一種新的控制閥測試的工具

2020年8月21日 | 校準

自動化閥門測試可快速篩查問題而無需拆下閥門進行檢查

智能比例控制閥在過程工業中發揮著關鍵作用。然而，準確地評估閥門性能可能是一個麻煩的日程工作，因為這經常會產生大量的停機時間以及需要從生產線上卸下閥門。

閥門按比例打開和關閉，并根據 4 至 20 mA 輸入信號改變其開度。許多閥門都有一個反饋信號，用于將閥門的實際位置顯示為開/關的百分比。該輸出可以是 4 至 20 mA 信號或數字 HART 變量，代表著控制閥 0 至 100％ 的操作范圍。

閥門性能的另一個關鍵指標是閥門移動到所需位置需要的壓力。例如，閥門可以設置為在施加 12 mA 時應該打開 50％。智能電子器件控制的對象基本上是智能調壓器，以根據需要增大或減小壓力，從而將控制元件移動到所需位置。

在施加可變 mA 信號的同時，監測輸出毫安或開度信號百分比，這樣可以判斷控制閥是否在其工作范圍內正確地操作。與此類似，在監測和記錄施加到終控制元件的壓力時，改變閥門的 4 到 20 mA 輸入信號，這是識別閥門是否卡住的關鍵測試。如果閥門正常工作，壓力與 mA 或閥位之間的關系通常是線性的。如果需要額外的壓力，通常是因為閥門卡住所致，通過記錄和繪制測量數據，可以顯示這種情況。通過記載這些信號，可以記錄閥門的性能。所記錄的測試和結果通常稱為閥門的“特征”。

閥門通常包含簡單的手動指示器，可以近似指示為閥門設置的工作開度百分比。但是，該指示器不會顯示閥門在動態和變化條件下的工作情況，并且無法保證其準確性。

以下是施加毫安信號時閥門典型的預期工作狀態：

• 3.8 mA - 閥門應該強制關閉
• 4.0 mA - 閥門應該保持關閉
• 4.2 mA - 閥門應該稍微離開閥座
• 12 mA - 閥門應該打開 50%
• 19.8 mA - 閥門應該接近全開
• 20.0 mA - 閥門應該全開
• 20.2 mA - 閥門應該強制打開（停在止動位置）

閥上指示器提供粗略測量值

“閥門側面的指示器可能顯示閥門打開 50％，但您真的確定它不是 51% 或 49% 嗎？您無法作出判斷，”福祿克過程工具產品經理 Jim Shields 說，“在許多生產過程中，這可能會產生影響。”

*的閥門性能測試要求拆下閥門并在“閥門檢驗器”上測試其性能。這些儀器是昂貴的復雜測試設備，超出了許多工廠和維修廠的承受范圍。使用專業 HART 測試儀可以進行其他測試，但這些儀器難以設置和使用。

實際上，據一位過程儀表講師所言，一名技術人員和一名助手工作一整天可以準確地測試大約八個閥門，差不多大約一小時測試一個閥門。這包括讓助手拆下閥門，將閥門帶到技術人員的測試臺，然后在運行測試的同時由助手完成所有機械操作。也就是說，測試一個閥門大約需要兩個工時。

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測試過程自動化

福祿克近推出了一種回路校準工具，可快速篩查閥門以確定其是否正常工作。該工具可節省檢查時間，且無需從生產線上拆下正常的控制閥。Fluke 710 閥門測試儀是新一代工具，旨在讓各種技能水平的技術人員更容易按照專業的工作流程操作，同時仍然提供他們期望的過程回路校準工具的各種功能。

710 測試儀包括多項全自動測試，比如特征測試，該測試可輕松評估智能比例閥的性能。這種測試通常可在短短五分鐘內完成。特征測試為您提供易于理解的閥門狀態檢查：良好、及格或不良。

“所以，您可以派出初級的技術人員去測試閥門，然后確定是否需要派遣專家，”Shields 說，“您不用拆下閥門，否則就像拆卸電機一樣，工作量很大。”

在拆下控制線并連接 710 測試導線后，特征測試自動使信號從 4 毫安跳到 20 毫安再跳回 4 毫安并記錄閥門的反饋信號，以確定閥門是否正確地移動。當輸入信號從 4 毫安跳到 20 毫安再跳回 4 毫安時，它還會記錄施加在閥門控制元件上的壓力，以尋找壓力升降范圍內平滑的線性變化。

篩查閥門是良好、及格還是不良

“通過分析閥門的移動壓力，可以看到閥門經過某個點時所需的物理壓力峰值，即使位置本身可能非常接近原本應該的位置。”Shields 說。

完成測試后，您將獲得閥門的性能評估結果：良好、及格或不良。710 測試儀還將記錄測量數據，以便您將數據上傳到應用軟件以進行進一步分析。

“一旦技術人員熟悉該工具的使用并可以執行測試，他們便能確定是否需要聯系專家，”Shields 說。

優選實踐：基線和趨勢

保持閥門正常工作的更佳做法是在閥門處于已知良好狀態時執行閥門性能測量以確定基線。由于大多數閥門使用 4 至 20 mA 輸入信號，帶有 mA 輸出信號的測試工具可以提供 mA 輸入信號，以保證能在控制閥的整個工作范圍內驅動閥門。710 測試儀是這種做法的理想選擇。

理想情況下，記錄工作在閥門調試期間或大修之后進行。技術人員記錄閥門在理想狀態下的“特征”，繪制 mA 輸出信號或開度信號百分比與施加的輸入信號的關系曲線。這些信息與執行測試的日期和時間及閥門標簽號一起存儲。然后可以使用校準管理軟件進一步管理這些信息。

一旦記錄了閥門的基線性能特征，應隨即確定用于測試閥門性能的維護間隔。維護間隔取決于具體應用是重型還是輕型負荷。例如，安全和停機系統中安裝的某些設備應每三個月檢查一次。

何時需要拆下閥門

如果繪制的數據顯示閥門已形成非線性特征或者曲線出現偏差，則閥門有可能出現會降低性能和縮短壽命的問題，此時可能需要拆下閥門予以維修。當 710 測試儀指示閥門處于“及格”或“不良”狀態時，還表明需要調整閥門控制器和/或聯系專家以確定是否需要從生產線上拆下閥門以進行更廣泛的測試。

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請填寫簡短的“演示請求”表，我們將與您聯絡，并安排合格的福祿克工程師為您進行個人演示。您將在您的工作場所獲得親自試用儀器的機會，專門針對您所需要的測量。您將會知道我們的儀器有多么容易使用，而且我們也會培訓和指導您如何使用儀器和相應的附件。所以，您在購買時一定要選擇真正適合您的儀器，并確保能有效地利用您的儀器！