Selezione e messa a punto delle caratteristiche della valvola di regolazione su un circuito Foundation Fieldbus
Un buon controllo dipende da più di un Cv nominale. Dimensionare la valvola per il reale intervallo operativo, verificare la caratteristica installata e mettere in servizio il posizionatore FOUNDATION Fieldbus prima di ritarare il loop PID.
Come devono dimensionare il Cv gli ingegneri?
Per condizioni appropriate di flusso dei liquidi, il dimensionamento della valvola mette in relazione la portata con il Cv, la perdita di carico e la densità relativa del fluido, ma il dimensionamento reale deve verificare anche i casi operativi e fenomeni come cavitazione, flashing, viscosità e flusso strozzato, ove applicabili. Calcolare almeno le portate minima, normale e massima richieste con la perdita di carico disponibile attraverso la valvola installata. Esaminare la corsa risultante e l'autorità di controllo sull'intero intervallo; né un'apertura normale del 60% né un singolo obiettivo di corsa costituiscono una regola universale.
Qual è la differenza tra caratteristica intrinseca e caratteristica installata?
La caratteristica intrinseca descrive la portata in funzione della corsa con una perdita di carico costante attraverso la valvola. La caratteristica installata include la perdita di carico variabile di tubazioni, apparecchiature e curva della pompa o del sistema. Gli otturatori lineari, a uguale percentuale e ad apertura rapida sono adatti a servizi diversi, ma il loro comportamento installato deve essere calcolato anziché scelto in base a una singola regola di autorità. Gli otturatori ad apertura rapida sono comunemente considerati per il servizio on/off, mentre i servizi modulanti richiedono un guadagno stabile e controllabile nell'intervallo richiesto.
Un posizionatore digitale può rimodellare la risposta della valvola?
Alcuni posizionatori intelligenti Fisher, Foxboro e di altri produttori supportano la caratterizzazione configurabile, a seconda del modello esatto e del firmware. Utilizzarla solo dopo aver verificato il dimensionamento della valvola, l'azione dell'attuatore e la risposta installata misurata. Un caratterizzatore inappropriato può contrastare il controllore di processo. Confrontare la risposta in più punti di corsa in condizioni operative sicure e documentare ogni modifica prima di regolare i parametri PID.
Che cosa deve essere verificato sul segmento FOUNDATION Fieldbus H1?
H1 trasporta la comunicazione e, per i dispositivi supportati, l'alimentazione su un segmento a due fili. Verificare il budget di alimentazione, gli indirizzi dei dispositivi, le lunghezze del trunk e delle derivazioni, l'installazione del cavo e della schermatura e i terminatori specificati alle due estremità del segmento. Non utilizzare un semplice resistore di valore nominale come sostituto di un'apposita terminazione H1. Verificare la qualità del livello fisico con apparecchiature di prova appropriate e confermare nel sistema host lo scheduler attivo del collegamento e la configurazione dei blocchi funzione. Una scheda di interfaccia Emerson DeltaV H1 e un modulo di comunicazione FOUNDATION Fieldbus Yokogawa sono esempi di hardware host correlato; verificare la compatibilità con il posizionatore e il sistema installati prima di specificare i componenti.
Come deve essere messo in servizio un nuovo posizionatore?
Confermare l'azione di sicurezza della valvola, l'alimentazione dell'aria, il collegamento del feedback, i limiti di corsa e le condizioni sicure del processo. Eseguire la calibrazione o la configurazione della corsa del produttore secondo una procedura approvata; una corsa completa può interrompere il processo e non deve essere eseguita su una valvola critica in servizio senza autorizzazione. Verificare la corsa effettiva rispetto a quella richiesta e lo stato dei blocchi delle risorse e del trasduttore pertinenti. Regolare la banda morta o la compensazione dell'attrito solo in base al manuale del dispositivo e al comportamento misurato, non a un obiettivo generalizzato dello 0,5%.
Che cosa spiega il comportamento oscillante o l'inceppamento di una valvola?
Registrare l'andamento del setpoint, del valore di processo, dell'uscita del controllore e della corsa misurata della valvola. Se l'uscita del posizionatore cambia ma la corsa resta bloccata e poi procede a scatti, controllare l'attrito delle guarnizioni, l'alimentazione dell'aria dell'attuatore, il collegamento meccanico e lo stato del posizionatore prima di modificare le impostazioni PID. Utilizzare le funzioni diagnostiche disponibili, come la deviazione della corsa e la firma della valvola, solo se supportate dal dispositivo installato. Un aumento della banda morta della corsa è un motivo per indagare, non la prova che un particolare componente sia guasto.
Che cosa deve essere conservato nella baseline di manutenzione?
Conservare il dimensionamento della valvola e i casi operativi, la caratteristica dell'otturatore, la configurazione del posizionatore, i risultati delle prove di corsa, le verifiche del segmento H1 e gli andamenti di processo accettati. Dopo una modifica dell'otturatore o dell'attuatore, riesaminare il dimensionamento e la risposta installata prima di ritarare il loop.
Autore: Zhou Jiayi è un ingegnere dell'automazione industriale con oltre 10 anni di esperienza in PLC, DCS e sistemi di controllo.
