西门子SIPARTPS2智能阀门定位器故障解析

    在工业自动化控制中，要用到各种类型的调节阀，而给调节阀配备稳定可靠的阀门定位器则显得尤其重要。西门子SIPARTPS2智能阀门定位器，凭借其强大完善的功能、极高的控制精度、简单方便易用的性能及超长的使用寿命、低耗气耗能量深受广大用户好评，是该领域的领先产品，获得了广泛的应用。

    1 西门子SIPARTPS2智能阀门定位器的工作原理

    阀门定位器接受控制信号，经过电子控制单元处理，再经电气转换后驱动调节阀动作，根据阀杆的位置进行反馈，将控制信号与阀位比较，使阀位对应于控制信号，实现调节阀的正确定位，并改善阀杆行程的线性度，克服阀杆的各种附加摩擦力，消除被调介质在调节阀上产生的不平衡力的影响。

    SIPARTPS2智能阀门定位器电路部分采用了CPU运算处理器，将控制阀门开度的输入信号和反应阀门位置的反馈信号经过比较，得到的偏差值通过CPU微处理器处理后输出给压电阀，压电阀作为转换元件，在有偏差值时经过转换去驱动执行机构动作，消耗一定的电能，这样阀门定位器的耗能就比较低。这是SIPARTPS2智能阀门定位器相对于其他类型定位器的优越性所在。当定位器初始化后，调节阀的慢步区、死区就确定下来，当偏差大于慢步区时，压电阀持续闭合，阀门动作快，在慢步区，压电阀接收信号小，阀门动作趋缓，在死区，压电阀没有得到信号，阀门不动作，这种工作特性符合工艺控制要求，避免了超调，提高了调节质量。

    SIPARTPS2智能阀门定位器可用于直行程和角行程的阀门。它的操作非常简单，可以在现场通过手动按键和LCD进行操作，也可以在控制室通过HART接口或PROHBUSPA协议选用SIMATICPDM过程设备管理软件对其进行操作，大大方便了使用和维护。

    2 西门子SIPARTPS2智能阀门定位器的特点

    SIPARTPS2智能阀门定位器与常见的阀门定位器相比，有许多独特的优点，例如：

    （1）易于安装，能进行自动初始化；（2）操作简单方便，用三个按键就能实现定位器多种功能的设置；（3）经过简单的组态就能实现多种功能（比如更改开关方向和分程调节）；（4）直行程和角行程执行机构均采用同一型号的阀门定位器；（5）具有自诊断功能，便于对阀门和定位器进行维护；（6）工作时耗气、耗能量极小；（7）具有“紧密关闭”功能，确保调节阀的关闭，减少泄露；（8）可以很方便地集成PROFIBUSPA、HART及FF总线通讯功能；（9）在恶劣的环境中，可以选择外部非接触式位置传感器；（10）可动部件少，振动场合对调节阀影响小。

    3 西门子SIPARTPS2阀门定位器的故障处理

    3.1 调节阀检修后，发现控制精度有问题

    解答：调节阀检修后，由于定位器、阀杆和反馈部分可能的变动，必须经过初始化后，定位器才能和执行机构相互配合，根据所接收到的控制信号，驱动执行机构按要求动作。西门子SIPARTPS2阀门定位器的自动初始化过程由五步组成，每一步均完成相应的工作任务，具体步骤如下：

    第一步确定阀门定位器是正作用还是反作用，LCD显示为RUN1。第二步确定阀门定位器的起始点和量程范围，LCD显示为RUN2。第三步确定执行机构的定位时间，LCD显示为RUN3。第四步确定阀门的定位增量值，LCD显示为RUN4。第五步优化执行机构动态响应，LCD显示为RUN5。五个步骤完成后，LCD显示Finish，完成自动初始化过程，阀门定位器才能正常工作。

