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智能化閥門控制器

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更新時間：2015-10-29 07:04:54瀏覽次數(shù)：381次

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瑞戈（上海）實業(yè)有限公司

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產(chǎn)品簡介

ND9000是一種*的全智能式閥門定位器，適用于所有工業(yè)領域的各種控制閥的氣缸。它具有*的診斷功能和*的性能，并且在整個運動過程中得到Metso FieldCare軟件的支持。

詳細介紹

ND9000是一種*的全智能式閥門定位器，適用于所有工業(yè)領域的各種控制閥的氣缸。它具有*的診斷功能和*的性能，并且在整個運動過程中得到Metso FieldCare軟件的支持。
ND9000是系列代號，“9”指的是ND9000系列，“10”指的是外殼安全級別為“Standard IP66/NEMA 4×”，“H”指的是支持HART通訊協(xié)議和所定義的輸入信號范圍（4-20mA）。我公司使用控制器的具體型號是ND9100H/K05，配以ND9106H/K05限位開關。下面就某些方面做進一步的說明。
1. 工作原理
ND9100H是一種基于微處理器技術的智能閥門控制器，采用4-20mA的供電回路，使用HART手操器操作設備時支持zui低3.6mA輸入信號。就地操作可以使用控制器的本地用戶界面，遠程操作需要一臺安裝有FieldWare軟件的電腦，且須連接到ND9100H本體或控制回路中。
閥位由功能*的32位微處理器控制，相關的測量參數(shù)有輸入信號、帶無觸點傳感器的閥位、執(zhí)行器壓力（2個獨立的測量值）、氣源壓力、滑閥（spool valve）、設備溫度。
*的自診斷技術保證全部測量功能正常工作。當輸入信號和閥位測量均正常時，其它任意測量的失靈不會導致閥門失靈。電氣信號連接和到氣缸的氣源連接完成之后，微處理器（µC，參看圖5-1，下同）讀取輸入信號、位置傳感器測量值（α）、壓力傳感器測量值（Ps、P1、P2）和滑位傳感器測量值（SPS）。嵌入µC中的控制算法檢測到輸入信號與α發(fā)生偏差后，以分別來自輸入信號和傳感器的數(shù)據(jù)為依據(jù)，計算一個新值并送入前置級（PR）線圈電路。改變輸入到PR的電流相應改變通向滑閥的控制壓力。減小了的控制壓力使滑閥閥芯產(chǎn)生位移，相應地改變了執(zhí)行器的壓力。閥芯開啟后，氣體流向雙薄膜執(zhí)行器的驅動側，并從執(zhí)行器另一側排出。逐漸增大的壓力就會使薄膜產(chǎn)生位移，驅動執(zhí)行器和反饋桿或軸順時針旋轉。位置傳感器（α）測量旋轉量并送到µC中。運用控制算法，µC開始調整PR中的電流，從一種穩(wěn)態(tài)開始，直到產(chǎn)生的新值使得執(zhí)行器狀態(tài)達到輸入信號值應對應的狀態(tài)為止。

2. 安裝方式和電氣連接
（1）安裝方式
ND9100H適應性強，有四種安裝方式，分別是安裝于EC/EJ執(zhí)行器、通過VDI/VDE安裝于Metso自動化執(zhí)行器、安裝于NelesCV球閥的直行程執(zhí)行器、通過IEC60534安裝于直行程執(zhí)行器，具體的裝配圖見圖5-2所示。

管道的布置以及管材的規(guī)格均有詳細的規(guī)定，以雙作用執(zhí)行器為例，如圖5-3所示。
圖5-3 雙作用執(zhí)行器圖5-4 安裝于EC/EJ執(zhí)行器
連接氣源到（G1/4）S，連接C1、C2（G1/4）到執(zhí)行器。如ND9100H安裝于EC/EJ執(zhí)行器，C1、C2（G1/4）必須塞緊以保證安全，必要時（EJ05）可以使用裝配襯板。
（2）電氣連接
ND9100H采用標準4-20mA供電回路，與HART手操器相同。輸入信號線采用M20×1.5電纜，導線連接到接線端子（圖5-5）上，輸入信號線的保護接地建議只使用由DCS末端引出的。

