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利用DeltaV 实现防混阀控制

供稿:艾默生自动化解决方案 2019/11/14 15:40:44
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使用阀阵进行流体传输对企业而言是一个很大的挑战,包括复杂阀板以及由于错误和贴标不良引起的安全问题。防混阀可以简化面板,提高安全性并确保产品的完整性。

众所周知,防混阀是一种使两种不同的产品流经同一阀门实现防混应用的阀门。艾默生过程自动化工程师Anders Kao在2019年艾默生全球用户大会上表示:“防混阀可以实现流体从源到目的地的准确控制,比普通阀门更安全、更灵活。”

Anders详细介绍了防混阀及其状态、防混阀阵控制模块逻辑,以及如何使防混阀阵设备模块符合PCSD标准。伴随防混阀阵代替传统的转换面板,我们需要改变思路,使DeltaV的控制设计能与项目管理办公室配置标准PCSD兼容。”

  

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艾默生的Anders Kao介绍了如何在DeltaV控制系统中显示防混阀阵:“我们采用项目方式处理防混阀,从而满足PCSD标准。”

防混阀工作原理

每个防混阀都有一个阀顶通道和一个阀底通道。通道状态为:阀顶通道和阀底通道都关闭;阀顶通道和阀底通道混合;阀顶排水和阀底排水。配有多个限位开关,可验证阀门的状态。

在标准流量控制面板中,阀门以行阵和列阵的形式使用。一个流体源连接所有阀顶通道,一个流体目的地连接所有阀底通道。

Anders认为:“每个阀门都可能控制两个流体,而非仅控制一个。在DeltaV系统中没有防混阀或阀阵的标准库,也没有独立的控制模块。”防混阀可在多个阶段使用,一次使用两套装置和/或两个产品。此外,阀阵中单个阀门的状态取决于阀阵整体的状态,且阀阵可执行多个操作。

Anders补充道:“我们采用与其它项目一致的方式来处理防混阀,从而满足PCSD标准。”

例如,三行五列的阀阵可处理三个流体源(每行一个)和五个流体目的地(每列一个)。流体源串联到该行中所有阀门的阀顶通道,流体目的地串联到该列中所有阀底通道。

在DeltaV系统显示中,流体源连接该行所有阀顶通道,流体目的地连接该列所有阀底通道。利用源头和目的地就可以唯一确定流体。源设备模块(EM)始终连接流体的阀顶通道,而目标设备模块始终连接流体的阀底通道。

为防止交叉污染,任何两个(或更多)流体都不能共享同一个源头或同一个目的地,除非阀顶通道和阀底通道都用于同一种流体,否则请勿打开防混阀。同一阀阵可同时从两个单独的源头中分离出两个单独的目的地。

总而言之,设备有N个源头,就有N个公共源头(阀顶通道)的源设备模块。这些设备模块都确定了自己的目标路径(阀底通道),因此管理控制模块(CM)可确保没有流体共享同一个目的地或源头。

DeltaV中进行定义

防混阀定义为:阀门包含阀顶通道、阀底通道和排放通道。可通过以下设备将通道隔开:打开(混合);阀顶排水;阀底排水;关闭(隔离)。

DeltaV防混阀管理控制模块可控制阀顶通道和阀底通道,包括以下EDC状态:

1.打开(混合)

2.阀顶排水

3.阀底排水

4.关闭(隔离)

DeltaV防混阀管理控制模块有两个附加命令:

1.高处脉冲(关闭和阀顶排水之间的脉冲)

2.低处脉冲(关闭和阀底排水之间的脉冲)

Anders警告:“请确保有足够的限位开关来了解阀门是否处于防混状态。” 

给定设备模块拥有流体源Y和流体目的地X,可使用合适的控制模块选择合适的阀顶通道和阀底通道,确定所需通道。例如,CMij表示流体源i和流体目的地j的防混阀控制模块。

打开防混阀(控制阀顶通道,控制阀底通道)的设备模块结束指令是“完成后关闭”。阀顶通道始终由源设备模块控制,阀底始终由目标设备模块控制。”

对于阀顶排水的防混阀(控制阀顶通道,未控制阀底通道),结束指令是“仅控制阀顶通道。”同样,对于下阀底排水的混合阀(控制阀底通道,未控制阀顶通道),指令是“仅控制阀底通道。”

顺序为:

1. 一个阶段可通过别名获取源设备模块,并设置其控制器ID和流体目的地;

2. 防混阀阵设备模块将其目标地发送至控制模块管理器;

3. 给定源设备模块及流体目的地由控制模块管理器批准(或不批准):

• 两个或两个以上的流体不能使用同一个目的地或源头

• 两个或多个设备模块不能同时执行逻辑(队列)

4. 如果控制模块管理器不同意,则该阶段可能会失败。否则,将继续执行逻辑。

方案优势及建议

Anders表示:“这种方法的优势在于,为了满足PCSD逻辑要求无需对上级设施进行大量更改。”通过修改流体目的地进行重新分配,使用源设备模块别名来指定源装置。重新使用大多数发电功能(控制模块)、面板(控制模块)以及面板和发电机(设备模块),只需要适当部分修改图形。

由于没有两个或两个以上的流体可以使用同一个源头或目的地,因此在线清洗流体无法同时流向多个流体源。以及流体源由设备模块控制一一对应,流体不能同时有多个源头。

控制优化就是在阀阵使用一个设备模块。Anders总结:“设备管理模块通过流体的源头和目的地控制每条流体通道,不受源装置或目标装置约束。由于涉及的模块(和故障点)较少,通常需要采用不同的优化方式。”

关于艾默生 

艾默生(美国纽约证券交易所代码:EMR)是一家全球性的技术与工程公司,为工业、商业及住宅市场客户提供创新性解决方案。自动化解决方案业务帮助过程、混合和离散行业制造商优化其能效和运营成本,促进生产,确保人员安全和保护环境。商住解决方案帮助确保人类舒适度和健康,保障食品质量和安全,提升能效,打造可持续发展的基础设施。如欲了解更多信息,欢迎访问:www.emerson.cn

 

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(艾默生自动化解决方案官方微信公众平台)

审核编辑(陈佳利)
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