摘要：通過處理分程控製中反向調節閥的問題，分析反向定位器在實際生產中存在的危害，提出了運行中解決這一問題的簡單方法。

關鍵詞：反向定位器；故障；轉換器；反向

中國分類號：TH703.65 文獻標識碼：B 文章編號：1000-3932（2001）06-0074-02

1、簡述

我廠70年代由國外引進的化肥生產裝置，采用CO2汽提法生產尿素。在尿素生產裝置中，原設計的控製儀表均采用氣動單元組合儀表控製。由於工藝生產的要求，采用了一些當時比較**的控製方案，其中包括0.4mpa低蒸汽係統的壓力控製PIC915。PIC915采用了三臺調節閥實現分程控製，1閥進汽包，2閥放空，3閥透平注汽。由於是氣動儀表，三閥均采用定位器分程。

2、出現的問題現象及原因分析

2.1 問題現象

2000-09，由於長期使用，尿素裝置DCS硬件產生故障，造成PIC915控製回路硬件冇有輸出。現場PIC915-1/2閥均是氣開閥，事故時兩閥本應全關保證**生產。但由於反向定位器的作用，進氣的1閥不但不關反而全開，放空的2閥正常關閉，因此造成蒸汽係統壓力超高，給尿素裝置生產造成波動。

2.2原因分析

PIC915分程方案見圖1。圖1為PIC915分程調節閥性能圖。

由於原調節器是氣動單元組合儀表，實現分程隻能采用定位器分程。原調節閥1和2均采用氣開閥，3閥為氣關閥，原氣動調節器為正向。當流量增加時，調節器輸出增加，氣開調節閥就要打開。因此入口1閥采用了反向定位器。由於1閥采用了反向定位器，雖然調節閥是氣開閥，但從定位器信號端看，由於使用了反向定位器，使得調節閥變成了“氣關閥”（氣開調節閥+反向定位器=氣關閥）。2閥與3閥采用正向定位器。

圖1 分程調節閥性能圖

1987年隨著化肥廠節能改選，尿素裝置引進DCS控製後，PIC915仍然冇改變調節閥的工作方式。在DCS組態時將1閥定義為“氣關閥”。當DCS給0（指示）時，實際電流輸出為20mA，經電/氣轉換器後輸出為0.1MPa，再經過反向定位器後，輸出為0.02MPa，氣開調節閥關閉。

隨著DCS設備的老化，整個係統性能變差。2000-09的**，由於DCS硬件故障，造成PIC915冇有輸出（0mA），PIC915-1閥全開，出現了前文所說的情況。因DCS係統設備（或線路）問題，造成電流信號輸出，出事故時本應關閉的閥打開了，造成了生產波動。

3、問題處理方法及具體實施步驟

在正常生產時，由於工藝條件不具備（調節閥平時關閉），無法對調節閥定位器進行徹底調整。在既要保持定位器反向，又要消除來自控製係統故障的影響，就采用了改變電/氣轉換器的作用反向的方法解決此生產問題。將轉換器改為反作用方式工作。即，轉換器輸入信號為4mA時，對應輸出0.1mpa；輸入信號20mA時，對應輸出0.02MPa。這樣，氣開調節閥+反向定位器+反向轉換器=氣開閥。

在具體實施中，由於冇有現成的反向電/氣轉換器，就在原有的轉換器上進行調整。采用原HONYEWELL的電/氣轉換器（試驗過FISHER的不行），具體方法是：

·將轉換器信號線正負極對換；

·給轉換器4mA信號，調整零點使輸出為0.1MPa；

·給轉換器20mA信號，調整量程使輸出為0.02MPa；

·反複調整，確認零點、量程均達到精度。

通過對電/氣轉換器進行上述調整，並在DCS組態中將1閥作用反向改回“氣開”式，調節器也做相應調整後，此控製回路投用正常。

4、反向定位器問題的討論

4.1反向定位器存在的隱患

眾所周知，在設計控製回路時，首先要根據工藝生產情況，按照事故（多指停儀表風）**的原則選用調節閥的作用方向（氣開式或氣關式）。

采用反向定位器實現分程時，從定位器的信號上看，調節閥的作用方向與原設計要求的作用方向正好相反。另外，定位器多數都安裝在調節閥上，因此，從調節閥輸出到現場調節閥定位器之間的任何一臺設備（特彆是電動信號設備，如：DCS、調節器、轉換器、接線箱端子、線路等），出問題都有可能造成調節閥處於嚴重威脅**生產的閥位。如：本應關閉的氣開閥全開了，本應打開的氣關閥關閉了。可見其嚴重性。

4.2隱患的在線消除

在實際工作中，為了消除定位器反向造成的危害，采用將轉換器反向的方法不失為一種既簡單又實用的方法。由於電/氣轉換器多數（也應該）安裝在現場，轉換器與調節閥間是氣信號連接且距離較短，出現問題的概率較低。因此采用轉換器反向可消除轉換器到控製室間的故障因素，從而提高**生產的可*性。

在實際操作中，由於冇有反向轉換器隻有現場改裝。利用機械調量程的轉換器可以實現反向功能，它隻改變了磁鋼（噴嘴）的移動方向。由於轉換器的氣動放大器輸出與噴嘴擋板間距離是固定的負反饋，無需調整。而電流輸入信號（擋板位置）相當於外部給定一樣。

4.3隱患的避免

老式氣（電）動單元組合儀表實現的分程係統也存在反向定位器的問題。但有其特殊性，且危險相對較小。

首先，由於老式儀表冇有其它實現分程控製的方法，隻有采用定位器分程。為了實現分程控製隻能采用反向定位器。其次，大多數的老式儀表調節器距離調節閥定位器較近，另外多數調節器采用氣動信號，因此發生故障的可能性較小。

對於DCS等新型控製係統來講就不同了。首先，新型控製係統可以在不改變調節閥作用方式的條件下很方便地在軟件中實現分程控製。另外，集中控製器的控製器與現場調節閥的距離較遠，且都是電信號，出現故障的可能性及危害性比氣動儀表要大得多。
反向定位器的問題對於新建的生產裝置問題不大，但是對於改造裝置就必須引起高度重視。由於原設計大量采用氣（電）動單元組合儀表，實現分程控製時都采用了定位器分程。由於控製方案的要求，就有可能采用反向定位器。在日常工作中並不能體現出來。隨著技術進步、技術改造，采用集散控製係統等新型控製設備，此時，如不對反向定位器加以改進將造成前文所述的實際問題。

采用轉換器反向並不能徹底**此類問題，隻有當此問題得到重視後，采用**控製方案在DCS中分程，將閥門定位器改為正向後，才從根本上解決了問題。