需要外部供電的位置變送器連接到PT的兩個接線柱上。ND9100H和位置變送器可保持絕緣于600V交流電。
（3）調試
A、設備通電后，自動進入顯示界面。其菜單結構見圖1 。
備注：1. 查看當前所選物理量單位的方法：按直到屏幕上面一行顯示出1/1或ANG為止。
2. 按住不松開，顯示出當前所選單位之后，使用或可以進行改變。
3. 設備閑置一個小時，無人觸動表頭，測量單元內滾動顯示上述五個參數(shù)值。
B、向導式啟動
在這種情況下，我們可以對ND9100H調節(jié)器、執(zhí)行器和閥門有關的關鍵參數(shù)配置進行快速的查看，具體參數(shù)對應的含義及其操作方法見表1。
屏顯字符對應　含義可選參數(shù) 及其含義

VTYP 閥門型式 L ln （直行程）/ rot（角行程）/ ncG（僅針對于MEYSO neles系列產(chǎn)品的nelesCV 球閥）
ATYP 作用類型 2-A（雙作用）/ 1-A （單作用）
PFA 定位器故障狀態(tài)下的動作方式 OPE（檢測到發(fā)生故障時開啟閥門）/ CLO（檢測到發(fā)生故障時關閉閥門）
ROT 關閉閥門時的旋轉方向 cC（順時針方向旋轉關閉閥門）/ ccC（逆時針方向旋轉開啟閥門）
A0 死區(qū) 0.0% ，使用或調節(jié)百分數(shù)值的大小
表1 關鍵參數(shù)的查看及其對應含義

C、參數(shù)設置
PAR
屏顯字符及其含義可選參數(shù)及其含義
PERF 選擇閥門動作速度 a （極快）/ b （快）/ c （默認值）/ d （慢）/ e（極慢）

CUTL 防止閥門快關損壞閥座 2.0％（默認值）
DIR 定義隨當前回路信號的增大，閥門是開還是關 OPE（開）/
CLO（關）
VTYP 閥門型式見上頁
ATYP 作用類型見上頁
PFA 定義了定位器發(fā)生故障時的閥門動作 CLO（檢測到故障執(zhí)行全關閥門的動作）/ OPE（全開）
ROT
關閉閥門時的旋轉方向見上頁
A0 死區(qū) 見上頁
LANG 語言選擇 EnG（英語）/ Ger（德語）/ FrE（法語）
表2 全部參數(shù)及其含義
? ?? 進入?yún)?shù)設置界面方法
1. 按下不松開，再按即可進入主菜單界面（首先顯示的是“MODE”）；
2. 按顯示“PAR”，這是參數(shù)設置的主菜單名稱；
3. 按開始進行參數(shù)的查看與設置等調試工作。
? ?? 使用方法
1. 當某一參數(shù)出現(xiàn)在屏幕上時，稍微用力按下，下面一行可選參數(shù)開始閃爍，這時進入編輯狀態(tài)；

2. 用、來進行選擇；
3. 用來確認操作，同時退出編輯狀態(tài)。

D、校驗
檢驗僅工作在AUTO模式下。
? ?? 進入校驗界面方法
1. 按下不松開，再按即可進入主菜單界面（首先顯示的是“MODE”）；
2. 按一次或者按兩次即顯示“CAL”，這是校驗菜單；
3. 按開始進行調試。
“AUTO CAL”是自動校驗；
“MAN CAL”是手動校驗；
“TUNE”表示自診斷功能；
“CAL run”表示正在進行校驗。
使用方法
1. 按下，用、選擇“AUTO CAL”或“MAN CAL” 或“TUNE”（使用自診斷功能并準備開始校驗）；
2. 前兩種情況下，需要進一步選擇是否使用自診斷功能；
3. 校驗自動結束，按返回主菜單“CAL”。

E、其他
（一）主菜單結構
主菜單由三項構成，分別是“MODE”（選擇自動或手動模式）、“PAR”（參數(shù)設置菜單）和“CAL”（校驗菜單）。“PAR”和“CAL”上文均已做了說明，下面簡要介紹一下“MODE”菜單。按下不松開，再按即可看到“MODE”顯示出來，再按進入選擇“AUTO”（自動模式）或者“MAN”（手動模式）。

1. “AUTO”條件下，閥門定位器的動作由4～20mA的信號來進行控制。
2. “MAN”條件下，閥門定位器的動作受鍵盤上和的控制。注意，手動模式下，定位器內存不記憶每一次的調節(jié)位置，在信號丟失后，閥門不會返回原位，只能使用和來使閥門返回原位。
（二） HART寫保護
默認情況下，HART寫保護開關處于關閉狀態(tài)，其位置示意圖可以參看圖5。開啟寫保護功能之后，HART就不能對其中的任何一個參數(shù)進行修改了。
（三）特殊顯示
所謂“特殊顯示”是針對于以下幾種情況而言的。

