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反饋觸點信號電動閥門
上海申弘閥門有限公司
之前介紹壓力傳感器+電動調(diào)節(jié)閥，現(xiàn)在介紹反饋觸點信號電動閥門關(guān)位置回訊信號SQ6(KC)各1個。而實際到貨和現(xiàn)場原有電動閥的反饋觸點數(shù)量卻是3個,即:開位置限位SQ1(KO)、關(guān)力矩限位SQ2(MC)、關(guān)位置限位SQ3(KC)各1個。由于實際到貨情況與自控專業(yè)的要求不符,直接關(guān)系到設(shè)計者的意圖能否實現(xiàn)、裝置能否正常開工,為此需要對自控設(shè)計圖紙和該廠以前的電動閥的使用情況進(jìn)行分析研究,以探討修改自控設(shè)計圖紙的可能性。智能型電動執(zhí)行器控制模塊，采用全中文顯示界面，智能紅外遙控實現(xiàn)電動 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的免開蓋調(diào)試，內(nèi)含豐富的菜單報警功能，給用戶的使用帶來極大的方便。它以AC 380V作輸入電源，接受來自PLC、DCS等其它操作器發(fā)出的開關(guān)量信號，控制執(zhí)行器進(jìn)行開關(guān) 動作，它與普通電動執(zhí)行器一起構(gòu)成新一代智能型電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)型的接受信號為4--20Ma 可以滿足在全行程的任意位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。開關(guān)型電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)只接受開關(guān)量信號，只能有全開、全關(guān)或停的位置狀況，不能變換調(diào)節(jié)。 目前所有的調(diào)節(jié)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)都同時具備開關(guān)型的全部功能，只需放棄調(diào)節(jié)功能和按開關(guān)量的控制接線就能實現(xiàn)。
二、反饋觸點信號電動閥門電動閥門反饋裝置，反饋型閥門電動裝置參數(shù)說明
輸入電壓范圍:AC340V-420V。
電源三相三線制、三相四線制均適用
采用全中文顯示界面，智能紅外遙控實現(xiàn)非侵入式免開蓋工作調(diào)試。
可自動檢測三相電源的相序進(jìn)行校正，使執(zhí)行器正確執(zhí)行對閥門的開關(guān)操作，用戶可隨 意接入電動執(zhí)行器的三相電源，不必考慮相序。
自動檢測三相電源的缺相A、缺相B、缺相C，當(dāng)電源缺相時自動禁止電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一切 電動操作，同時在屏幕上用中文提示缺相A、缺相B、缺相C。
輸入輸出通道均采用光電隔離，可承受2000V的浪涌電壓干擾。
工作溫度范圍：-40°C ~ +80°C。
位置電位器的阻值為1KQ
輸出4-20mA位置反饋信號負(fù)載電阻阻值:50 Q-700 Q精度：0.5 %。
一部好的機(jī)器，要有正確的操作方法，zui主要的還要有充分的操作前準(zhǔn)備工作。電動閥門的具體操作方法包括操作前的準(zhǔn)備工作和操作時的注意事項兩大塊，具體如下所述：
(一)操作前的準(zhǔn)備工作
1、操作閥門前，應(yīng)認(rèn)真閱讀操作說明。
2、操作前一定要清楚氣體的流向，應(yīng)注意檢查閥門開閉標(biāo)志。
3、檢查電動閥外觀，看該電動閥門是否受潮，如果有受潮要作干燥處理;如果發(fā)現(xiàn)有其他問題要及時處理，不得帶故障操作。
4、對停用3個月以上的電動裝置，啟動前應(yīng)檢查離合器，確認(rèn)手柄在手動位置后，再檢查電機(jī)的絕緣、轉(zhuǎn)向及電氣線路。
2原設(shè)計控制電路之原理分析
2.1原設(shè)計控制方案中各元件之作用圖1是設(shè)計院提出之控制方案,圖中顯示了控石油工程建設(shè)69石油工程建設(shè)2007年4月制回路的元件既然連接情況,它們分別安裝在裝置現(xiàn)場、配電室和控制室。
