五千年(敝帚自珍)

主题:【求助】碰到一个线性不太好的阀门该怎么调 -- zlca

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  • 家园 【求助】碰到一个线性不太好的阀门该怎么调

    西西河里藏龙卧虎,有好多搞自控的专家,看能不能帮我个忙。

    我们单位有个调节阀线性不太好,给信号41%才开始打开,77%就全开了,而且阀门反应很慢,精度也不好,增加1%的开度要十几秒才有反应,一般的pid调节,经常会调过,调节阀是用来调节压力的,调节的结果是压力曲线类似正弦函数,在设定值上下波动。阀门一时半会换不了,又急等着开车,想从dcs上解决,看有没有好的算法,来弥补阀门的问题。

    请各位大侠不吝赐教。

    • 家园 对不起,今天刚看到,不知道问题是不是已经解决了?

      根据老兄的描述,个人猜测有几个方面的关系,但哪一个都和PID无关。确实,工厂里经常有“自控专家”,要“指导”我们,“哎,那是不是该调试PID了?”过程没有变,阀门没有变,PID是不需要变的,要是控制性能变了,那应该找原因,为什么变了?得了脑膜炎还光是灌阿司匹林,那是要出人命的。说远了,言归正传。

      通常阀门在0-5%之间都有点死区,不过这不是你的问题,41%的死区太大了。

      阀门到41%才打开,有两个可能:一是阀门定位器(valve positioner)没有设置好,或者有机械卡位(mechanical stop),这让仪表工查一查。阀门定位器本身就是一个PID,有的还带有booster,产生相当于DCS的gap gain的效果。如果booster设置过强,会产生强烈振荡,具体表现就是:在过程平稳的时候,阀门好好的;但过程受到大幅度扰动,DCS指令大幅度增减控制量(OP),这对阀门定位器来说,就是SP大幅度变化,偏差随之加大,进入大增益区。如果大增益太大,就要摔尾巴。一般来说,大小增益之间控制在5左右比较好,小于2没有意思,大于10通常容易出问题。

      第二个问题可能是hydraulics,也就是管道的流动特性。我不是指黏度、压力什么的,工艺的人应该把这些已经理清楚了。我是指从同一个压力源出来的气流,如果一个比另一个的流量大很多,强势气流容易把弱势气流“抢”过来,弱势气流那里就会出现阀门动作但流量或者压力没有反应的问题。这个情况在有主流量和旁通流量的情况时很多。旁通阀开度很大的时候,流动情况可能逆转,强势流量一下子集中到旁通管路上,这时旁通阀就表现得像饱和了一样。如果这是你们用压缩空气(流量不足、压力不足)特有的问题,那开工后会自然解决。如果这是工艺管路设计问题,那就麻烦得多。如果可能的话,用两个不同的气源试试看,一个模仿氯气,一个模仿氢气,至少能把偶合造成的hydraulics问题去掉。

      如果这些都不是原因,阀门就是这个德性,那就要从DCS动脑筋。我不太清楚横河的系统,在Honeywell里,输入、控制和输出是三个模块,在输出模块里,可以设置Output Characterization,相当于为阀门设置分段线性化,常用于分程控制(split range control),比如0-30%把小阀从0-100%打开,30-100%再把大阀从0-100%打开。用这个功能,你可以把PID输出的0%直接map到41%的阀位,100%对应于100%的阀位。如果你对阀门特性有更多的数据,还可以多设几个中间点,对阀门特性线性化。

      不知道这隔靴挠痒是不是挠到了地方,如果有更多的信息,相信润树老同学还有各位大拿会有更多的好主意的。

      • 家园 主要可能还是楼下老驴指出的问题

        即目前测试条件(物流介质和流量)与阀门设计工况差别太大,否则41%的死区实在是不可思议的事情。如果这就是正常工况,那么你提出的办法应该是可以解决问题的。

        • 家园 跟晨枫的

          以为阀门实际动了,但没有从流量上反应出来(因流量太小),因此被误认为是阀门死区。

          又看了一下楼主的跟贴,显然我的理解非他所述。那么,实践中,是如何观察到实际阀门开度的呢?

        • 家园 如果是介质性质的问题,不应该出现那么大的死区

          最多是PV不准,再不济PID略为调试就可以解决的。我们这样的情况很多,工厂停车大修的时候,要用氮气purge原来是液体的管路,大多数时候,除了不要相信流量数值,PID都不需要重新调试。液体和氮气之间的差别比氮气和氢气之间要大多了。

          • 家园 可能我理解的死区有误

            以为阀门实际动了,但没有从流量上反应出来(因流量太小),因此被误认为是阀门死区。

            又看了一下楼主的跟贴,显然我的理解非他所述。那么,实践中,是如何观察到实际阀门开度的呢?

            • 家园 看阀门的实际位置有两个办法

              一是让一个人实际站在阀的旁边看,阀杆上有刻度的;二比较麻烦,需要从阀门定位器里拉信号出来,smart valve可能好弄一点。实在不行,可以装一个阀位变送器,这只有在特别重要的阀门上才用,我们有一个。那个阀门定位器booster过度的问题就是通过阀位变送器最后发现的。

              楼主的阀门死区估计就是看DCS输出,到40%了流量或者压力还没有动静,到41%开始动了。这不一定是实际阀位,但在阀门定位器的情况不清楚之前,这是最接近的了。

              楼主的问题也可能是特别大的滞后,误以为是死区了。但那不大像,这样的“死区”的大小是不固定的。

              • 家园 他说的死区大小还真是不固定的

                在氢气室压力8.5kpa时从原来说的41%变成了35%,可能是随该压力而变化的,压力越小,阀门压差越小而“死区”就越大。也有可能是两种现象综合的结果,否则41%实在是太大了。

                看阀杆位置我是想到的,但不知道有阀位变送器这个东西,谢谢。

      • 家园 兄台对Scotford了解多少?

        附近的社区怎么样?小弟在考虑挪个窝.

    • 家园 会不会是

      会不会是P值太小(信号41%才开始打开,而且阀门反应很慢),而积分值过大(77%就全开了)。曾在SERVOMOTOR 碰过类似的,用算的不大准,最后是凑出来的。

    • 家园 还需要一些信息,

      1、介质的特性,包括黏度(流变性)、比重、温度、流量(体积流量和流动线速度);

      2、阀门的动作机构特性,气动还是电动,电磁还是马达,步进马达还是伺服马达;

      3、“路人”和“小炉匠”提到的办法是个很好的办法,尤其是对气体和低黏度液体,非常管用,原理嘛,类似机械上克服螺杆的虚位的道理,每次总是从同一个方向进行调节。

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