停在蓋子或旋轉開關位置處。臂必須停在帶彈簧力的隨動夾子處。

使用二個固定螺絲安裝定位器于蓋板上。

在安裝時要確認密封圈已插入中間板的孔中。

（8）在另一面安裝蓋。當調節閥安裝好后能使冷凝水可以收集并排出時，要確認排氣塞向下。

4 運行

4.1 操作器控制和顯示

4.1.1 旋轉按鈕

定位器主要使用旋轉按鈕操作。通過轉動◎按鈕來選擇或設定代碼、參數和值及按下它來進行確認。

4.1.2 滑動開關氣開或氣關

這個開關用來讓定位器適配執行器的操作方向。對于供氣壓力打開閥的執行器，安全復位位置：“彈簧關閉閥”：開關位置AIRTO OPEN。對于供氣壓力關閉閥的執行器，安全復位位置：“彈簧開啟閥”：開關位置AIR TO CLOSE。對于接合了用于雙動作旋轉執行器的反向放大器的定位器：開關位置AIRTO OPEN。設置開關位置應在初始化之前，初始化后設置是無效的。

4.1.3 容量限制器Q

容量限制器用于讓供氣適配不同尺寸執行器。根據空氣在執行器中是如何接的，有二個固定設定可用：對于執行器小于240cm2且側面信號壓力連接的（3271-5型），選擇MIN SIDE。信號壓力連接在背面的（3277-5型），選擇MIN BACK。對于較大的執行器，選擇MAX SIDE用于側面連接，和MAXBACK用于背面連接。

4.2 使能和選擇參數

在相關參數進行組態之前，必須使用代碼3使之成為使能態。要取消在某一代碼下剛輸入的值，擰動按鈕直至ESC在顯示板上出現并按下此按鈕0確認。如果在60秒內沒有設定輸入，使能組態功能變成非法且顯示恢復到代碼0。在將定位器接合在閥上以及調整安全復位位置和容量限制器之后，它己可以在標準狀態運行，要激活初始化按鈕以保證定位器最佳運行。

5 故障處理

在故障狀態，故障符號-.出現在面板上的左上角。

Err和相應的出錯代碼出現在面板上，先使用代碼3設置使能組態，再到錯誤代碼確認。

代碼50，X>范圍：測量信號提供的值或是太高或太低，測量傳感器位置靠近機械極限。原因：

（1）銷釘位置不正確;

（2）在NAMUR接合狀態滑動的框架或定位器沒有對中;

（3）隨動板接合不正確。

如果出錯在初始化之前，將閥移動至安全復位位置以防止機械部件損壞。糾正：檢查接合和銷釘位置，重新初始化此裝置。

代碼51，△x<范圍：傳感器的測量量程太小。原因：

（1）銷釘位置不正確。

（2）臂不正確。

糾正：檢查接合，重新初始化此裝置。

代碼52，接合：原因：

（1）裝置接合不正確。

（2）在對NOM或Sub模式初始化狀態未能達到公稱行程/角度。

（3）機械的或氣動出錯，如選擇不正確的臂或運動至所要求位置的供氣壓力太低。

糾正：檢查接合和供氣壓力，重新初始化裝置。通過輸入實際的銷釘位置然后在MAX下初始化，在某些情況可以檢查最大行程/旋轉角。在初始化完成之后，代碼5顯示閥能達到的最大行程或旋轉角。

在閥的關閉位置產生誤差的情況下，如帶軟密封閥芯，要重新校驗零點。

在試車過程中，曾出現定位器通訊中斷（CNF）而使閥關閉，通過升級定位器版本及更換定位器重新下裝可以解決。

6 結束語

60萬噸甲醇項目中采用了大量SAMSON閥門和定位器，其中PV010102試車期間出現一次通訊中斷，升級定位器版本后正常。個別閥如LV010702有時出現輸出開路（OOP），并自動恢復，未影響運行。對于全新的FCS系統，目前SAMSON定位器運行基本正常，但存在一定風險。我們在不斷學習閥門、定位器的原理和操作方法的同時，總結現場維護經驗，取得了良好的效果。