6.2.1 灵活系统的介绍
最尖端的灵活阀门是控制阀,它配备带有公益过程传感器的灵活系统。灵活系统是基于微处理信息处理机的控制器,它能提供本机的工艺过程控制、诊断和安全管理。通过安装在阀体上的工艺过程窗前将工艺过程输入到灵活系统,如图6.4。本系统亦有内部传感器去检测阀杆位置和气动执行机构两侧的压力。
将控制器和工艺过程传感器放在控制阀之上,要求单环路控制——其简单的定义是当输入传感器送出信息到控制器时,此控制器送出一个修正信号到终端控制元件使其达到正确位置。经过监测上游压力、下游压力、温度和阀杆位置,灵活系统能够计算阀的流率,并将它和预订设定点比较并对任何必须的位置进行调整以提供正确流率。灵活系统能够具有图形以处理压差、上游压力、下游压力、温度、流率、阀杆位置或另外辅助工艺环路的单环路控制。因为灵活系统能够编织程序去处理本机控制和工艺测量,DCS能够用于处理在工厂另外一处的更多需要的控制情况或提供总的工艺监督功能。对于本机可能告知其,灵活系统能够检测和建立上游压力、下游压力、压差、工艺温度和流率的记录。灵活系统的控制器能够配备PID控制,它使用来自外部变送器或内部工艺参数计的数值作为控制变量。为了在广泛的应用中根伟有效地工艺控制这些,可使工艺过程被调谐。
灵活系统可用于带有数字或可靠的模拟定位器的模拟或数字两者系统(图6.5)。它们可以使用4~20mA模拟信号、数字信号或通过可编程序设定点去相应PID而操作。灵活系统有时需要使用个人计算机或DCS去设定而调谐和操作灵活阀门的参数计——但是某些较新的版本配备有仪表板上的可直接操作的键盘。
用户可使用灵活系统通过许多操作器的界面进行通讯:DCS输入/输出界面卡、手站和记录器或个人计算机。当使用个人计算机通过灵活系统进行通话时,必须安装界面软件。
工艺传感器和控制阀非常邻近控制器大大减少了空载时间或滞后时间,明显地增加了对工艺变化的响应。当灵活系统内包括数字电位器时,则大大减少了之后、线性度和重复性问题。灵活系统能够收集和发布流量计工艺数据并送到DCS。DCS向用户提供目前工艺过程的工艺分析。遥控传感器也能够和灵活系统相连接以改进其他工艺参数计的控制,而不必将这些数据通过DCS。
灵敏系统的重要副效益是明显地减少了线路的渗透——在短效发射是个危险利害关系的那个年代里,他是个重要考虑因素。因为工艺传感器安装在阀门本身上,阀门的单点安装除了流量计、温度传感器和温度传感器的分开的管线渗透性。这样仅有一根线路代替了作为空转录部分的死到五根线路的渗透性,这些消除了许多潜在的泄漏通路和降低了EPA的报告功能。
灵活系统要求阀门和工艺自身诊断,通过它们的功能区记录阀门和工艺的图像。当阀门是第一次安装时,则阀门的最初气动性能或工艺本身的图像将被拍摄。当阀门继续操作,阀门和系统性能的周期监测咬合最初启动时的图像相比较。当这些功能由于正常磨损或意外失效时而开始迟疑不定时,灵活系统会将悬而未决的和现在存在的问题向用户警告,在主要系统或阀门失效之前要求预防维护或采取校正动作。例如,系统能拍摄在阀座位于关闭位置时泄漏的图像。灵活系统能够将初始图像和目前阀体泄漏图像相比较。如果目前读值由于磨损或损伤了闭合元件或调节元件而超过ANSI泄漏等级,系统向用户警告闭合元件需要维护。经过检测执行机构的上部和下部压力室,灵活系统也能评价填料压缩情况和执行机构密封的损失,或是别不平稳的阀杆形成,此阀杆形成能够指出闭合元件或调节元件问题。如果在系统中使用模拟定位器则可以检测滞后、重复性和直线性。
因为可以得到工艺过程图像,系统的总功能能被上游或下游设备所影响,能够被检测和评价。例如如果上游泵开始缓慢则上游压力会下降,且在某一点处下降到合格的极限,当灵活系统发现压力降低于预先设定值,它能通知用户,此用户能编织必须的数值或对执行机构进行维护。
安全管理是灵活系统的另一途径,因为它们能够进行可编程序设定,此设定在工艺极限因系统扰乱而被妨碍时能够通知用户。此外,系统能够检测和分析在开工和听过哦你过程中的工艺情况,报警任何突然性的违反正常操作条件的问题。各种四小模式能够在灵活系统在编制程序,此程序可以提供各种失效的不同模式:气源或动力的丢失,工艺过程失效和命令信号丢失等。
灵活系统的另一个优点是数据记录,它们有能力在用户规定的时间间隔内记录工艺条件。例如某些灵活系统能在1s到3h之间的任意时间间隔内记录300条线路内的工艺条件。这些数据记录是正常提供的,因为用户可以对工艺进行评价和查找任何干扰和不正常情况。
灵活系统的广泛的好处是经常反映灵活系统的价格,它可能对某些管用的其他执行机构的费力产生“尖刀-冲击”。但是用户应注视更大的事情:灵活系统代替了控制器,单独的温度传感器和压力传感器,一个流量计,限位开关,管线和电路等。合起来看,直接安装在控制阀上的灵活系统的费用要低于各个设备之和的费用。灵活系统仅有的明显问题是它需要一个单独的24V直流动力源去运转电气设备,如果仅有标准交流电源可供使用,它可能需要某些附加的线路和变换器。
灵活系统的简单化是将系统安装在执行机构上,但不包括阀体内的工艺过程传感器,其实质是形成了一个很强大的数字电位器。这使得灵活系统具有如前所述的很多优越功能,但是没有仪表盘上的单环路控制。优点是费用低,而且提供许多与整个灵活系统有关的灵活技术。