Das Geheimnis der Vibrationsregelung.

In der chemischen Industrie werden Steuerventile weit verbreitet, und für die Vibration des Steuerventils sind einige Freunde nicht sehr gut verstanden.

Die Vibration des Steuerventils bezieht sich auf das Phänomen des schnellen Schließens und Öffnens des Ventils während des Betriebs.Hinweis darauf, dass das Steuerventil nicht in der Lage ist, in einer geeigneten Position stabil zu bleiben, um die beabsichtigten Prozessbedingungen zu erhalten.

Dieser Zustand bewirkt, dass die Prozessvariable in einem geschlossenen Kreislaufsystem um ihren Einstellpunkt schwankt.

Zu den Ursachen für Vibrationen gehören:

Probleme mit der Steuerung:Eine unsachgemäße Einstellung der Steuerung oder ein Ausfall ihrer inneren Komponenten kann zu einem instabilen Steuerungssignal führen, das wiederum zu Vibrationen des Ventils führen kann.

Ausfall der Komponenten des Steuerventils:Verschleiß oder Beschädigung bestimmter Komponenten des Ventils (z. B. Spulen, Sitze oder Aktoren) können ebenfalls zu Vibrationserscheinungen führen.

Einfluss der Betriebsmethode:Manchmal kann, selbst wenn die Hardware selbst nicht defekt ist, eine unsachgemäße Bedienmethode oder Prozesskonstruktion Vibrationen auslösen.

Da die Ventile ständig schwanken, beeinträchtigt dies nicht nur die Leistungsfähigkeit der Drüsendichtung, sondern kann auch zu erheblichen Abweichungen vom gewünschten Einstellpunkt führen, was sich auf die Produktivität und Produktqualität auswirkt.Daher, it is critical to accurately identify the root cause of vibration in order to implement the necessary corrective actions to resolve the vibration problem and improve the overall performance of the control loop.

In diesem Artikel werden die verschiedenen möglichen Faktoren untersucht, die Ventilvibrationen verursachen, und wie sie diagnostiziert werden,mit dem Ziel, den Lesern zu helfen, diese gemeinsame, aber komplexe Herausforderung der industriellen Steuerung besser zu verstehen und zu bewältigenDurch das Verständnis dieser Informationen können Ingenieure und Techniker ihre Steuerungssysteme effektiver pflegen und optimieren, um den reibungslosen Betrieb der Produktionsprozesse zu gewährleisten.

Was verursacht Ventilvibrationen?

1- Problem mit der Steuerschleife.

Schalten Sie den Steuerungsmodus von automatisch auf manuell um und bewerten Sie die Reaktion auf die übliche Weise, um festzustellen, ob das Problem innerhalb der Schleife liegt.

Wenn die Oszillation stoppt, ist die Schleife fehlerhaft. Diese Probleme treten normalerweise in nichtlinearen Prozessen auf. Aufgrund von Hystereseeffekten kann auch "Jagd" auftreten.Das Ergebnis ist, dass sich die Prozessschleife langsam verhält.

Die Steuerung ist nicht so konfiguriert, dass sie dieses mechanische Problem löst.Wenn dies nicht im Handbuch angegeben ist, kann dies auf andere Ursachen zurückzuführen sein, z. B. tatsächliche Unterschiede in Prozessvariablen, Ventilgröße usw.

2. Steuerventilgröße

Die Steuerbarkeit des Ventils wird stark durch die Größe des Steuerventils beeinflusst.Der Durchflusskoeffizient (abgekürzt Cv) ist die Menge an Wasser, die bei einem Druckabfall von 1 psi bei 600 °F durch ein vollständig offenes Ventil passieren kann.