(1)現(xiàn)場安裝的設(shè)備(虛線框中)包括:按鈕OPEN、CLOSE和兩位開關(guān)STOP安裝在操作柱上,用于在裝置現(xiàn)場就地控制電動閥;反饋觸點SQ1SQ6安裝在電動閥上,用于反饋電動閥的狀態(tài)。
(2)配電室內(nèi)安裝的設(shè)備包括:交流接觸器KM1、KM2,用于驅(qū)動電動機(jī),安裝在配電柜內(nèi)。
(3)控制室內(nèi)安裝的設(shè)備包括:中間繼電器K1K3為控制繼電器,用于將DCS的指令信號轉(zhuǎn)換為KM1、KM2的控制信號,中間繼電器K4K7為信號繼電器,用于將外部反饋信號轉(zhuǎn)換為DCS可以接收的信號,K1K7都安裝在DCS繼電器柜內(nèi);手動、自動轉(zhuǎn)換開關(guān)SA安裝在控制盤上。
2.2電動閥的控制過程
(1)當(dāng)SA處于手動位置M時,電動閥的控制靠現(xiàn)場的操作按鈕(開關(guān))來實現(xiàn),DCS無法進(jìn)行控制;當(dāng)SA處于自動位置A時,電動閥的控制靠DCS來實現(xiàn),現(xiàn)場的操作按鈕無法進(jìn)行控制;K7顯示手動、自動狀態(tài)的切換情況。
(2)閥門的開、關(guān)限位分別靠一個行程限位開關(guān)、一個力矩限位開關(guān)的串聯(lián)聯(lián)鎖來實現(xiàn)。
(3)K4、K5通過DCS的內(nèi)部邏輯分別顯示閥門的運(yùn)行狀態(tài)和閥位狀態(tài)。
(4)熱繼電器KMJ實現(xiàn)電動機(jī)的過流保護(hù),并通過K6和DCS顯示控制回路的導(dǎo)通狀態(tài)。3初步簡化方案為了研究簡化的控制電路,對該類閥門以往的使用情況進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn):該廠的電動閥全部都是電動閘閥,且處于正裝位置(閥桿直立、執(zhí)行機(jī)構(gòu)在上邊),這種安裝位置使得閥門受到的額外力矩較小,便于閥門打開。閥門在運(yùn)行過程中,由于原油中存在雜質(zhì),很容易沉淀、淤積到閥體下部的閥座中,卡住閥芯,從而導(dǎo)致閥門關(guān)不嚴(yán);相反,由于雜質(zhì)的密度大于原油的密度,且介質(zhì)在閥體內(nèi)部是以渦流方式流動的,使得閥體上部不會發(fā)生卡堵現(xiàn)象。
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥這些都在以往的運(yùn)行實踐中得到了驗證。基于上述分析,我們對圖1的控制電路進(jìn)行了簡化:取消閥門的開力矩限位SQ4(MO)開關(guān)的功能,保留關(guān)力矩限位SQ2(MC)開關(guān)、開位置限位SQ1(KO)開關(guān)、關(guān)位置限位SQ3(KC)開關(guān)的功能,閥位回訊信號通過改變電路形式來實現(xiàn)。經(jīng)過簡化后的電路圖(見圖2)很好地滿足了設(shè)計者的控制意圖,也考慮到了設(shè)備的現(xiàn)況,解決了施工中遇到的一大難題。
4優(yōu)化方案
4.1初步簡化方案的不足經(jīng)過進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),圖2所示電路仍然不是合理的控制回路,主要表現(xiàn)在以下兩個方面:
(1)不能自動實現(xiàn)兩地控制,設(shè)計者考慮的是如何防止誤操作,因此設(shè)計了一個轉(zhuǎn)換開關(guān)SA,但是這個開關(guān)卻限制了對事故狀態(tài)的快速處理操作,容易擴(kuò)大事故范圍;同時大量的轉(zhuǎn)換開關(guān)集中于控制室,需要設(shè)計很多面控制盤(該工程共采用了24面控制盤)來安裝,需要占用很大空間,也影響美觀。
(2)許多指示狀態(tài)本來可以通過DCS的內(nèi)部邏輯來實現(xiàn),但是設(shè)計者卻沒有采用,造成外圍控制電路復(fù)雜化,既增加了投資,又不利于運(yùn)行維護(hù)。
4.2優(yōu)化方案控制與顯示功能的表述在圖2的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化,得到圖3所示的控制電路,該電路充分利用了DCS的內(nèi)部邏輯,zui大程度地簡化了外圍電路,有效克服了圖2存在的不足。通過DCS內(nèi)部邏輯計算,可以顯示開位置、關(guān)位置、開過程、關(guān)過程、中間位置、閥芯卡堵、STOP斷開、熱繼電器開路等狀態(tài),滿足對系統(tǒng)監(jiān)控的需要。
