DVC6000系列定位器的使用与故障分析

前言

　　DVC6000系列电气阀门定位器是EMERSON-FISHER公司一款数字 式可以通讯使用HART通讯协议访问获取过程操作重要信息，并基于微处理器电－气转换阀门控制器。出了把电流信号转换成气动输出压力外，DVC6000系列数字阀门控制器使用HART通讯协议可以很容易的访问对于过程操作的重要信息。在控制器上或现场接线盒处通过HART通讯器，可以很容易读到关于过程控制的重要部件—控制阀本身的信息。电气阀门定位器作用是把调节装置输出电信号变成驱动调节阀动作气信号，具有阀门定位功能，既能克服阀杆摩擦力，又能抵消因介质压力变化而引起不平衡力，使阀门开度与调节装置输出控制信号对应，实现正确定位，提高调节精度。

1  DVC6000系列电气阀门定位器包括以下型号：

（1）DVC6010型：用于直行程控制阀（见图1）；

（2）DVC6020型：用于旋转式及长行程直行程控制阀；

（3）DVC6030型：用于纵向旋转式控制阀（见图2），

可分为双作用，单作用正作用，单作用反作用三种形式。

2  DVC6000系列电气阀门定位器工作原理

图1用于直行程定位器

图2用于角行程定位器

　　DVC6000系列电气阀门定位器主要有以下三部分组成：印刷电路板（PWB），I/P转换器，气动放大器。如图3所示:

图3 DVC6000数字式阀门定位器的模块图

　　该数字式阀门控制器是回路供电仪表。输入信号一组双绞线接入端子盒后进到印刷电路板组件，此完成数字化处理并转换为模拟I/P驱动信号。当输入信号增大时，I/P驱动信号也随之增大，I/P转换器输出气压被送到气动放大器，将该气压信号放大送至A、B两路气压输出，4～20mA DC信号增加（减少）输出A口气压会相应增加（减少），输出B口气压会相应减少（增加）。输出A、B口常用于双作用执行机构和单作用执

　　行机构正反作用。与印刷电路板组件连接行程传感器反馈机构检测阀行程位置并与输入比较，达到调整输出A、B口气压使定位器准确定位。

3 仪表的设置和校验

3.1校验前的准备：

为了设置和校验仪表，保护必须为None（无）并且Instrument Mod（仪表模式）必须处在（非投用状态）。要取消保护：

（a） 把4－20mA信号源连接到仪表上。

（b）把HART通讯器连接到仪表上并将它开启。

（c） 按HART通讯器上的热键，并选择Protection（保护）。

（d） 从Protection菜单里选择None（无）。当HART通讯器有提示时，临时把跳线跨接到仪表接线盒内的辅助端子AUX+和AUX-上。为了查看仪表模式，可按热键，然后选择Instrument Mode。如果Instrument Mode不是Out Of Service，则从Instrument Mode菜单里选择Out Of Service，并按ENTER(F4)。对仪表有两种基本的设置方法，可依次从Onlin（在线）菜单里选择Setup & Diag（设置和诊断），Basic Setup（基本设置）中出现以下的可选的设置方法：

（1）Auto Setup（自动设置）――（推荐方法）此过程根据指定的执行机构类型和尺寸自动地选择适当的组态参数。

（2）Manual Setup（手动设置）――此过程允许对下列参数组态输入数值：

（2.1）Instrument Mode（仪表模式）

（2.2）Control Mode（控制模式）

（2.3） Pressure & Actuator（压力与执行机构）

（2.4）Tuning & Calib（整定与校验）要输入压力和执行机构参数，可选择Pressure& Actuator（压力与执行机构）然后给下面的参数输入数值：

Pressure Unit（压力单位）

Max Supply Pressure（最大气源压力）

Actuator Type（执行机构类型）

Feedback Connection（反馈连接）

Tvl Sensor Motion（行程传感器旋转方向）

Valve Style（阀门类型）ZeroControl Signal（零控制信号）

为了调整整定、行程切割低点和放大器、或自动校验行程，可选择Tuning &Calib（整定与校验），然后选择需要进行的步骤：

Tuning Set（整定参数）

Tvl Cutoff Low（行程切割低点）

Relay Adjust（放大器调整）

Auto Calib Travel（自动校验行程）

3.2  校验：

当进行阀门检修后，需要对执行机构进行的行程重新进行校验。在进行行程校验前，检查气动放大器的调整（1-1-1-3或1-4-8）。选择Relay Adjust，然后依照HART通讯器显示的提示来检查气动放大器的调整，完成后盖上数字式阀门控制器的盖子。行程校验有两种校验方式（手动、自动）。在校验过程中建议采用自动校验，因手动校验较为复杂和困难。从Online菜单中选择，然后选择Basic Setup、Auto Setup和Auto Calib Travel（在HART通讯器上可依次按1-1-1-4），或在菜单Setup & Diag下选择Calibrate和Auto Calib Travel（1-4-2），然后按照HART通讯器上的提示自动地校验行程。当Feedback Connection（反馈连接）是Sstem-Standard（直通式－标准）

时，在自动校验时需要与用户进行交流，用户交流可提供更加精确的交叉点（参考点）的调整。其他方式的反馈连接不需要用户互动，可从第5步开始。

1、选择交叉点调整方法：Manual（手动），Last Value(前次值)，或Default（缺省值）。推荐选择Manual（手动）调整。如果选择了手动，HART显示器会提示在第3步中调整交叉点。如果选择Lash Value（上次值），则采用当前储存于仪表的交叉点设定值并无需与自动校验程序作进一步的用户互动（去步骤4）。在不能选择Manual时可以使用此选项。如果选择Defualt（缺省值），一个近似的交叉点会被发送到仪表，也无需与自动校验程序作进一步的用户互动（去步骤5），只能把它作为最后的选择。