Selbst Steuerventile derselben Größe können unterschiedliche Cv-Werte haben, wenn der Körperstil oder das Ventilinnere unterschiedlich sind.Das Problem der Größenordnung der Steuerventile wird offensichtlich, wenn der gesamte Prozessgewinn niedrig oder sehr hoch istDie Größen der Steuerventile werden häufig auf der Grundlage der Notwendigkeit zukünftiger Durchflusssteigerungen ausgewählt, was dazu führen kann, dass die ausgewählte Ventilgröße etwas größer ist als die aktuellen Anwendungsanforderungen.die die Genauigkeit der Steuerung beeinträchtigen können.

Zu große Ventile können zu einem übermäßigen Öffnen und Schließen führen, was zu Anfällen, Verpackungsschäden und einer ungenauen Steuerung führt.Ventile, die zu klein sind, erfordern einen großen Druckabfall, um einen ordnungsgemäßen Durchfluss zu erhalten, und können die erforderliche Kapazität nicht haben, die den Druck der Pumpe erhöhen und das Risiko einer Kavitation erhöhen.die wiederum zu Schwankungen der Prozesssteuerung führt.

3. Steuerventilpositionierer

Um den Steuerventilantrieb in der zur Steuerung der Prozessvariablen erforderlichen Gleichgewichtsposition zu halten, wird der Ventilpositionierer durch Regulierung des Luftdrucks realisiert.

Es verfügt über eine Spolle zur Steuerung des Luftstroms, aber eine längere Verwendung oder Staubpartikel in der Luft können dazu führen, dass die Spolle abnutzt und in einer bestimmten Position steckt.das zu einem ungewöhnlich hohen Luftdruck führtSobald der Luftdruck steigt, löst sich die Spule aus der steckenen Position und löst einen Überschuss aus, der zu einer instabilen Ventilposition, einem Verlust der effektiven Kontrolle des Ventils und einer Ablenkung führt.

Der Ventilpositionierer kann aufgrund der Strahlungswärme aus den umliegenden Prozesstanks hohen Temperaturen ausgesetzt sein, was auch dazu beitragen kann, dass der Positioner das Steuerventil zum Stillstand bringt.möglicherweise zu Beschädigungen der Positionierdichtungen und Rohrleitungen führenDer Positionierer nutzt eine Rückkopplungsverbindung, um die tatsächliche Position des Ventils zu ermitteln und die Leistung anzupassen.

Wenn die Rückkopplungsverbindung ausfällt, beispielsweise aufgrund von Flüssigkeitskräften oder Reibung, funktioniert das Ventil möglicherweise nicht richtig.

4. Statische Reibung während der Ventilbewegung

Wenn ein Ventil auf statische Reibung trifft (d. h. aufhört zu bewegen), hört es an einer bestimmten Position auf und benötigt zusätzliche Kraft, um wieder zu starten.Die Ursache dieses Phänomens kann eine verhärteten Drüsenverpackung oder ein viskoser Fluss innerhalb der Spule sein..

Wenn die angewandte Kraft ausreicht, um den Standpunkt zu überwinden, bewegt sich das Ventil in die Überschussposition, wodurch die Prozessvariable den Einstellpunkt übersteigt.Diese Verzögerung kann beobachtet werden, indem die Beziehung zwischen der Steuerungsausgabe und der Prozessvariable überwacht wird.

Der Ventilantrieb sollte angemessen ausgerichtet sein und das Drehmoment an der Drüsendichtung sollte innerhalb akzeptabler Grenzen liegen, um eine Verstopfung zu vermeiden.

5. Hardwarefehler

Darüber hinaus kann der Verschleiß im Inneren der Spule dazu führen, dass das Ventil zum Stillstand kommt und das Ventil sich nicht vollständig schließt.Schäden an der Spule können dazu führen, dass ein Steuerventil die Kontrolle im hohen Betriebsbereich verliert.

Bei Steuerventilen wird eine Drüsenverpackung verwendet, um zu verhindern, dass Prozessmedien aus dem Ventilkörper austreten.Gefährdung der Sicherheit der ArbeitsumgebungLecks im Ventilantrieb sind ein weiterer Faktor, der zu Ventil-Hunting führen kann.

