在檢查控制系統波動時應對控制系統的各個環節(現場儀表信號輸出回路、中間環節、控制系統輸出回路、調節閥及附件和調節器PID參數設置等)進行分析,再對各個回路進行檢查,找出導致控制系統波動的真正原因,對癥排除故障。
1、現場儀表輸出信號的檢查及處理
可斷開現場儀表接線,用過程校驗儀輸電流信號給調節器,調節器輸出電流沒有波動動作,說明現場儀表至控制室的B,C回路是正常的。檢查現場儀表輸出信號,應先觀察輸出信號波動是不是工藝原因,如汽包水位的波動屬于正常現象,為減少被測參數波動對控制系統的影響,可加大變送器的阻尼時間來解決。現場到控制室的信號線接觸不良,接線端子被氧化、銹蝕,沒有使用屏蔽線或屏蔽線接地不良,都可能使調節器接收到有波動的信號。檢查回路的接線、或檢查接地電阻是否合乎要求。檢測元件或變送器有問題產生的波動,檢查及處理方法可參考本站其他技術文章。
2、中間環節的檢查及處理
現場經驗表明,控制系統的整個回路中,除主要環節有問題會引發系統的波動外,中間環節出問題引發的系統波動占有很大的比例。各回路之間的連接導線,某個端子接線不牢固,端子或導線由于腐蝕而接觸不良,都有可能引起信號波動,控制系統受到電磁干擾,測量和輸出端的安全柵有問題都可能引起系統的波動。通過測量信號線的接觸電阻,信號線的接地電阻,信號線上的串模、共模電壓,大多能發現問題,對癥進行處理,具體方法可參考本書中的相關章節。
3、控制系統輸出信號的檢查及處理
DCS系統的輸入、輸出卡件有故障,也會造成控制系統的波動,可通過代換或更換卡件來判斷及處理。斷開控制系統的輸出信號接線,用信號發生器輸出電流信號給閥門定位器,定位器動作正常,說明波動來源在調節器。
4、調節閥及附件的檢查及處理
先檢查氣源壓力是否穩定,是否含水,供氣正常,則檢查電氣閥門定位器的輸出是否正常。用電流信號輸入給定位器,觀察定位器的輸出信號是否有波動,輸出氣壓有波動,應檢查是否是機械部件引起,檢查定位器噴嘴與擋板的間隙是否過小,節流孔是否堵塞,反饋桿、機械部件是否有松動現象,放大器內部是否臟污有雜質。儀表氣源含油,有微塵,會在I/P轉換器的噴嘴,擋板處逐漸積聚,時間長了積聚的污物太多時,就會影響噴嘴的排氣,導致I/P轉換器的輸出波動。只需清潔噴嘴、擋板就可以解決問題。
閥門定位器接線端接觸不良或沒有接牢固,會造成定位器輸出氣壓信號的波動,從而引發調節閥波動。定位器反饋件松動后,調節閥閥位的變化不能對定位器形成負反饋,信號和輸出不對應,調節閥動作除滯后還會產生波動;反饋件松動時,可對松動的部位進行緊固。
閥門定位器的排氣通道不暢通,也會使調節閥在工作時產生波動。檢查定位器正常但波動仍存在,說明調節閥有問題,可檢查膜片是否漏氣,閥桿上、下移動是否平穩,不平穩則檢查填料是否過緊,襯里是否腐蝕引起摩擦等。
薄膜式氣動執行機構的膜片損壞漏氣,定位器就會不停地調整輸出,向膜室內補充空氣,導致調節閥不穩定。執行機構輸出力矩過小,不能克服閥芯的不平衡力和填料的摩擦力,使調節閥出現波動,可增加彈簧預緊力,或適當松動填料以減小摩擦力,懷疑執行機構輸出力矩過小時,可適當提高供氣壓力來解決。
5、PID參數設置不當的調整
調節器PID參數整定不當,也是引起控制系統波動或振蕩的常見原因。PID參數的整定,經驗是重要因素,當按以上①-④步驟檢查沒有發現問題時,可考慮對調節器的PID參數重新進行整定,整定時應小心謹慎,耐心細致地進行,可邊調整邊觀察操作站的畫面來進行,直到獲得一組較滿意的整定曲線,最終是看控制系統的波動是否有所改善。
新安裝投用的控制系統,應檢查調節器的正反作用選擇是否正確,DCS內部軟件生成是否有問題,可通過檢查后對癥進行更正。
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