王先明

(中國能源建設(shè)集團山西電力建設(shè)一公司，山西大同 037043)

1 自動控制系統(tǒng)概況

山西華光發(fā)電公司廠2×600 MW機組，鍋爐型號為 SG-2093/17.5-M913型，由上海鍋爐股份有限公司設(shè)計生產(chǎn)的亞臨界汽包鍋爐，制粉系統(tǒng)采用上海重型機器廠生產(chǎn)的HP1003型碗式中速磨煤機6臺，配套6臺電子稱重式給煤機，給煤機生產(chǎn)廠家為沈陽施道克電力設(shè)備有限公司，控制系統(tǒng)型號為STOCK EG-2490電子稱重式控制器。給煤機控制器由四個硬件組成:一塊微處理器板(CPU)、一塊電源板、一個鍵盤/顯示器總成和一個變頻驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速控制器。

STOCK EG-2490電子稱重式給煤機控制裝置由交流變頻器驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速控制和STOCK 196NT CPU板、控制柜內(nèi)部元件及報警繼電器等組成。微處理器通過信號轉(zhuǎn)換卡A1將DCS系統(tǒng)輸入的4 mA～20 mA模擬信號轉(zhuǎn)換為0 kHz～10 kHz頻率的數(shù)字信號，稱重傳感器校準后得到給煤率與DCS系統(tǒng)指令的給煤率比較，偏差值經(jīng)處理器運算由變頻器輸出控制交流驅(qū)動電機;偏差校準后再由信號轉(zhuǎn)換卡A2，A3將頻率信號轉(zhuǎn)換為4 mA～20 mA電流信號反饋至DCS系統(tǒng)。

2 自動控制系統(tǒng)的組成及原理

STOCK EG-2490電子稱重式給煤機控制裝置的STOCK 196NT微處理器面板由五部分組成:分別是控制方式(LOCAL，REMOTE，OFF)、狀態(tài) (RUNNIN，F(xiàn)EEDING，VOLUMETRIC，ALARM，TRIP)、編程(SETUP，TRIM，數(shù)字鍵盤，ENTER，EXIT，CLEAR)、校準(CAL1，CAL2)、操作(F1，F(xiàn)2，TOTAL SELECT，INFO SELECF，SELF TEST，ERROR RECALL，TOTAL RESET，JOG)。

電源板將交流電轉(zhuǎn)換為電子控制系統(tǒng)所要求的穩(wěn)定低壓。輸入電源為110 VAC，50 Hz～60 Hz，由變壓器、整流器、濾波器將其轉(zhuǎn)變成一系列穩(wěn)定的低壓直流電源，如+5 VDC(CPU)、+10 VDC(稱重傳感器)、+15 VDC(校準探頭)、20 VAC(信號轉(zhuǎn)換卡)，電源板板載繼電器從右往左K1～K8依次為跳閘、電機反轉(zhuǎn)、遠控、容積式給煤、給煤、給煤機運行、報警、累計給煤量脈沖，對應(yīng)LED指示燈為DS1～DS8。正常運行時，K3，K5，K6吸合，DS3，DS5，DS6指示燈亮、給煤率反饋DS17指示燈亮。電子稱重式給煤機控制柜內(nèi)繼電器包括:CFMR—煤流監(jiān)測器控制繼電器、FBDR—給煤機皮帶電機繼電器、FS—給煤機啟動電機繼電器、LSFB—皮帶斷煤報警繼電器、LSFD—給煤機出口堵煤報警繼電器、MSC—清掃連電機啟動繼電器、BT—皮帶跑偏報警繼電器等。

STOCK EG-2490電子稱重式給煤機標定:給煤機首次啟動運行一月后標定一次，以后每六月標定一次。第一步主要是去除系統(tǒng)的自重(包括皮帶的自重、稱重輥和稱重傳感器支撐裝置的重量)和計算皮帶的轉(zhuǎn)速;第二步主要是用標準砝碼校驗稱重傳感器的輸出。標定的光電轉(zhuǎn)速探頭A，B在給煤機標定孔若安裝位置錯誤，未按默認的左A右B的要求，其探頭電纜插入給煤機控制系統(tǒng)的電源板上相應(yīng)的CAL A和CAL B航空插座內(nèi)，皮重測量結(jié)果將不合格。

給煤機稱重測量裝置位于入煤口與驅(qū)動滾筒之間，由兩個稱重跨距輥和一個稱重輥組成，稱重跨距輥固定于機體上，稱重輥在兩個稱重跨距輥之間且懸掛在一對稱重傳感器上。機務(wù)檢修后或控制人員進行標定時，要檢查稱重輥和稱重跨距輥是否配平，具體方法是用兩支檢尺，放到稱重跨距輥與稱重輥上檢查水平度，每側(cè)稱重輥和兩個稱重跨距輥應(yīng)在同一平面內(nèi)，平面誤差值不大于±0.05 mm。稱重傳感器與稱重輥固定牢固并鎖緊。