(1)電動閥全開時,SQ1開路,K4失電,DCS內(nèi)部邏輯為0,顯示開位置狀態(tài)。
(2)電動閥關(guān)過程中,SQ1閉路,K4得電,DCS內(nèi)部邏輯為1,在一定的延時時間內(nèi),顯示關(guān)過程狀態(tài);如果超過延時時間,SQ3仍然沒有開路,K5、K6未失電,則顯示中間位置狀態(tài)。
(3)電動閥全關(guān)時,SQ3開路,K5失電、K6未失電,DCS內(nèi)部邏輯進(jìn)行與運(yùn)算為0,顯示關(guān)位置狀態(tài)。
(4)電動閥開過程中,SQ3閉路,K5、K6得電,DCS內(nèi)部邏輯進(jìn)行與運(yùn)算為1,在一定的延時時間內(nèi),顯示開過程狀態(tài);如果超過延時時間SQ1仍然沒有開路,K4未失電,則顯示中間位置狀態(tài)。
(5)如果SQ2、SQ3同時開路,K5、K6失電,DCS內(nèi)部邏輯進(jìn)行或運(yùn)算為0,顯示閥芯卡堵狀態(tài)。
(6)如果在SQ2閉路時SQ1、SQ3同時開路,K4、K5失電,K6未失電,DCS內(nèi)部邏輯進(jìn)行非或運(yùn)算為0,顯示STOP開路狀態(tài)。
(7)如果在。同時開路,K4、K5、K6均失電,DCS內(nèi)部邏輯進(jìn)行或運(yùn)算為0,顯示熱繼電器開路狀態(tài)。
5結(jié)束語以上兩種改進(jìn)的電路經(jīng)過現(xiàn)場試驗,均動作可靠,尤其圖3所示的優(yōu)化方案更令人滿意,
主要表現(xiàn)在:
(1)電路形式非常簡單,便于使用與維護(hù),并且降低了改造成本。
(2)方便地實現(xiàn)了兩地控制,既發(fā)揮了DCS聯(lián)鎖控制的優(yōu)勢,又便于現(xiàn)場操作。如果在現(xiàn)場令STOP開關(guān)置于斷開位置,則所有控制功能都不能操作,保障了現(xiàn)場維護(hù)人員的安全。
(3)充分發(fā)揮了DCS軟件方面的潛力,控制功能非常實用,顯示信號非常豐富。基于以上分析,可以看出圖3所示的電動閥簡化控制電路也適用于其他形式的電動閥,有很好的使用價值,值得推廣采用。
(二)電動閥門操作注意事項
1、啟動時，確認(rèn)離合器手柄在相應(yīng)位置。
2、如果是在控制室控制電動閥，把轉(zhuǎn)換開關(guān)打大REMOTE位置，然后通過SCADA系統(tǒng)控制電動閥的開關(guān)。
3、如果手動控制，把轉(zhuǎn)換開關(guān)打在LOCAL位置，就地操作電動閥的開關(guān)，電動閥開到位或者關(guān)到位的時候它會自動停止工作，zui后把運(yùn)行轉(zhuǎn)換開關(guān)打到中間位置。
4、 采用現(xiàn)場操作閥門時，應(yīng)監(jiān)視閥門開閉指示和閥桿運(yùn)行情況，閥門開閉度要符合要求。
5、 采用現(xiàn)場操作全關(guān)閉閥門時，在閥門關(guān)到位前，應(yīng)停止電動關(guān)閥，改用微動將閥門關(guān)到位。 6、 對行程和超扭矩控制器整定后的閥門，全開或全關(guān)閥門時，應(yīng)注意監(jiān)視其對行程的控制情況，如閥門開關(guān)到位置沒有停止的，應(yīng)立即手動緊急停機(jī)。
7 、在開、閉閥門過程中，發(fā)現(xiàn)信號指示燈指示有誤、閥門有異常響聲時，應(yīng)及時停機(jī)檢查。
8、 操作成功后應(yīng)關(guān)閉電動閥門的電源。
9 、同時操作多個閥門時，應(yīng)注意操作順序，并滿足生產(chǎn)工藝要求。
10、開啟有旁通閥門的較大口徑閥門時，若兩端壓差較大，應(yīng)先打開旁通閥調(diào)壓，再開主閥：主閥打開后，應(yīng)立即關(guān)閉旁通閥。
11 、收發(fā)清管球(器)時，其經(jīng)過的球閥必須全開。
12、 操作球閥、閘閥、截止閥、蝶閥只能全開或全關(guān)，嚴(yán)禁作調(diào)節(jié)用。
13 、操作閘閥、截止閥和平板閥過程中，當(dāng)關(guān)閉或開啟到上死點或下死點時，應(yīng)回轉(zhuǎn)1/2～1圈。
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