FISHER--智能定位器

艾默生过程控制有限公司阀门部董志学FISHERFISHER数字阀门数字阀门[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide2内容提要…内容提要内容提要……1、数字工厂控制阀的性能2、智能阀门定位器原理及特点和应用3、定位器安装调试4、AMSValvelink软件及高级诊断5、智能阀门定位器在ESD系统中的应用6、应用实例数数字字工工厂厂的的控控制制阀阀性性能能为世界级的过程工厂建立并维持阀门性能[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide4内容提要内容提要内容提要z控制阀性能及其对企业的贡献–商业环境–影响控制阀性能的因数z控制阀的管理[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide5一台阀门仅仅是一台阀门，可以认为是一个普通商品？或商业机会商业机会商业机会你是否认为……好的控制阀性能值得一百万美元？[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide6内容提要内容提要内容提要z控制阀性能及其对企业的贡献–商业环境–影响控制阀性能的因数z控制阀的管理[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide7企业系统生产管理实时优化监视与分析先进过程控制控制回路性能（包括控制阀和仪表）层面1层面2层面3层面4层面5性能优化提议性能优化提议为满足这些需求，我们正在企业的许多层面上进行投资减少制造成本增加收入取得正增长拓宽利润空间增加股东收益应该在哪里投资以取得昀好的回报？应该在哪里投资以取得昀好的回报？今天的商业环境有不断增加的对于性能的需求[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide8大部分的控制回路实际上增加过程偏差度大部分的控制回路实际上增加过程偏差度-不正确的阀门类型-不正确的阀门口径计算-低质量制造的控制阀-缺乏阀门维护程序⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧控制阀性能整定设计回路增加偏差度20%30%30%20%回路审计研究：纸浆与造纸工业回路审计研究：回路审计研究：纸浆与造纸工业纸浆与造纸工业来源：Entech-纸浆与造纸厂5000多个回路的审计结果“控制阀的令人不满意的行为是回路性能差和产品质量不稳定的昀大贡献者”。W.L.Bialkowski,总裁Entech控制工程[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide9%COGS1.昀终控制设备的性能和回路整定2.装置操作控制3.先进的调节式控制4.生产管理控制5.先进的多参数控制6.全球在线优化7.先进咨询系统8.过程数据访问9.制造数据集成控制类型基本的先进的数据00.511.5123456789过程工厂能够通过采用有关回路设备的昀佳实践来明显地减少销售产品成本（COGS）过程工厂能够通过采用有关回路设备的昀佳实践来明显地减少销售产品成本（COGS）建立过程标准：化学工业建立过程标准：建立过程标准：化学工业化学工业[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide10Æ气体工厂（采用先进控制）Æ65%的回路2%的过程死区Æ30%4%的过程死区Æ混合装置Æ55%的回路2%的过程死区Æ加氢裂化装置（采用先进控制）Æ50%的回路2%的过程死区Æ总的统计6000个控制回路Æ54%的回路需要阀门/仪表方面的协助性能审计结果：碳氢化工业性能审计结果：性能审计结果：碳氢化工业碳氢化工业[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide11过程优化领域的领导者认识到“这个基础”的价值过程优化领域的领导者认识到过程优化领域的领导者认识到““这个基础这个基础””的价值的价值z15-30%的控制回路影响企业的赢利能力。z50%的关键回路需要关注阀门。z“在APC里超过一半的价值来自于把注意力放在现场控制设备上”。埃克森-美孚计划和时间安排系统RTO系统APC系统主要控制控制阀对于优化越来越重要性能监视适用于控制和优化的所有层面AspenTech在1999年NPRA会议上的介绍“调节控制层的昀优性能是工厂实现诸如先进控制，实时优化，以及计划和时间安排之类的企业优化应用所带来的经济利益的前提。”HoneywellHi-Spec“调节控制层的昀优性能是工厂实现诸如先进控制，实时优化，以及计划和时间安排之类的企业优化应用所带来的经济利益的前提。”HoneywellHi-Spec[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide12为何回路需要阀门/仪表方面的协助？控制阀的精度为何回路需要阀门为何回路需要阀门//仪表方面的协助？仪表方面的协助？控制阀的精度控制阀的精度负载变送器过程控制器昀终控制元件阀门执行机构/定位器精度+3-5%精度+0.04-0.25%精度+0.04-0.25%设备精度设备精度[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide13Æ原材料的浪费以及低劣的产品质量(偏差度)差的阀门响应意味着Æ很难优化控制回路的性能(回路整定)Æ损失收入(赢利能力)Æ无计划的停车(可靠性)为何回路需要阀门/仪表方面的协助？控制阀的响应为何回路需要阀门为何回路需要阀门//仪表方面的协助？仪表方面的协助？