    3.2 定位器不定时地发出噗哧噗哧的声音，调节阀产生震动

    解答：这是由于定位器后的气路有泄漏，用肥皂水检测定位器出口气路及执行机构磨头位置，发现有泄漏的地方处理既可。

    3.3 西门子SIPARTPS2定位器初始化时，停在RUN2，无法进行下去

    解答：由于西门子SIPARTPS2定位器的自适应能力很强，可以工作于不同行程的直行程执行机构和角行程执行机构。定位器在初始化时需要设置好和行程相对应的参数，才能使用于行程检测的电位计检测到的执行机构的位移，定位器根据此位移信号去驱动执行机构动作。初始化时停在RUN2，有可能是有关参数设置不合理，可以改变阀门定位器的参数2YAGL项的反馈轴转角，将33°变为90°，再进行初始化，看能否成功。如果反馈轴的旋转角度小于最小转角会导致初始化不能成功。反馈轴转角可以这样设置：直行程执行机构行程小于20mm时，设置为33°；直行程执行机构行程大于20mm时，设置为90°；角行程调节阀此项参数值自动设置为90°。

    另外执行机构的行程或转角也可用手动进行调整，定位器初始化时不需要自动寻找执行机构的起始点，手动调整执行机构行程到开始和终止位置，可以完成RUN2这一步。这样，我们在有些情况下，自动初始化无法进行时，选择手动初始化，使调节阀能够进行调节。

    3.4 西门子SIPARTPS2定位器初始化时停在RUN3

    解答：产生这一故障的原因是执行机构定位时间太长，可以这样处理，完全打开限流器或调整压力PZ（空气入口压力）到允许最高值，看执行机构的开关时间能否减少。也可使用升压器，增加执行机构的驱动力，缩短开关时间。

    3.5 西门子SIPARTPS2定位器初始化时停在RUN5，没达到Finish（等待时间>5min）

    解答：产生这一故障的原因是定位器、执行机构等部件的安装问题，可以检查定位器、执行机构及反馈部分的安装，发现问题及时校正，重新安装后，再进行初始化，看能否缩短初始化时间。

    3.6 调节阀开关方向和要求不一致

    解答：这和阀门定位器参数7SDIR、参数38YDIR这两项的设置有关，7SDIR项是方向设定点，定位器在接收到4~20mA信号时，7SDIR项的设置决定执行机构的升降。

    38YDIR项是行程方向显示，可以显示执行机构的升降。通过与调节阀实际开关方向和控制室输出的信号来对比，可以正确地设置参数7SDIR、参数38YDIR。对于阀门的开关方向的确定，一定要和工艺人员配合，特别是角行程调节阀，当执行机构的指示标志不清楚时，容易发生开关的误判，造成生产事故，必须认真对待。

    3.7 调节阀控制曲线不理想

    解答：阀门定位器参数12SFCT项中，内置了六种调节阀常用的流量特性和一种用户自定义的流量特性，每一台调节阀都有其固有的流量特性，通常定位器的此项参数只要设置成Lin就可以遵循调节阀固有的流量特性。若调节阀流量特性与工艺要求不符，则可以通过参数12SFCT项的设置来改变调节阀的整体流量特性。总之，根据实际情况灵活地设置参数12SFCT项就可以达到工艺要求。

    3.8 调节阀不能全关死

    解答：在工艺生产中，由于阀芯磨损或前后压差大等原因，调节阀可能关不死，出现泄漏，影响工艺操作，这时可以通过设置参数39YCLS、40YCD、41YCU等项，启用紧密关断功能，将调节阀最大限度地关闭。在化工生产中，常常有工艺操作人员反映调节阀不能关死，泄漏量大，影响操作，我们在不更换调节阀的情况下，可以使用这一功能，尽量满足工艺的需要。

    4 结语

    西门子SIPARTPS2智能阀门定位器和其他类型定位器比较，稳定可靠，方便实用，功能强大，维护量小，是工业自动化控制领域中对调节阀配备定位器的不错选择。