Vấn đề điều chỉnh và xử lý đối với van điều tiết có bộ định vị van thông minh

Thread Content

Vấn đề điều chỉnh và xử lý các van điều tiết có bộ định vị van thông minh. Tích hợp công nghệ thông minh là một trong những hướng phát triển của lĩnh vực điều khiển công nghiệp và tự động hóa hiện nay cũng như trong tương lai. Đây đã trở thành xu hướng và dấu hiệu nổi bật trong sự phát triển của các công nghệ, phương pháp và sản phẩm mới trong lĩnh vực công nghiệp và tự động hóa. Do bộ định vị van thông minh vượt trội hơn các bộ định vị van thông thường về độ chính xác trong điều khiển, khả năng thích ứng với môi trường, chi phí lắp đặt, bảo trì và vận hành, nên nó ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên, các vấn đề phát sinh trong quá trình điều chỉnh tại hiện trường cũng ngày càng nhiều hơn. Làm thế nào để giải quyết những vấn đề này, nhằm giúp bộ định vị van thông minh được sử dụng một cách hiệu quả hơn, là những vấn đề mà các kỹ thuật viên lắp đặt và điều chỉnh tại hiện trường cần phải đối mặt. 1 Nguyên lý hoạt động của bộ định vị van thông minh: Bộ định vị van thông minh thường được thiết kế theo kiểu mô-đun. Bên trong nó có một bệ mô-đun riêng biệt, giúp việc thay thế các mô-đun con trở nên dễ dàng hơn, mà không cần phải tháo dây điện hay ống dẫn tại chỗ. Trong bệ của mô-đun này, có thể lắp đặt một số mô-đun con như: bộ chuyển đổi I/P, các thành phần thuộc bộ vi xử lý và bộ điện tử, bộ kích hoạt khí nén, cảm biến vị trí van, đồng hồ hiển thị áp suất, v.v. Trong số các mô-đun con này, như đồng hồ hiển thị áp suất, thì chúng là những linh kiện tùy chọn. Sơ đồ cấu trúc bên trong được hiển thị trong Hình 1: Hình 1 – Sơ đồ cấu trúc bên trong của bộ điều chỉnh vị trí van thông minh. Bộ điều chỉnh vị trí van thông minh này sử dụng bộ vi xử lý có mức độ tích hợp cao. Nguyên lý hoạt động của nó là sử dụng nguyên lý cân bằng điện tử (cân bằng kỹ thuật số) thay vì nguyên lý cân bằng lực truyền thống. Các tín hiệu đầu vào từ hệ thống điều khiển được chuyển đổi thành các tín hiệu điều khiển khí nén thông qua bộ vi xử lý và bộ chuyển đổi I/P. Những tín hiệu này được dùng để điều khiển hoạt động của bộ thực hiện khí nén. Tín hiệu phản hồi về vị trí van được chuyển đổi thành tín hiệu kỹ thuật số bằng cảm biến vị trí có độ chính xác cao, sau đó được gửi đến bộ vi xử lý để so sánh. Nhờ vậy, chức năng chuyển đổi giữa dạng điện và dạng khí cùng chức năng xác định vị trí van một cách chính xác được thực hiện. Cảm biến áp suất được tích hợp trong bộ định vị van thông minh có chức năng thu thập tín hiệu áp suất của nguồn khí được truyền từ bộ định vị van đến bộ thực hiện van. Điều này giúp nâng cao độ chính xác trong việc định vị van, đồng thời cung cấp dữ liệu cần thiết để bộ định vị thông minh tự kiểm tra hoạt động của mình. Nguyên lý cân bằng điện của bộ định vị van thông minh được minh họa trong Hình 2: Hình 2 – Nguyên lý cân bằng điện. 2. Các đặc điểm chính của bộ định vị van thông minh: (1) Lực đầu ra cao và tốc độ phản ứng nhanh ； (2) Độ chính xác trong việc điều chỉnh rất cao (độ phân giải tối thiểu lên đến 0,05%), giúp định vị một cách chính xác ； (3) Lắp đặt đơn giản, điều chỉnh tự động hóa cao ； (4) Gần như không cần bảo trì, điều này giúp tiết kiệm thời gian và thuận tiện trong việc sử dụng ； (5) Có chức năng hiệu chuẩn thủ công và tự động, với khả năng xác định vị trí ban đầu và phạm vi di chuyển ； (6) Có các đặc tính đầu ra có thể được chọn lựa hoặc lập trình ； (7) Có chức năng tự chẩn đoán rất mạnh mẽ ； (8) Lượng khí tiêu thụ ít hơn nhiều so với các bộ định vị van truyền thống ； (9) Có thể chọn và thiết lập giá trị mục tiêu cũng như giá trị giới hạn của các biến điều khiển ； (10) Có thể thiết lập vùng chết của van điều tiết ； (11) Chương trình tự thích ứng trực tuyến có nghĩa là ngay cả trong những điều kiện môi trường khắc nghiệt, việc kiểm soát vẫn có thể được thực hiện một cách chất lượng cao ； (12) Các tham số ẩn được lưu trữ sẵn bên trong