F、符號說明
1. 符號
表頭鎖死，僅僅可以查看測量值，不能使用表頭上的按鍵對參數(shù)進行修改。但是，可以使用HART來修改參數(shù)。出現(xiàn)這種情況時，檢查開關“1”的位置（見圖5）是“ON”還是“OFF”，使之位于“OFF”狀態(tài)該符號即消失。
2. 符號
這是在線報警功能對應的顯示，當檢測到一個在線報警信號后，該符號就顯示在屏幕上，直到解決引起報警的故障后，該符號才消失。
診斷報警界限分為兩個級別“報警”和“警告”，為在線診斷，當超出報警級別時，應盡快對控制發(fā)進行維護，以避免閥門運行不當造成停機。當面板顯示“Х”時，表明在線檢測到報警信息，可先按C再加-查看報警內容，面板將滾動顯示報警信息。當面板顯示PFA時，表明設備處在故障－安全狀態(tài)，閥門將處于預先設定的狀態(tài)（全開或全關）。

可以查看報警內容，方法是：先按下不松開，再按即可看到在屏幕上方一行中，滾動顯示著一行文字（文字內容顯示兩次）。記錄下來文字內容，對照說明書第六章錯誤信息表格中的情況，就能夠分析出是什么故障，怎樣去解決故障。

3. 查看zui近一次定位器發(fā)生的事件
先按下不松開，再按即可看到在屏幕上方一行中，滾動顯示著一行文字（文字內容顯示兩次）。
4. Fail-Safe狀態(tài)
這是一種自動保護的設置，當檢測到關鍵設備及其參數(shù)值（預設值、閥位、控制信號等）發(fā)生故障或者出錯時，定位器即進入這種狀態(tài)，并按照PFA參數(shù)所設置的OPE或CLO進行動作，以提供緊急狀態(tài)下的保護措施。
表現(xiàn)現(xiàn)象：屏幕上方滾動顯示著一行文字，下面一行顯示有“PFA”字樣。這時，根本不能對定位器進行任何操作，按鍵也不起作用。解決引起故障的問題，并重新啟動ND9100H單元之后，表頭才可以正常工作。

G、檢修與維護
ND9100H閥門定位器所需維護取決于工作環(huán)境及條件，如氣源質量等因素，正常工況下無需維護。
檢修ND9100H前，確保氣源已斷開。ND9100H閥門控制器包括以下可換模塊，分別是前置級單元、帶傳感器的滑閥組件單元、帶可選擇位置變送器的通訊電板。這些模塊被固定在蓋殼之下，如果某個模塊發(fā)生故障導致失靈，就必須更換新模塊，且須在清潔干燥的環(huán)境中進行裝配。重新裝配后，把螺絲涂上防松螺紋油（如樂泰243），并牢牢地緊固。
a. 前置級
前置級拆除要十分小心，尤其當去掉外殼后，拆下來的部分不能亂動。用螺絲刀卸下M4螺絲，移開前置級外殼。從滑位傳感器電路板上拔掉前置級接線，繼續(xù)卸掉滑閥蓋上的兩個M4螺絲，豎直的取出前置級模塊，zui后移開O型環(huán)。

安裝時，放置一個新O型環(huán)到滑閥凹槽，再把前置級放入。確認噴嘴是否正好導入O型環(huán)。利用螺絲使前置級本體恢復到正確的位置，均勻地緊固螺絲。重新把前置級雙極電纜連接器插入滑位傳感器電路板，連接器具有防插錯功能。zui后蓋上前置級外殼并緊固螺絲。
b. 滑閥組件
移除滑閥只能在拆除前置級之后進行。卸掉三個M4螺絲和兩個M3螺絲，移除滑閥組件。若有必要，按照對環(huán)境清潔度的要求和適當?shù)牟襟E對滑閥進行清潔。卸掉三個M4螺絲后，豎直地把滑閥從固定槽中取出，用手指拿緊閥體末端以防止閥芯脫落。小心地清潔閥芯和閥體中孔，注意不要讓潔具纖維粘到閥芯和閥體中孔上，也不要劃傷閥芯和閥體的結合處。節(jié)氣門安裝在固定槽中滑閥之下，移除滑閥后也要對之清潔。注意，每個滑閥本體對應于*的閥芯，故不能互換閥芯，也不能改變閥芯的方向（如圖5-6右下角所標識）。
重新裝配時，確認在滑閥組件底部凹槽中襯墊是否防止得當。把滑閥裝入固定槽，緊固三個M4螺絲和兩個M3螺絲。確認O型環(huán)與凹槽內部*接觸，zui后按照上述步驟直接安裝上前置級單元。
c. 通訊電路板