控制阀的响应控制阀的响应[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide14过程偏差下限上限约束约束（（限制指标）限制指标）设定点优化设定点2-σ范围2-σ范围减少过程偏差度为设定点的改变提供机会，因此增加了利润减少过程偏差度为设定点的改变提供机会，因此增加了利润2-σ范围2-σ范围赢利机会：更好的控制阀性能产生赢利机会赢利机会：赢利机会：更好的控制阀更好的控制阀性能产生赢利机会性能产生赢利机会[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide15“如果我们能够在制造过程中消除偏差度，我们就能够减少我们的总的制造成本25-30%。对于10亿美元的销售额，那会产生每年2亿多美元的节约。”KeithVanScotter副总裁-Fraser纸厂“如果我能够在我们的生产过程中完全消除偏差度，我相信直接增加的价值会是30-35%的产品销售成本”RobertHansberger董事会主席-Futura公司.赢利机会：过程偏差度值多少钱？赢利机会：赢利机会：过程偏差度值多少钱？过程偏差度值多少钱？[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide16控制阀性能：控制阀偏差度的主要起源控制阀性能：控制阀性能：控制阀偏差度的主要起源控制阀偏差度的主要起源阀门阀门响应时间响应时间定位器定位器的设计的设计安装流量特性安装流量特性（控制范围）（控制范围）非线性（死区、非线性（死区、滞后等）滞后等）[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide17非线性（死区、非线性（死区、滞后等）滞后等）典型的滞后的气源Æ弹簧ÆI/P电磁感应线圈Æ定位器波纹管Æ执行机构模片I输入输出典型的死区的起源Æ运动损失Æ阀轴扭转Æ填料摩擦力Æ密封摩擦力Æ活塞执行机构的O型环Æ配合不好Æ定位器的放大器Æ滑阀输入输出控制阀性能：非线性控制阀性能：控制阀性能：非线性非线性[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide18z竞争厂家阀门带数字式定位器=性能差Time(seconds)5001000150020002500545556575859604849505152535458596061626364DataFile:(97)10101516FlowCvInputSignalStemTravel0.5%Steps1%Steps2%Steps5%Steps10%StepsTime(seconds)10001500200025005354555657585950515253545556596061626364DataFile:(97)11050918z竞争厂家阀门带FIELDVUE®数字式阀门控制器=性能较好Time(seconds)5001000150020002500464748495051524546474849505158596061626364DataFile:[phone]z4英寸费希尔数字阀门Fisher阀门+FIELDVUE®DVC=PlantWeb®性能(性能昀佳)输入%行程l%流量%4英寸球阀的比较动态性能测试：开环回路阶跃测试动态性能测试：动态性能测试：开环回路阶跃测试开环回路阶跃测试[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide19动态性能测试：闭环回路偏差度测试动态性能测试：动态性能测试：闭环回路偏差度测试闭环回路偏差度测试λ(seconds)0.1110100FlowRate2σ/μ(%)012345HSHSHSHSHSHSHSFFFFFFFFH6H6H6H6H6H6H6H6FasterTuningSlowerTuning手动AUTOMATIC过程偏差度(%)当控制阀的所有部件都为了性能而进行优化时，过程偏差度是最小的控制阀在减少过程偏差度的能力方面是不同的自动快速整定慢速整定闭环时间常数（秒）品牌X阀门配品牌Y数字式定位器品牌X阀门配FIELDVUEDVCFisher控制阀配FIELDVUEDVC0.8%偏差度区别对收入的影响（如果使用设定点Δ）=(0.8%)X(600加仑/分钟)X(60分钟/小时)X(24小时/)X(0.05美元/加仑)=346美元/天，或126,290美元/年对收入的影响（如果使用设定点Δ）=(0.8%)X(600加仑/分钟)X(60分钟/小时)X(24小时/)X(0.05美元/加仑)=346美元/天，或126,290美元/年[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide20非线性（死区、非线性（死区、滞后等）滞后等）如果阀门响应差会怎样？主原油装置如果阀门响应差会怎样？如果阀门响应差会怎样？主原油装置主原油装置Æ问题Æ主供料阀的死区为5-7%。这使得预热装置中的除盐装置产生+/-12psi的压力波动。一个更低的设定点是必需的，以防止压力释放。Æ解决方案Æ用一个配FIELDVUE®DVC的费希尔V型球阀替换这个主给料阀。(费希尔V型球阀配备FIELDVUE®DVC)Æ结果Æ压力波动被减少到+/-1psi，允许使用更高的压力设定点。Æ随着2psi设定点的增加，产量增加平均达到2000桶/天。这产生1,900,000美元/年的节约。Æ接下来对于这个装置的其余部分的控制阀的优化（包括加热器）已经产生了差不多4,000,000美元/年的过程改善。[FileNameorEvent]EmersonConfidential27-Jun-01,Slide21控制阀性能:响应时间控制阀性能控制阀性能::响应时间响应时间Time(seconds)80818283848586878889903637383940(%)时间(秒)90919293949596979899100(%)36373839EDCP品牌X品牌XEDCPI/P输入信号2%向上阶跃2%向下阶跃I/P输入信号Testedat164gpm,30psidinthe2TestLoopFisherED/667(40)/3582/646FisherCP/667(34)/3582/646品牌X/活塞执行机构/一