智能定位器在核電站的應(yīng)用

1、智能定位器在核電站的應(yīng)用 以艾默生過程管理的fisher dvc5000系列數(shù)字智能閥門定位器為例，介紹了數(shù)字智能定位器的結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)、工作方式及其應(yīng)用，同時(shí)以核電站大氣釋放閥為例介紹了智能定位器在實(shí)踐中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象及解決方法，為智能定位器的調(diào)校及故障處理給出了好的借鑒。 【關(guān)鍵詞】智能 閥門定位器 故障處理 智能化是工業(yè)控制和自動(dòng)化當(dāng)前和今后發(fā)展的方向之一，它已經(jīng)成為工業(yè)和自動(dòng)化領(lǐng)域的各種新技術(shù)、新方法、新產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)和顯著標(biāo)志。由于智能閥門定位器在控制精度、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性、投運(yùn)、維護(hù)及操作費(fèi)用等方面都優(yōu)于常規(guī)閥門定位器，它的實(shí)際應(yīng)用也日益廣泛1。在中核核電運(yùn)行管理有限公司二廠現(xiàn)場(chǎng)安裝

2、了不少智能閥門定位器，在使用過程中，智能閥門定位器有很多優(yōu)點(diǎn)，比如調(diào)校方便，控制精度高等。但在復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中也出現(xiàn)過一些問題，本文在介紹智能定位器的特點(diǎn)，原理和調(diào)校方法的同時(shí)，以核電站大氣釋放閥為例，列舉一些定位器出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，給出解決方法，同時(shí)淺談核電站應(yīng)用智能定位器在重要閥門上的前景。 1 智能定位器的工作原理 dvc5000系列數(shù)字式閥門定位器有一個(gè)獨(dú)立的模塊基座，它可以很方便地在現(xiàn)場(chǎng)更換而不必拆現(xiàn)場(chǎng)的導(dǎo)線或?qū)Ч?。這個(gè)模塊基座包括一些子模塊：i/p轉(zhuǎn)換器；pwb（印刷電路板）組件；氣動(dòng)放大器；指示表。模塊基座可以通過換子模塊而重新組合，如圖1所示。 輸入信號(hào)通過雙絞線傳輸給主控板上的

3、微處理器，經(jīng)運(yùn)算后由i/p將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成氣動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使調(diào)節(jié)閥行程達(dá)到給定的位置。 當(dāng)輸入信號(hào)增加時(shí)，i/p轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)增加。通過氣動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)閥桿向下運(yùn)動(dòng)。同時(shí)連在閥桿上的行程檢測(cè)傳感器將閥桿的位置信號(hào)反饋給主控板上的微處理器并與給定信號(hào)進(jìn)行比較，直到閥桿處于要求的位置達(dá)到平衡。 但輸入信號(hào)減小時(shí)，i/p轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)減小，通過氣動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，然后帶動(dòng)閥桿向上運(yùn)動(dòng)。同時(shí)連在閥桿上的行程檢測(cè)傳感器將閥桿的位置信號(hào)反饋給主控板上的微處理器，與給定信號(hào)進(jìn)行比較，直到閥桿處于新的平衡位置。 壓力傳感器用于檢測(cè)氣動(dòng)信號(hào)管路是否有泄漏，如有泄漏發(fā)生，則由壓力傳感器將

4、檢測(cè)到的信息經(jīng)微處理器產(chǎn)生警示或報(bào)警信號(hào)并通過數(shù)字通信通知操作人員或檢修人員及時(shí)處理。 由于dvc5000系列數(shù)字智能定位器采用了微處理器技術(shù)和新型的傳感器技術(shù)及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，使其不僅僅只是一只閥門定位器，而是智能數(shù)字控制器和閥門定位器集成的新型智能數(shù)字控制器。它大大提高了作為控制回路終端執(zhí)行元件調(diào)節(jié)閥的精度， 使其達(dá)到0.5%，極大地改善了控制回路的調(diào)節(jié)品質(zhì)。同時(shí)它使控制功能下移至現(xiàn)場(chǎng)儀表，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)徹底分散。 2 智能定位器的特點(diǎn) 與常規(guī)定位器比較，智能閥門定位器，具有模塊化、控制精度高、免維護(hù)設(shè)計(jì)、耗氣耗能少、使用成本低等優(yōu)點(diǎn)。 智能定位器是一種雙向數(shù)字通訊，能實(shí)時(shí)地傳送當(dāng)前的

5、狀況信息， 運(yùn)行和儀控人員可以及時(shí)的調(diào)整數(shù)據(jù)， 使工藝生產(chǎn)更高效、順利的進(jìn)行。智能定位器支持遠(yuǎn)距離操作，用hart 通訊器在現(xiàn)場(chǎng)接線盒或控制室的安全區(qū)域都可以訪問設(shè)備信息，從而提高操作人員的安全性。 除此以外，智能定位器還具有以下特點(diǎn)：高輸出力和動(dòng)作速度；安裝簡(jiǎn)單，高度自動(dòng)化調(diào)校；具有零位和行程范圍的手動(dòng)和自動(dòng)校準(zhǔn)功能；具有很強(qiáng)的自診斷功能；智能閥門定位器內(nèi)固化的隱含參數(shù)可提供許多功能等等。 3 智能定位器的故障現(xiàn)象及處理方法 以核電站大氣釋放閥為例，列舉了以下兩種fisher 5000系列智能定位器較為常見的故障現(xiàn)象，分析出缺陷出現(xiàn)的根本原因，總結(jié)出了解決問題的方法。 3.1 閥門拒動(dòng) 在核