松開位置指示器上的M8埋頭螺絲，并從軸桿上卸下位置指示器。移除前置級外殼，進一步移除由4個M3螺絲固定的電路板蓋子。注意在接觸電路板之前先要釋放自身靜電。卸掉4個M3固定螺絲，拿住一邊將電路板豎直向上拿出來。小心處理電路板，只接觸電板邊緣。重新安裝的步驟與上述相反。圖5-7所示為通訊電路板的外形圖。
d. 限位開關
限位開關屬于可選部件，我公司的ND9100H/K05型控制器裝配有ND9106H/K05限位開關（見圖5-9）。
限位開關的安裝如下：
若控制器已經(jīng)安裝到執(zhí)行器或閥門之上，使執(zhí)行器處于全關或全開位置。移除控制器外殼、位置指示器、LUI（本地用戶界面）和電氣蓋子。轉動軸到初始位置，緊固涂以樂泰的螺絲。安裝電氣蓋子和控制器外框架，撥動凸輪避免觸碰到微觸點開關。在支架上安裝LUI，把位置指示器裝于軸桿上。對*次安裝的限位開關還要進行調試。

圖5-9 帶限位開關的前置級電路板　　　　　　圖5-10 限位開關調試示意圖
調試限位開關時需要移除位置指示器。限位開關若是與閥門和執(zhí)行器同時定貨的，它是經(jīng)工廠調試過的。改變軸桿上凸輪盤的位置后，就必須重新調試。在限位關閉處下方開關閉合，在限位開啟處上方開關閉合。
對應于執(zhí)行器的全關和全開位置，撥動凸輪盤來確定開關位置，這樣在限位前開關位置會變化5°-6 °。若是重新安裝的執(zhí)行器，首先根據(jù)閥門位置調整執(zhí)行器的機械位置，然后調整控制器，zui后確定限位開關位置。完成調試后，擰上位置指示器，直到黃線平行于閥門關閉件。
zui后用圖5-11和圖5-12來簡要說明一下ND9100H的部件位置和名稱，其對應的文字說明分別用表5-1和表5-2來表示。
表5-1 ND910H部件列表
數(shù)碼編號數(shù)量描述
1 1 外框

8 　　 1 排氣罩
9 2 螺絲
11 1 軸桿
15 1 O型環(huán)
16 1 墊圈
18 1 波形彈簧
19 1 軸襯
36 1 接地螺絲
39 1 電氣蓋子
42 4 螺絲
43 1 前置級蓋子
44 1 螺絲
47 3 螺絲
48 2 螺絲
49 1 螺絲
100 1 外殼 ×
107 4 螺絲
109 1 位置指示器
110 1 埋頭螺絲
120 1 前置級單元 ×
139 2 螺絲
193 1 滑閥組件 ×
210 1 控制器電路板
215 1 通訊電路板 ×
217 4 螺絲
218 1 支撐件
219 2 螺絲
220 2 六角隔離柱
221 3 O型環(huán)
222 1 隔離件
223 1 本地用戶界面 ×
228 2 螺絲
注：
1. “×”標記表示該部件可選；
2. 安裝部分共有連接處12個，螺絲14個。

表5-2 ND9100H/K00（100）部件列表
數(shù)碼編號數(shù)量描述

36 1 接地螺絲
100 1 外殼
107 4 螺絲
109 1 位置指示器
110 1 螺絲
223 1 本地用戶界面
300 1 外框
301 1 襯墊
302 1 螺絲
303 4 螺絲
304 1 支架
305 2 螺絲
306 1 LUI支架
307 3 螺絲
308 2 螺絲
311 1 軸桿
312 2 螺絲
313 2 凸輪盤
314 2 螺絲
315 6 接線板
346 1 軸襯（100）
347 2 接近開關（100）
348 1 緊固板
349 2 螺絲
350 1 墊圈
351 1 螺絲
355 2 微開關（K00）
357 2 彈簧墊圈（K00）
358 2 螺絲（K00）