2、如果选择Manual（手动），则要求选择一个信号调整源：Analog（模拟）或Digital（数字）。如果用电流源去调整交叉点，选择Analog，去第3步。如果用数字化调节电流源，选择Digital，去第4步。

3、如果选择Analog作为交叉点调整源，HART通讯器将会提示调整电流源直至反馈臂与执行机构推杆成直角。在完成调整之后，按OK，去第5步。

4、如果选择Digital（数字）作为交叉点的调整源，HART通讯器会显示一个界面提示去完成交叉点的调整。选择需要改变反馈臂角度的方向和大小，使其与执行机构成直角。如果需要再次调整，重复该步骤，否则选择Done（完成），去第5步。

5、自动校验的其余部分时自动进行的。当Calibrate（校验）菜单出现时，校验就完成了。

6、把仪表恢复到In Service（投用状态），并检验行程是否正确地跟随电流源。

故障分析与处理方法

在使用过程中定位器会出现以下常见故障：

a.仪表模拟输入读数值和实际提供的数值不一致

（一）可能原因：

1、控制模式不是Analog。

2、控制系统电压过低。

3、仪表由于自我检测失败，自动关闭。

4、模拟传感器没有校验。

5、现场漏电。

（二）相应处理方法：

1、用Hart通讯器检测控制模式.如果在Digital或Test模式下。仪表收到设置点信号为数字形式。说明控制没有按现场所输入的信号进行。

2、检查系统电压是否正常。

3、用Hart通讯器检查仪表状况。

4、校准模拟输入传感器。

5、检查现场接线是否漏电，如果漏电输出电流也随之变化。检查后重新测试。

b.仪表不能正常通讯

c.仪表无法校验，动作缓慢或震荡

（一）可能原因：

1、行程传感器被卡住不能自由返回。

2、行程传感器断开，

3、行程传感器失调。

4、行程传感器开路。

5、电缆未正确插入PWB 。

6、反馈壁和电位器松动。

7、反馈壁损坏。

8、组态有误。

9、I/P转换器的气路通道受限。

10、I/P转换器组件之间损坏。

11、I/P转换器组件不符合要求。

12、模块基座密封有缺陷。

13、气动放大器有缺陷。

14空气过滤减压阀有缺陷。

（二）相应处理方法：

1、转动反馈壁确认是否能运转自如。如果不能，应更换电位器、轴套组件。

2、检查电位器上裂开的焊缝处的引线或有无短线，更换电位器\轴套组件。

3重新校验行程传感器。

4、检查阀门行程量程的电器连续性。

5、检查连接并将其纠正。

6、校验调整行程传感器。

7、更换反馈壁和加紧弹簧。

8、检查组态。如必要，把Protection设置为None.如果Outof Service改为in Service。

9、检查模块基上I/P转换器供气口上的的滤网，有必要应更换I/P转换器。

10、检查挡板是否弯曲。线圈是否断路，是否污染，生锈或起源干净。线圈电阻值应在1680-1860欧之间。如有损坏，则更换I/P组件。

11、I/P转换器组件喷嘴可能要调整。检查驱动信号（单作用的为55％-80％，双作用为60％-85％）如果驱动信号持续高霍地，应更换I/P转换器组件。

4 优缺点

4.1优点:

1、结构简单 DVC6000系列定位器主要由I/P转换器、印刷电路板（PWB）组件和气动放大器组成。高度模块化的集成方便现场拆卸更换。2、功能强大 除了具有自动校验行程和得到输出A、B口压力、输入气源压力、输入电流信号、阀位信号等常规智能定位器都的功能以外，通过HART手操器还可以提供行程传感器的工作范围、定位器温度显示等其他功能。这些对分析判断定位器故障并

快速解决有很大的帮助。值得一提的是DVC6000系列还提供AUX辅助接线端，通过对该端子的设定可实现无需手操器自动校验行程、辅助输入报警、程序修改保护等多种辅助功能。3、故障率相对较低 使用寿命长。

4.2缺点:

1、对定位器的维护和调校必须使用HART手操器，对现场维护人员的要求较高。针对与此EMERSON-FISHER公司已推出DVC2000系列，以其

大屏幕显示、中文界面、面板按键操作的良好人机界面 Smart PC BoxMPCSN01NDJ00H 已经得到了现场维护人员的接受。2、对气源质量要求较高，

这也是大多数智能定位器相对于机械式定位器的缺点。DVC6000要求配用能滤掉40微米直径颗粒的空气过滤器。实际应用中也曾遇到过因空气质

量将I/P转换器喷嘴脏堵，导致定位器自动校验行程无法完成的现象。

5 结束语：

　　就我公司而言，全厂的调节阀基本上为气动驱动，为了产的连续性，就必须要求保证个阀门不间断正常工作，这样对阀门定位器的要求就提出了很高的要求，虽然DVC6000系列定位器不像其他智能定位器那样容易接触，容易操作，但DVC6000系列定位器仍不失为一款优秀的产品，经过多年的实践使用，与其它定位器相比较还是得到了广泛的认可。

参考文献：

[1]《FIELDVUE DVC6000系列数字式阀门控制器》指导手册[Z].

作者：彭东

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