6、電站需要進(jìn)行年度大修時(shí)反應(yīng)堆會(huì)停運(yùn)下來，余熱排除系統(tǒng)退出運(yùn)行后要求打開大氣釋放閥以繼續(xù)排除堆芯余熱，使機(jī)組正常過渡到冷停堆狀態(tài)。前幾年，在機(jī)組停堆過程中曾多次出現(xiàn)主控室給出閥門開啟命令大氣釋放閥拒動(dòng)（不能開啟）的問題，在排除閥門本體機(jī)械部件故障的前提下，最可能的故障點(diǎn)鎖定在智能定位器上。儀控人員在拆開智能定位器后發(fā)現(xiàn)：定位器內(nèi)部ip的氣源輸入和到定位器內(nèi)部放大器輸出處的o型圈已變形；印刷電路板處的壓力傳感器（用于測(cè)量放大器壓力）的o型圈也變形了。其變形的原因是大氣釋放閥和智能定位器所處環(huán)境溫度很高，定位器的溫度有時(shí)已高達(dá)80，其內(nèi)部的丁晴材質(zhì)的o型圈受高溫變形。針對(duì)這一故障現(xiàn)象，我們同時(shí)實(shí)施了

7、兩種解決辦法：將定位器內(nèi)部的o型圈更換為更加耐高溫的氟硅橡膠，更換后拒動(dòng)現(xiàn)象徹底消失；現(xiàn)場(chǎng)增加通風(fēng)系統(tǒng)降低定位器的工作溫度。 3.2 閥門誤開啟 在某一個(gè)燃料循環(huán)中，機(jī)組正處于滿功率運(yùn)行狀態(tài)，其中一個(gè)大氣釋放閥突然由完全關(guān)閉狀態(tài)開啟至10%開度，造成二回路參數(shù)突變進(jìn)而影響一回路狀態(tài)，幸好主控操作員反應(yīng)迅速將其上游的電動(dòng)隔離閥關(guān)閉才將機(jī)組狀態(tài)穩(wěn)定下來，避免了一次機(jī)組瞬態(tài)。儀控人員分析出的故障原因?yàn)橹悄芏ㄎ黄鲀?nèi)部放大器受高溫變形損壞導(dǎo)致排氣不盡，導(dǎo)致閥門誤開啟至10%開度。因?yàn)榉糯笃鞅旧頌橐资軠囟扔绊懙乃芰喜馁|(zhì)，在已增加通風(fēng)系統(tǒng)的情況下，我們?cè)黾恿祟A(yù)防性維修項(xiàng)目對(duì)定位器內(nèi)部的放大器進(jìn)行定期更換。

8、4 智能定位器在核電站的應(yīng)用前景 一個(gè)核電站中調(diào)節(jié)閥數(shù)量眾多，其中大量使用的還是傳統(tǒng)的機(jī)械式閥門定位器。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和設(shè)備的更新?lián)Q代，機(jī)械式閥門定位器的備件問題會(huì)越來越嚴(yán)重，相信智能定位器在核電站中的使用和普及應(yīng)該只是時(shí)間問題，目前新建的三代堆型智能定位器的使用數(shù)量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過已商運(yùn)的堆型。但是智能定位器完全替代機(jī)械定位器絕非那么簡(jiǎn)單，對(duì)于核電站來說，設(shè)備的可靠性直接關(guān)乎核安全，只有通過設(shè)備生產(chǎn)商和使用方的共同努力，不斷提升設(shè)備的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)才能更好使核電站更加安全穩(wěn)定的運(yùn)行。 5 結(jié)語 智能定位器由于其精度高，穩(wěn)定性好，自動(dòng)化程度高而備受用戶歡迎，在提高設(shè)備穩(wěn)定性的同時(shí)也提升了生產(chǎn)過程品質(zhì)。隨著當(dāng)今科技的進(jìn)步，智能定位器的功能會(huì)更加完善，會(huì)更好的為企業(yè)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)作出貢獻(xiàn)。 參考文獻(xiàn) 1寇小文，文軍紅，宋海勇.帶智能閥門定位器的調(diào)節(jié)閥的調(diào)校問題和處理j.石油化工建設(shè)，2006，28（3）：26. 2趙劍明，張建濤.數(shù)字智能閥門定位器及其應(yīng)用j.自動(dòng)化儀表，2005，26（7）：33-34. 3付懷玲.智能電氣閥門定位器在自動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用j.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2008，29：78. 作者簡(jiǎn)介 黃