給煤機控制柜主要設(shè)備的控制原理:通過控制變壓器進線電源開關(guān)將AC380 V電源降壓為AC110 V作為控制回路電源?；芈穬?nèi)單獨設(shè)電源開關(guān)便于控制，相線依次將跑偏行程開關(guān)(兩個并聯(lián))、堵煤開關(guān)輸出接點與相應(yīng)的繼電器線圈相串聯(lián);煤流繼電器線圈分別與啟動電機繼電器常開接點、煤流檢測控制箱輸出接點相串聯(lián);清掃鏈電機則通過清掃鏈轉(zhuǎn)換開關(guān)切換為自動、手動狀態(tài)，自動狀態(tài):相線與自動位接點、給煤機皮帶電機運行繼電器的一組常開接點、清掃鏈電機接觸器的輔助常閉觸點相串聯(lián)，手動狀態(tài):相線與手動位接點、清掃鏈電機接觸器的輔助常閉觸點串聯(lián);然后接入清掃鏈電機接觸器的線圈一端，線圈另一端直接接AC110 V的零線。其接觸器吸合清掃鏈電機工作。

3 運行中出現(xiàn)的常見問題及處理

STOCK EG-2490電子稱重式給煤機在運行過程中故障原因，除去機組分散控制系統(tǒng)DCS的保護動作因素(鍋爐MFT動作、給煤機下閘板門關(guān)閉、相應(yīng)磨煤機跳閘、DCS堵煤報警延時5 s聯(lián)跳)外，而由給煤機內(nèi)因造成的故障和跳閘情況主要有以下幾種情況，并分析如下:

1)給煤機就地運行方式下(或標定時)啟動跳閘:STOCK 196NT微處理器內(nèi)部設(shè)定的就地狀態(tài)下皮帶上有物料時運行2 s后跳閘，其錯誤信息調(diào)用中可查詢出錯誤代碼為08?？蓪⑸祥l板門關(guān)閉將皮帶上物料清除即可。

2)堵煤繼電器報警信號延時后觸發(fā)微處理器跳閘:堵煤繼電器是由一次元件堵煤開關(guān)檢測輸出的動合接點串接入其線圈回路。

該給煤機配套的堵煤開關(guān)型號為AMETEK DREXELBROOK Z-TRONⅢ射頻導納料位計，由傳感器和信號處理兩部分組成，通過高頻的無線電波測量導納(阻抗的倒數(shù))，儀表工作時，傳感器與被測介質(zhì)形成導納值，兩者有無接觸時導納值會發(fā)生變化，信號處理部分將測量的導納值轉(zhuǎn)換成物位信號的開關(guān)量輸出，實現(xiàn)堵煤信號的報警。堵煤開關(guān)的回路工作原理:其輸出常開接點一端串入AC110 V的相線，另一端接入堵煤繼電器線圈一側(cè)，其另一側(cè)接入AC110的零線，正常情況下，堵煤開關(guān)加電接點閉合使繼電器吸合;堵煤時接點斷開使繼電器釋放。繼電器釋放后觸點信號送至196NT CPU微處理器處理，根據(jù)堵煤延時設(shè)定時間停止給煤機運行。一般為保證給煤機電機安全，通常在CPU內(nèi)部設(shè)置為2 s(SETUP 16項中等于2.0)，即出口堵煤報警后直到停止給煤機過程的延遲時間。微處理內(nèi)部保護動作優(yōu)先，設(shè)定時間值要小于DCS堵煤跳閘時間。給煤機跳閘均為微處理器保護動作結(jié)果。

此類由于給煤機堵煤造成的跳閘原因又分兩種情況:

a.一次元件堵煤開關(guān)誤報警造成保護跳閘分析:堵煤開關(guān)動作是由射頻導納探頭感應(yīng)部位存在物料少量堆積附著引起的報警，可以通過對堵煤開關(guān)重新校驗消除錯誤動作。

b.電磁式繼電器校驗不合格導致的跳閘:繼電器的校驗一般分為一般性檢驗和電氣性能檢驗兩部分。一般性檢驗可分為外觀檢查、機械部分檢查、絕緣檢查、內(nèi)部輔助電氣元件檢查和觸點工作可靠性檢查等5部分，定期檢驗時，應(yīng)仔細觀察繼電器觸點的動作情況，一是觸點閉合不同期、接點抖動現(xiàn)象必須消除;二是接點閉合后其接觸電阻應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)，一般電阻值要不大于0.1 Ω。觸點存在氧化的情況下，繼電器接點雖然閉合時，但其接觸電阻大于規(guī)定值，形同開路。

