Интеллектуальные регулирующие клапаны интеллектуальные позиционеры (smart-позиционеры) Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

16 КИПИА

4/Н (16) август 2011 г. ЭКСПОЗИЦИЯ НЕФТЬ ГАЗ

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ РЕГУЛИРУЮЩИЕ КЛАПАНЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ПОЗИЦИОНЕРЫ

(SMART-ПОЗИЦИОНЕРЫ)

М.О. ЗИЛОНОВ

к.т.н., ген. директор ООО НПФ «ЛГ автоматика»

Общемировой и российский опыт показывает нам устойчивый рост количества применяемых интеллектуальных регулирующих клапанов, то есть клапанов, снабжённых исполнительными механизмами с интеллектуальными позиционерами ^глаг^ позиционерами). Здесь и далее речь идет о пневматических исполнительных механизмах. Соотношение между аналоговыми позиционерами и БтаЛ-позиционерами неуклонно растёт в пользу второго класса этих приборов.

Таким образом, регулирующая sma-^-арматура - это клапан, применяемый на базе позиционера. Smart-nозиционер - это позиционер, обладающий вычислительными и коммуникационными возможностями.

В отличие от традиционного регулирующего клапана интеллектуальный клапан с помощью smart-позиционера и соответствующего программного обеспечения обменивается информацией с контроллером. В результате обмена информацией удаётся реализовать следующие шесть функций:

• мониторинг;

• автоматическая настройка;

• диагностика;

• конфигурирование;

• моделирование;

• архивирование.

Рассмотрим содержание этих функций применительно к интеллектуальному регулирующему клапану (регулирующему клапану с пневматическим исполнительным механизмом и электропневматическим sm-а^-позиционером).

В режиме «Мониторинг» происходит просмотр параметров клапана и позиционера, среди которых могут быть такие: текущее значение входного сигнала и хода затвора, заданная пропускная характеристика,

реальная характеристика «сигнал - ход затвора», вид действия (прямой или обратный), условный ход штока, зона нечувствительности, время полного хода (для каждого направления), уставки сигнализации.

В режиме «Автоматическая настройка» происходит настройка позиционера под конкретные параметры регулирующего клапана, причем позиционер, оптимизируя форму переходного процесса, устанавливает значения некоторых параметров, например зоны нечувствительности.

В режиме «Диагностика» выполняется измерение или вычисление рабочих характеристик клапана, определяющих его состояние и, в частности, необходимость ревизии или ремонта. К таким параметрам относятся:

• число циклов срабатывания,

• суммарное перемещение штока,

• гистерезис характеристики сигнал-ход (этот параметр определяет силу трения в сальнике и направляющей втулке),

• усилие уплотнительного контакта в дроссельной паре.

• начальное и конечное значение хода штока (или вала) регулирующего клапана.

В режиме «Конфигурирование» происходит изменение параметров позиционера в связи с изменением параметров регулирующего клапана или объекта регулирования.

В режиме «Моделирование» происходит принудительное задание значений командного сигнала или положения штока в целях, например, проверки датчика обратной связи или уставок сигнализации. Возможно также формирование стандартного возмущающего воздействия по ходу клапана на предмет проверки преобразователей и системы в целом. Эти операции могут проводиться при помощи программного обеспечения (например, с рабочего места

Рис.1 Тренд диагностического параметра по пневматической утечке.

Москва

оператора), клавиатуры позиционера или ручного коммуникатора.

В режиме «Архивирование» происходит сохранение в памяти данных по характеристикам позиционера.

Стандартный аналоговый электропневматический позиционер представляет собою регулятор положения подвижной системы (штока или вала) регулирующего клапана. Не формирует и не передает аналоговый позиционер сигналов о техническом состоянии позиционера и регулирующего клапана. Вот лишь некоторые неисправности или погрешности регулирующего клапана:

• Загрязнение штока или направляющей втулки.

• Повышение силы трения в сальнике или направляющей втулке, что приводит к увеличению зоны нечувствительности регулирующего клапана и снижению его точности.

• «Закусывание» штока из-за увеличения силы трения покоя. Это может быть вызвано загрязнением штока.

• Разрыв мембраны исполнительного механизма.

• Повреждение седла или затвора в плане удаления части материала с их поверхности.

• Нарост материала на поверхности затвора, седла или проточной части регулирующего клапана.

• Неисправность самого позиционера.

Выявление этих неисправностей происходит с помощью smart-позиционера и соответствующей программы.

Таким образом, интеллектуальный клапан становится интегрированной частью системы автоматического управления, которая формирует и передаёт в общее информационное поле данные о самом клапане, позиционере а также о преобразователях и системе в целом. Применение интеллектуальных исполнительных устройств позволяет получить такие данные или реализовать такие функции, какие в случае использования клапанов с традиционными позиционерами потребовали бы дорогостоящего оборудования, ревизии клапана и позиционера по месту а в ряде случаев - снятия клапана с трубопровода.

Фирма «ЛГ автоматика» выпускает серийно регулирующую smart-арматуру пнев-моприводного клапана, которая обеспечивает не только анализ технического состояния клапана, но и прогнозирование его состояния в будущем, при этом возможен контроль качества питания сжатым воздухом, вибрации трубопровода, где установлен клапан. ■