Seleção e ajuste das características da válvula de controle em um circuito Foundation Fieldbus

Um bom controle depende de mais do que um Cv nominal. Dimensione a válvula para a faixa operacional real, verifique sua característica instalada e comissione o posicionador FOUNDATION Fieldbus antes de reajustar o loop PID.

Como os engenheiros devem dimensionar o Cv?

Para condições apropriadas de fluxo de líquidos, o dimensionamento da válvula relaciona a vazão ao Cv, à queda de pressão e à densidade relativa do fluido, mas o dimensionamento real também deve verificar os casos operacionais e efeitos como cavitação, flashing, viscosidade e fluxo estrangulado, quando aplicável. Calcule, no mínimo, as vazões mínima, normal e máxima necessárias com a queda de pressão disponível na válvula instalada. Analise o curso resultante e a autoridade de controle em toda a faixa; nem uma abertura normal de 60% nem qualquer alvo único de curso é uma regra universal.

Qual é a diferença entre característica inerente e instalada?

A característica inerente descreve a vazão em função do curso sob uma queda de pressão constante na válvula. A característica instalada inclui a perda de pressão variável da tubulação, dos equipamentos e da curva da bomba ou do sistema. Obturadores lineares, de igual porcentagem e de abertura rápida são adequados a diferentes aplicações, mas seu comportamento instalado deve ser calculado, e não escolhido com base em uma única regra de autoridade. Obturadores de abertura rápida são geralmente considerados para serviços de abrir/fechar, enquanto aplicações modulantes precisam de um ganho estável e controlável na faixa necessária.

Um posicionador digital pode remodelar a resposta da válvula?

Alguns posicionadores inteligentes Fisher, Foxboro e de outras marcas oferecem caracterização configurável, dependendo do modelo exato e do firmware. Use esse recurso somente após verificar o dimensionamento da válvula, a ação do atuador e a resposta instalada medida. Um caracterizador inadequado pode entrar em conflito com o controlador do processo. Compare a resposta em vários pontos de curso sob condições operacionais seguras e documente cada alteração antes de ajustar os parâmetros do PID.

O que precisa ser verificado no segmento FOUNDATION Fieldbus H1?

O H1 transporta comunicação e, para dispositivos compatíveis, alimentação em um segmento de dois fios. Verifique o orçamento de alimentação, os endereços dos dispositivos, os comprimentos do tronco e das derivações, a instalação dos cabos e da blindagem e os terminadores especificados nas duas extremidades do segmento. Não use um resistor avulso de determinado valor como substituto de um conjunto de terminação H1 adequado. Verifique a qualidade da camada física com equipamentos de teste apropriados e confirme o agendador de link ativo e a configuração dos blocos funcionais no host. Uma placa de interface H1 Emerson DeltaV e um módulo de comunicação FOUNDATION Fieldbus Yokogawa são exemplos de hardware de host relacionado; verifique a compatibilidade com o posicionador e o sistema instalados antes de especificar as peças.

Como um posicionador novo deve ser comissionado?

Confirme a ação de falha da válvula, o suprimento de ar, o mecanismo de realimentação, os limites de curso e as condições seguras do processo. Execute a calibração ou configuração de curso do fabricante conforme um procedimento aprovado; um curso completo pode interromper o processo e não deve ser realizado em uma válvula crítica em operação sem autorização. Verifique o curso real em comparação com o solicitado e o status dos blocos de recursos e do transdutor relevantes. Ajuste a banda morta ou a compensação de atrito somente com base no manual do dispositivo e no comportamento medido, e não em uma meta genérica de 0,5%.

O que explica uma válvula oscilando ou emperrando?

Registre a tendência do setpoint, da variável de processo, da saída do controlador e do curso medido da válvula. Se a saída do posicionador mudar, mas o curso ficar travado e depois saltar, inspecione o atrito da gaxeta, o suprimento de ar do atuador, o mecanismo de ligação e as condições do posicionador antes de alterar os ajustes do PID. Use diagnósticos disponíveis, como desvio de curso e assinatura da válvula, somente quando compatíveis com o dispositivo instalado. Uma banda morta de curso crescente é um motivo para investigação, não uma prova de que determinado componente falhou.

O que deve ser mantido na linha de base de manutenção?

Armazene o dimensionamento da válvula e os casos operacionais, a característica do obturador, a configuração do posicionador, os resultados dos testes de curso, as verificações do segmento H1 e as tendências de processo aceitas. Após uma alteração no obturador ou no atuador, revise novamente o dimensionamento e a resposta instalada antes de reajustar o loop.

Autor: Zhou Jiayi é engenheiro de automação industrial com mais de 10 anos de experiência em PLC, DCS e sistemas de controle.