DDZ-Ⅲ型電動執(zhí)行機構(gòu)與DCS系統(tǒng)連接技改

2013-07-03 陳憲科 山東豐源通達電力有限公司

  我廠于2002年建成投產(chǎn),在電動調(diào)節(jié)閥門上大部分采用了國產(chǎn)的DDZ-III型電動執(zhí)行機構(gòu),通過操作放大器與DCS系統(tǒng)連接,隨著設備服役年限的加長,設備特別是操作放大器逐漸出現(xiàn)問題。嚴重影響機組的安全運行,為解決這個安全隱患,使機組更安全穩(wěn)定的運行,筆者對此進行了技術改造。

  DDZ-III型電動執(zhí)行機構(gòu)是以單相交流電源為動力,在接通開關回路時,驅(qū)動電動機,經(jīng)過機械減速,將輸入信號轉(zhuǎn)換成軸位移,然后帶動一滑動電阻變化,再經(jīng)位發(fā)模塊轉(zhuǎn)換成4~20mA信號反饋給操作儀表。操作儀表有開關量操作和模擬量操作之分。這幾年隨著電子式和智能式電動執(zhí)行機構(gòu)的普及,操作放大器逐漸被淘汰。備品備件已不好購置,嚴重影響機組的安全運行。

  筆者在本著為設備的安全可靠運行為前提、充分利用現(xiàn)有條件和節(jié)約資金的思路下對調(diào)節(jié)回路進行了改造,現(xiàn)在就改造方案和改造過程中積累的一些經(jīng)驗與讀者共同分享,以求斧正。

1、技改前控制回路介紹

DDZ-Ⅲ型電動執(zhí)行機構(gòu)與DCS系統(tǒng)連接技改

1.1、控制過程介紹

  各控制設備接線原理如圖1所示。其中操作放大器有自動和手動兩種工作方式。(1)在手動工作方式下,操作人員直接操作操作放大器上的開關按鈕,操作放大器接通對應的紅白、紅黃線,直接驅(qū)動電動執(zhí)行器的電機,拖動閥門發(fā)生位移變化;利用滑動電位計和位置發(fā)生器換成4~20mA信號反饋給操作放大器。此時DCS上的軟手操工作在跟蹤狀態(tài)。(2)當操作放大器工作在自動狀態(tài)時,DCS上軟手操器也有兩種工作方式,即手動調(diào)節(jié)和自動調(diào)節(jié)。這里的手動和自動是自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)討論的范疇,本文不做展開。對于本文所要討論的操作放大器的來說都是一樣的,即無論那種工作方式都是接收DCS輸出的4~20mA信號,經(jīng)與閥位電動執(zhí)行機構(gòu)的位置信號比較,來接通對應的紅白、紅黃線,直接驅(qū)動電動執(zhí)行器的電機。

1.2、運行中的常見問題

  (1)如圖1所示,使用的操作放大器實際上是傳統(tǒng)的操作器和伺服放大器的功能和在一起的一個設備。(2)操作人員頻繁的操作相對應的增減按鈕,疲勞損壞致使操作按鍵不靈敏、按不到位,或者按下后不能及時釋放;(3)操作放大器體積較小,元件散熱不好,隨著設備服役時間增長,致使元件老化。可控硅一旦過熱,操作放大器自動保護,切斷本身電源;靈敏度下降、微控制器控制電路出現(xiàn)問題導致執(zhí)行機構(gòu)來回震蕩;比較電路出現(xiàn)故障,使執(zhí)行機構(gòu)一直向一個方向轉(zhuǎn)動。

2、技改方案及實施介紹

2.1、技改的必要性

  (1)上文1.2提到的種種故障,都是由于操作放大器問題引起的,并且隨著這幾年電子式和智能式電動執(zhí)行機構(gòu)的普及,操作放大器逐漸被淘汰。備品備件已不好購置,嚴重影響機組的安全運行。因此要想解決這個問題就必須解決操作放大器的問題。(2)在工程建設的設計時,操作放大器的本意是作為DCS操作的后備操作設備,但在使用中操作放大器故障頻出,其故障率遠大于DCS系統(tǒng),基本上起不到備用的作用。

2.2、技改方案:

  技改設備接線如圖2所示

DDZ-Ⅲ型電動執(zhí)行機構(gòu)與DCS系統(tǒng)連接技改

  (1)去掉操作放大器,直接由DCS實現(xiàn)信號的比較放大來驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn)。原來DCS的控制方案不變,自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的PID、軟手操均保留。然后把軟手操的輸出和執(zhí)行機構(gòu)的位置反饋用DCS的組態(tài)的比較器進行比較,設置可以在線更改的的比較器死區(qū),根據(jù)比較的結(jié)果輸出DO1和DO2來驅(qū)動繼電器J1、J2,然后驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn),這種方式不妨礙自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投入和切除。(2)為防止位置反饋信號壞時影響設備的運行,可以在DCS操作畫面上做出增減操作按鈕,直接輸出對應的DO1和DO2,轉(zhuǎn)為手動操作執(zhí)行機構(gòu)的運行。

3、技改總結(jié)

  本次技改本著為設備的安全可靠運行為前提、充分利用現(xiàn)有條件和節(jié)約資金的思路下對調(diào)節(jié)回路進行的改造,基本上沒有技改材料消耗。目的在不影響運行的前提下解決操作放大器的安全隱患,通過操作人員的操作反饋,使用情況良好。減少了操作步驟,簡化了控制回路,減少了安全隱患達到了預期效果。

  如上介紹的技改有一定的局限性,由于DCS的方案控制都有一定的周期性,即有一個保持時間(無論多么小)導致執(zhí)行器的惰走行程可能有所增大,既執(zhí)行器有回調(diào)的可能性。因此筆者在改造中也只選擇了部分調(diào)整精度要求不高和慣性較大的場合。