利用DCS改造西博思執(zhí)行器

杜彥飛，王培華，李宏文

西博思電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有限公司（原西門子執(zhí)行器）生產(chǎn)的SIOPS 5 Flash執(zhí)行器用途廣泛，其內(nèi)部集成了一體化變頻智能控制單元可以有效地對(duì)閥門進(jìn)行開關(guān)控制和頻繁調(diào)節(jié)。SIPOS 5 Flash具有開放的控制接口，可與各種控制系統(tǒng)兼容，通過增加少量必要的模塊，可使其適用于各種控制模式（從簡(jiǎn)單的開關(guān)控制到PROFIBUS通訊控制）。該執(zhí)行器在電廠、供熱系統(tǒng)、水泥廠、鋼鐵廠、供水系統(tǒng)、污水處理廠、食品工業(yè)和化工等行業(yè)得到了大量的應(yīng)用。

1 設(shè)備故障現(xiàn)象及原因分析

西博思執(zhí)行器用在制成車間的主排風(fēng)機(jī)入口閥門上，可通過調(diào)節(jié)閥門開度改變風(fēng)量，從而調(diào)節(jié)水泥產(chǎn)量。

正常運(yùn)行幾年以后，執(zhí)行器開始出現(xiàn)故障，表現(xiàn)為在中控DCS畫面上執(zhí)行器反饋波動(dòng)，收塵器入口壓力也波動(dòng)。到現(xiàn)場(chǎng)觀察執(zhí)行器本身確實(shí)來回波動(dòng)，并非由于信號(hào)干擾而波動(dòng)。經(jīng)過詳細(xì)檢查DCS系統(tǒng)AO輸出模塊、信號(hào)隔離模塊，沒有發(fā)現(xiàn)問題，說明信號(hào)給定沒有問題；檢查DCS側(cè)、執(zhí)行器側(cè)接線沒有發(fā)現(xiàn)松動(dòng)等異常現(xiàn)象；把執(zhí)行器打到本地方式后現(xiàn)場(chǎng)給定執(zhí)行器，波動(dòng)現(xiàn)象消失，排除了執(zhí)行器本身問題引起波動(dòng)。

由于查找不出問題，故障一直存在，只能由崗位人員用手動(dòng)葫蘆固定執(zhí)行器，防止波動(dòng)。用這種方法調(diào)節(jié)風(fēng)量，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，調(diào)節(jié)慢，準(zhǔn)確度差，經(jīng)常出現(xiàn)操作不及時(shí)或閥門開度過大引起排風(fēng)機(jī)跳停的現(xiàn)象，導(dǎo)致磨系統(tǒng)停車的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了公司的正常生產(chǎn)。

表1 遠(yuǎn)程控制方式

2 改造思路及實(shí)施過程

2.1 改造思路及方案

在經(jīng)過分析討論與研究后認(rèn)為是由于信號(hào)干擾導(dǎo)致執(zhí)行器波動(dòng)。確定了故障原因后經(jīng)仔細(xì)查閱研究使用手冊(cè)，了解到西博思執(zhí)行器在遠(yuǎn)程控制時(shí)有十種控制方式可供選擇，見表1。

由于DCS是較老的ABB FREELACE2000系統(tǒng)，執(zhí)行器沒有采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制，所以用的是第四種控制方式PosCntr Currlnp，位置控制器模擬量給定，也就是比例型控制，既執(zhí)行器的開度與給定信號(hào)成比例，給定信號(hào)增大，執(zhí)行器開度增大，給定信號(hào)減小，執(zhí)行器開度減小。在這種控制方式下，如果信號(hào)受到干擾，就會(huì)引起執(zhí)行器波動(dòng)。

如果采用第七種Permcont Binl?np端子板開關(guān)量持續(xù)接點(diǎn)控制方式，就可以避免信號(hào)干擾引起波動(dòng)。這種控制方式是積分型控制，執(zhí)行器的開度只與開關(guān)命令的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，時(shí)間長(zhǎng)開度大，時(shí)間短開度小，避免了信號(hào)干擾。

2.2 改造實(shí)施過程接線

執(zhí)行器控制板接線端子圖見圖1。

端子3為24V電源正做為控制回路的公共線（COM），來自DCS的開、關(guān)信號(hào)經(jīng)中間繼電器隔離轉(zhuǎn)換后分別接在端子4、端子5上。需要注意的是要用執(zhí)行器本身提供的24V電源。線路圖如圖1。

2.3 在DCS中添加程序

采用這種方式只需在DCS中添加相應(yīng)的功能塊（電機(jī)控制塊），發(fā)出開、關(guān)、開關(guān)量指令并接到4、5端子上，將端子驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器正反轉(zhuǎn)即可。程序如圖2。

2.4 執(zhí)行器中的參數(shù)設(shè)定

2.4.1 設(shè)定執(zhí)行器的控制方式

在remote control菜單選中Perm?cont Binlnp。

圖1 PROFITRON專業(yè)型帶繼電器板的端子板直接連接

圖2 在DCS中添加程序

2.4.2 改變執(zhí)行器的速度

在改造調(diào)試過程中中控操作人員反映執(zhí)行器速度太快不好操作。調(diào)整執(zhí)行器速度參數(shù)CLOSING SPEED、OPENING SPEED兩個(gè)參數(shù)，降低執(zhí)行器速度，以便于操作人員操作。

3 改造后的效益

改造完成后，執(zhí)行器波動(dòng)現(xiàn)象消失，中控室操作人員可以正常調(diào)節(jié)風(fēng)量，無需用手拉葫蘆調(diào)節(jié)閥門。在不增加投資的情況下，利用現(xiàn)有設(shè)備，排除了干擾制成車間正常運(yùn)行的故障，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率和磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，有利保障了設(shè)備的正常運(yùn)行。用這種方法同時(shí)改造了三臺(tái)西博思執(zhí)行器，為公司節(jié)約了二十多萬元，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。