Der Ventilstamm wird zunächst durch den Ventilpositionierer genau positioniert, aber aufgrund eines Leckages wird sich der Stamm weiter bewegen, was den Positionierer zwingt, die Leistung wiederholt anzupassen,Das führt zu einer unendlichen Suche nach der Stammposition.Dies ist eines der häufigsten Rückstandsphänomene bei Steuerventilen unter Steady-State-Steuerungssignalen.

Wie kann man Ventilvibrationen stoppen?

Analyse und Diagnose von Schwingungen

Es kann sein, dass die Steuerventile schwanken, wenn Schleifenprobleme oder andere Einflüsse auftreten.Wenn die Schwingung aufhört, zeigt an, dass das Problem auf ein Problem in der Schleife selbst zurückzuführen ist, das mit entsprechenden Anpassungen gelöst werden kann.

Wenn das Ventil im manuellen Modus immer noch ein unregelmäßiges Verhalten aufweist, kann es sich bei der Ausrüstung um eine unzureichende Einstellung oder eine Fehlfunktion der Maschine handeln.Das Problem kann auf eine beschädigte Ventilbaugruppe oder eine Änderung der Prozessparameter zurückzuführen sein..

Ein Klebnis und eine Überschreitung des Positionierers sind die häufigsten Ursachen für ein Klebnis des Steuerventils.Die Ausgangsresonanz des Ventils bei einem Klebungsphänomen kann durch eine Grafik deutlich dargestellt werden..

Was sind die Hauptursachen für das Klemmen des Steuerventils?

Um festzustellen, ob das Klemmen des Steuerventils auf eine unsachgemäße Einstellung des Reglers oder einen mechanischen Ausfall des Steuerventils selbst zurückzuführen ist,Es wird empfohlen, die Steuerung vorübergehend zu umgehen., der dem Steuerventilantrieb zugeführte konstante Druck und die beobachtete Ausgangsresonanz.

Lineare Potentiometer (Positionssender) werden zur Erkennung der Stammbewegung verwendet, während Druckwandler (intelligente Positionierer) zum Messen des Ausgangsdrucks des Positionierers verwendet werden.Durch Anschluss dieser Sensoren an ein Datenerfassungssystem und Visualisierung dieser Daten mit Hilfe von Überwachungssoftware (z. B. Labview), kann ein Diagramm der Stammbewegung gegenüber der Steuerungsausgabe erstellt werden.

Was ist die Hauptursache für ein steckendes Steuerventil?

Der Mikrocontroller empfängt Eingangssignale vom Setpoint des Controllers und den Drucksensoren.Es gilt als “Jagd“, wenn diese Abweichung mehr als fünfmal auftritt.In diesem Fall, the output of the controller is isolated and the current-to-pressure converter (I-P converter) automatically generates a pressure corresponding to the setpoint and provides it as input to the control valve positionerÜberprüfen Sie die Abweichung nach ein paar Sekunden erneut.

Wird festgestellt, dass die Abweichung geringer ist, sind das Steuerventil und sein Zubehör nicht defekt.

Es ist daher eine besondere Anpassung des Steuerkreises erforderlich, wenn jedoch das Ventil noch fehlerhaft ist, können die inneren Teile durch die Drüsendichtung beschädigt oder stecken bleiben.Mit Hilfe eines Diagramms mit toten Zonen, kann der genaue Ort des Klebens leicht gefunden werden.

Bei anhaltendem Schlagen, aber ohne Anzeichen einer toten Zone, tritt die Vibration höchstwahrscheinlich aufgrund einer Beschädigung eines Bauteils wie der Spule auf.Diese Methode kann auch dazu beitragen, festzustellen, ob das Fangphänomen im gesamten Steuerbereich vorkommt oder sich auf bestimmte spezifische Betriebsintervalle beschränkt..