[發(fā)明專利]一種控制閥的離線故障診斷的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711266597.4
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108105464A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 尚群立;張晶瑜;李夢強;龐仁貴;馬良威;王名海
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: F16K37/00
• 分類號: F16K37/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

一種用于控制閥的離線故障診斷方法，在空載的情況下，采取閉環(huán)控制，給予正弦信號作為設定信號，通過傳感器檢測控制閥的氣室壓力Ps和閥位PV，從定位器中采集控制信號OP；在控制閥出廠時采集以上三種信號，分別繪制閥位與氣室氣壓的關(guān)系圖和控制信號與氣室氣壓的關(guān)系圖，在定期檢修時采集以上三種信號，也做如上所述關(guān)系圖，與出廠時所作關(guān)系圖做對比，判斷發(fā)生何種故障。本發(fā)明的優(yōu)點是可以在不用拆除定位器的情況下，用較為簡單的方法檢測并辨別出彈簧故障，氣室漏氣和反饋故障三種故障。

技術(shù)領域

本專利涉及一種對控制閥實施的通過給定設定信號、分析采集信號來進行故障診斷和辨別的方法。

背景技術(shù)

控制閥通常用于連續(xù)控制不同管道和工藝過程中的液體流或氣體流。在工業(yè)中比如紙漿造紙、石油化工、煉油工業(yè)中,不同類型的控制閥安裝在各種設備的管道中來控制物料流。物料流包含流體、液體。控制閥通常與執(zhí)行機構(gòu)相連接,所述執(zhí)行機構(gòu)使得閥芯運動到完全打開位置與完全閉合位置之間的期望的打開位置。執(zhí)行機構(gòu)可以是氣動的也可以電動的。執(zhí)行機構(gòu)通常由閥門定位器控制，閥門定位器接收由位置傳感器采集回來的百分比閥位信號與設定信號作對比，通過一定的PID算法來控制控制閥的開啟程度。

當需要長期的控制方案時,高性能智能化的閥門定位器是重要的裝置。但是控制閥控制性能的優(yōu)劣不僅僅由閥門定位器導致的。控制閥也必須保持良好的工作狀態(tài)，即處于正常狀態(tài)不發(fā)生故障。諸如高摩擦和后沖的問題與控制閥有關(guān)聯(lián)。實現(xiàn)回路性能從對閥進行正確選擇和使閥具有正確尺寸開始。為了優(yōu)化控制性能,分析安裝后的流動特性很重要。只要控制回路中的所有部件都正確地行使功能,就能保持回路性能。為了保持工藝過程足夠高效并且在整個壽命周期內(nèi)保持回路性能，定期檢修控制閥是非常重要的。在實際上對所有控制閥進行一一檢修是一種費用高而且費時的維修方式。而使用直到控制閥產(chǎn)生較為嚴重的故障而導致計劃之外的停工的成本可能也很高。理想地,在停工期間應當僅僅檢修那些真正需要維修的閥。在工藝過程停工期間進行所謂的離線診斷。在停工期間,可監(jiān)控并且分析閥,以通過使用例如控制閥特征測試來檢查這些閥是否出現(xiàn)故障，產(chǎn)生故障的具體部件。控制閥特征曲線描繪出執(zhí)行機構(gòu)壓力與定位器行進之間的關(guān)系，比較新產(chǎn)生的閥特征曲線與原廠曲線可發(fā)現(xiàn)性能方面的退化是十分重要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，提出一種控制閥的離線故障診斷方法。

現(xiàn)將本發(fā)明方法構(gòu)思即技術(shù)解決方案敘述如下：

一種控制閥的離線故障診斷方法，根據(jù)控制閥在出廠時運行閉環(huán)正弦信號，并采集控制閥行程PV，定位器控制信號OP，與控制閥氣室的壓力PS作為特征量，在定期檢修時同樣進行以上操作，對比特征量之間的關(guān)系，確定故障類型。通過對比出廠時和定期檢修時特定輸入信號下的行程與氣室壓力的關(guān)系和控制信號與氣室氣壓的關(guān)系，對彈簧老化、氣室漏氣、反饋故障這三種故障進行準確的判斷。具體步驟如下：

步驟1：檢查控制閥各個部件保持正常。

步驟2：檢查信號發(fā)送和采集板卡的連接正確，確保實驗數(shù)據(jù)采集設備能正常工作。

步驟3：搭接氣動控制閥實驗回路，給系統(tǒng)上電，打開氣源，使實驗回路正常運行。

步驟4：檢測氣室氣壓、行程、控制信號，為特征提取提供條件。采集正常控制閥氣室氣壓、行程、控制信號，繪制行程與氣室氣壓的關(guān)系圖和控制信號與氣室氣壓的關(guān)系圖。具體包括：

步驟4.1：采集正常控制閥氣室氣壓、行程、控制信號，繪制行程與氣室氣壓的關(guān)系圖和控制信號與氣室氣壓的關(guān)系圖；

步驟4.2：采集產(chǎn)生彈簧老化、氣室漏氣、反饋故障三種故障時的控制閥氣室氣壓、行程、控制信號，繪制行程與氣室氣壓的關(guān)系圖和控制信號與氣室氣壓的關(guān)系圖。

步驟5：分別設置彈簧老化、氣室漏氣和反饋故障。具體包括：