例如堵煤繼電器型號:RXM4AB1F7 120 V 50/60 Hz 6A/250 VAC 生產(chǎn)廠家為 Schneider Electric。9(10，11，12)公共線、1(2，3，4)常閉點、5(6，7，8)常開點，其中部分動合接點阻值實測 134.5 Ω左右(觸頭接觸不良)、動斷接點阻值實測105.7 Ω左右(基本未斷開)，遠大于繼電器規(guī)定的接通阻值0.1 Ω以內(nèi)的要求，故微處理器接收信號為虛假堵煤信號，保護誤動作。切實做好繼電器的校驗工作，杜絕因不合格而導致的跳閘現(xiàn)象發(fā)生。

3)測速器反饋丟失或轉(zhuǎn)速偏差大。

導致的跳閘:該情況可分為兩種原因，具體是:a.通過查看啟動設(shè)置方式中SETUP(設(shè)置)09項的設(shè)定值，來檢查測速器為60齒、40齒齒輪及其他類型，一般為0代表60齒測速;b.轉(zhuǎn)速探頭在主電機的測速盤的固定松動或間隙調(diào)整不合適，重新檢查固定即可。

4)微處理器為196NT CPU板電源不穩(wěn)定:DCS系統(tǒng)加4 mA～20 mA模擬量信號指令(其對應(yīng)0 t/h～80 t/h，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換卡A1轉(zhuǎn)換為微處理器所需的數(shù)字頻率信號)，而微處理器液晶屏反饋為±0 t/h，給煤機皮帶電機全速運行。錯誤信息查詢中無報警顯示，只在自檢SELF TEST 09查看稱重傳感器的原始A/D讀數(shù)有錯誤，正常情況下給煤率例如50 t/h時，J1:5 015，J2:5 028;65 t/h時，J1:5 609 J2:5 574;存在問題的讀數(shù)為J1=12 746，J=12 650，遠大于規(guī)定值。分別對檢查控制器37個設(shè)置變量(即SETUP 00～36)檢查，各參數(shù)設(shè)置正常。發(fā)現(xiàn)電源板提供至稱重傳感器、信號轉(zhuǎn)換卡和CPU的電源整流、穩(wěn)壓性能不滿足要求，光電耦合器隔離性差，導致的微處理器接受命令、輸出信號出現(xiàn)偏差。

5)給煤機皮帶電機正常運轉(zhuǎn)，而清掃鏈電機在自動、手動狀態(tài)均無法正常工作(自動不聯(lián)動、手動不單動):主要由清掃鏈電機轉(zhuǎn)換開關(guān)(帶指示燈壞)損壞引起的，該轉(zhuǎn)換開關(guān)為四對常開接點(自動、聯(lián)動、手動、單動，兩個一組)，轉(zhuǎn)換開關(guān)共兩組，每組兩個微動開關(guān)豎直疊加在一起，其中的活塞桿隨轉(zhuǎn)換開關(guān)的旋轉(zhuǎn)上下觸碰微動開關(guān)動作。檢查發(fā)現(xiàn)活塞桿上下伸出長度縮短而使開關(guān)接點不能閉合，使清掃鏈電機接觸器的線圈一端的相線串接的轉(zhuǎn)換開關(guān)在各狀態(tài)下存在開路可能，使電機接觸器不能吸合，更換同型號開關(guān)即可。

6)其他類型的故障、跳閘可由控制系統(tǒng)本身的錯誤信息調(diào)用功能進行查詢，并提供處理辦法。

4 自動控制系統(tǒng)展望、思考

筆者認為國內(nèi)大型火力發(fā)電廠給煤機控制系統(tǒng)使用中，絕大多數(shù)均采用沈陽施道克電力設(shè)備有限公司生產(chǎn)的STOCK EG-2490電子稱重式此類型控制系統(tǒng)，程序是用C語言編程的，存儲器對運行參數(shù)和積算器進行存儲，微處理機面板提供控制方式、運行狀態(tài)、校驗編程、信息查詢等功能，具有人機界面友好、控制布置合理、抗干擾性高、控制程度高等優(yōu)點。針對現(xiàn)場實際運行中出現(xiàn)的問題，切實做好包括微處理器板和電源板定期檢驗、稱重系統(tǒng)標定、板載繼電器(含柜內(nèi))校驗、一次元件的檢查、信號回路的試驗等工作，電子稱重式控制系統(tǒng)才能更好的服務(wù)生產(chǎn)、滿足不斷提高的機組自動化控制水平。

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