bộ định vị van thông minh có thể mang lại nhiều chức năng hữu ích ； (13) Bộ định vị có thể được cấu hình một cách linh hoạt và đơn giản, chẳng hạn như thiết lập các thông số liên quan đến van, giới hạn chuyển động của van, hoặc chế độ vận hành theo từng giai đoạn ； (14) Sự thay đổi về nhiệt độ và áp suất khí nén gần như không ảnh hưởng gì đến bộ định vị van thông minh; có thể coi như không đáng kể. 3. Các vấn đề phát sinh trong quá trình điều chỉnh và cách khắc phục chúng Trong những năm qua, trong quá trình điều chỉnh và sử dụng các bộ định vị van thông minh, chúng tôi đã gặp phải một số vấn đề và sự cố. Dưới đây là một số phương pháp xử lý các vấn đề thường gặp: 3.1 Bộ định vị van thông minh không thể thực hiện việc calibrat tự động Thông thường, khi calibrat bộ định vị van thông minh, chúng ta có thể sử dụng chức năng calibrat tự động trên thiết bị điều khiển để hoàn thành công việc calibrat. Tuy nhiên, đôi khi việc calibrat tự động không thể diễn ra thành công. Trong trường hợp này, chúng ta có thể sử dụng chức năng calibrat thủ công trên thiết bị điều khiển. Sau khi việc calibrat thủ công hoàn tất, việc calibrat tự động sẽ diễn ra thuận lợi hơn. 3.2 Bộ định vị van thông minh không thể thực hiện việc calibrat tự động và thủ công. Khi cả phương thức calibrat tự động lẫn thủ công đều không hoạt động được, cần tiến hành kiểm tra và xử lý theo các bước sau: (1) Kiểm tra xem đường dẫn khí có vấn đề gì không; đường dẫn khí của bộ định vị van không được tắc nghẽn. (2) Kiểm tra xem có phải do các vấn đề liên quan đến việc lắp đặt mà van gặp phải tình trạng kẹt trong quá trình mở/mở lại hay không ； (3) Kiểm tra xem các thông số của van được thiết lập trong bộ định vị thông minh có chính xác hay không. Các thông số như mã loại và kích thước của van cần phải trùng khớp với thực tế. Điều cần lưu ý đặc biệt là mã loại của van phải trùng với mã loại van được sử dụng thực tế. Bởi vì trong mã loại van chứa nhiều thông số được nhà sản xuất thiết lập sẵn. Nếu chọn sai mã loại van trong bộ điều khiển, thì sẽ gây ra những sai sót không thể lường trước được ； (4) Vị trí lắp đặt thanh phản hồi của bộ định vị van không phù hợp cũng có thể khiến bộ định vị thông minh không thể thực hiện việc calibrat tự động và thủ công. Thường thì do các lý do liên quan đến việc vận chuyển hoặc những nguyên nhân khác, nút siết trên thanh phản hồi của bộ định vị thông minh sẽ bị lỏng, khiến thanh phản hồi này lệch khỏi vị trí lắp đặt ban đầu. Lúc này cần phải điều chỉnh lại vị trí lắp đặt của thanh phản hồi đó. Thông thường, các van điều tiết thông minh đều có lỗ định vị dành cho thanh phản hồi. Khi ngắt nguồn khí cung cấp cho van, chỉ cần sử dụng lỗ định vị này để xác định vị trí của thanh phản hồi là được. Do bộ định vị van thông minh có khả năng thích ứng rất tốt, nên việc vị trí lắp đặt thanh phản hồi lệch một chút cũng không gây ra sự cố cho bộ định vị này. Tuy nhiên, nếu độ lệch quá lớn thì bộ định vị sẽ không thể thực hiện được các thao tác hiệu chuẩn tự động hay thủ công ； 3.3 Lượng chất lỏng rò rỉ từ van điều tiết khá lớn; vấn đề này vẫn còn tồn tại sau khi đã tiến hành điều chỉnh. Trước khi được giao đến tay người dùng, các van điều tiết đều đã trải qua quy trình điều chỉnh và kiểm tra nghiêm ngặt bởi nhà sản xuất. Sau khi lắp đặt tại hiện trường, nếu đảm bảo rằng đường ống hoạt động ổn định và các bộ phận bên trong van không bị kẹt hay hư hỏng, thì việc điều chỉnh tự động bằng bộ định vị thông minh sẽ giúp giảm thiểu tình trạng rò rỉ chất lỏng. Nếu vấn đề vẫn còn tồn tại sau khi van được hiệu chuẩn tự động, có thể áp dụng các phương pháp sau: (1) Đối với van kiểu khép bằng khí, trước tiên hãy đưa tín hiệu 20mA vào để van ở trạng thái đóng hoàn toàn. Sau đó, sử dụng hai con ốc siết trên thân van để điều chỉnh thân van sao cho nó di chuyển xuống dưới, cho đến khi không thể di chuyển thân van xuống thêm nữa. Sau đó, cung cấp tín hiệu có giá trị khoảng 12mA. Dùng hai con ốc siết trên thân van để điều chỉnh thân van sao cho nó di chuyển xuống một phần tư vòng. (2) Đối với van kiểu mở bằng khí, có thể truyền tín hiệu 4mA vào để khiến van ở trạng thái đóng hoàn toàn. Sau đó, sử dụng hai con ốc siết trên thân van để điều chỉnh vị trí của thân van, sao cho thân van di chuyển xuống dưới cho đến khi không thể di chuyển thêm nữa. Sau đó, cung cấp tín hiệu có giá trị khoảng 12mA. Dùng hai con ốc siết trên thân van để điều chỉnh thân van sao cho nó di chuyển xuống một phần tư vòng. Các phương pháp trên đã được ứng dụng thành công trong nhiều trường hợp, giúp giải quyết vấn đề mà việc rò rỉ lớn từ các van điều khiển gây ra, khiến mạch điều khiển không thể hoạt động được. Ngoài ra, phương pháp điều chỉnh này cũng có thể được sử dụng với những van điều khiển không sử dụng bộ định vị thông minh. 3.4 Hiện tượng dao động của bộ định vị van 3.4.1 Vấn đề liên quan đến việc lắp đặt van điều khiển (1) Các vấn đề trong quá trình lắp đặt van có thể gây ra tình trạng van bị kẹt. Van điều tiết không được lắp đặt theo phương thẳng đứng, khiến trục van bị kẹt; điều này có thể gây ra hiện tượng dao động ở van điều tiết. (2) Đường ống dẫn khí không được kết nối đúng cách. Trong các van điều tiết thông minh có đường kính lớn, phía trước bộ định vị van có một bộ khuếch đại nguồn khí. Do không có bản vẽ lắp đặt, người ta đã vô tình kết nối đầu vào nguồn khí của bộ định vị thông minh vào cổng xả khí của bộ khuếch đại nguồn khí. Vì lượng khí cung cấp từ cổng xả khí của bộ khuếch đại nguồn khí không đủ trong quá trình van di chuyển, nên gây ra hiện tượng dao động của van trong quá trình điều chỉnh. 3.4.2 Vấn đề liên quan đến các ống dẫn trong quy trình sản xuất: Có phải trên các ống dẫn này có những thiết bị như bộ khuếch đại dung lượng, gây ra hiện tượng dòng chảy dao động hay không? Nếu có những thiết bị như vậy, cần điều chỉnh chúng trước khi tiến hành hiệu chuẩn van điều tiết. Nếu không, điều này cũng sẽ gây ra hiện tượng dao động ở van điều tiết. 3.4.3 Điều chỉnh độ nhạy của bộ định vị thông minh Cuối cùng, người ta có thể sử dụng bộ điều khiển để điều chỉnh các thông số liên quan đến độ nhạy phản ứng của van, vùng không hoạt động của van, và giá trị tăng cường của van. Những thao tác này giúp khắc phục vấn đề dao động của bộ định vị van. Tất nhiên, trong nhiều trường hợp, ngay cả khi có vấn đề liên quan đến việc lắp đặt hoặc thiết kế ống dẫn, chúng ta vẫn có thể khắc phục tình trạng dao động của van bằng cách điều chỉnh các thông số như mức độ nhạy của van, vùng không hoạt động của van, và giá trị tăng cường chức năng của van. Tuy nhiên, việc làm này khiến van vẫn có thể được sử dụng, nhưng trong thời gian dài sẽ gây ra tổn hại nghiêm trọng cho chính van, từ đó ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng của nó. Ngoài ra, tình trạng tắc nghẽn đường khí bên trong bộ định vị van cũng có thể khiến bộ định vị không thể hoàn thành việc hiệu chuẩn hoặc gây ra hiện tượng dao động của bộ định vị van. Trước khi xử lý sự cố, cần loại bỏ nguyên nhân này trước tiên. 4 Kết luận: Bộ định vị van thông minh là loại bộ định vị van thế hệ mới, tích hợp bộ xử lý vi mạch và sử dụng nguyên lý cân bằng điện để hoạt động. Theo sự phát triển của thời gian và tiến bộ công nghệ, ứng dụng của nó sẽ ngày càng rộng rãi. Vì nó có chức năng tự chẩn đoán rất mạnh mẽ, nên khi xảy ra sự cố, nó thường sẽ cho biết chi tiết về bộ phận nào trong bộ phận điều khiển thông minh đang gặp lỗi. Tuy nhiên, đôi khi những thông báo này lại có thể gây hiểu lầm cho chúng ta. Khi xử lý các vấn đề liên quan đến bộ định vị van thông minh, trước hết cần lưu ý rằng tỷ lệ hỏng hóc của chính bộ định vị van này là khá thấp; thường thì nguyên nhân nằm ở các bộ phận khác. Tuy nhiên, những vấn đề này lại được biểu hiện qua bộ định vị van. Do đó, chúng ta cần xem xét vấn đề từ góc độ của toàn bộ hệ thống. Trong nhiều trường hợp, các phương pháp sửa chữa bộ định vị van thông thường cũng có thể được áp dụng.