電動濾網(wǎng)由PLC改進(jìn)改進(jìn)DCS控制

摘 要： 托克托電廠二期開式水電動濾網(wǎng)采用PLC控制，PLC使用的是施奈德公司的NEZA系列。近年來，由于施奈德公司的NEZA系列PLC已經(jīng)停產(chǎn)，備件采購困難。而且現(xiàn)在控制回路全部在就地控制箱，對檢修及故障原因查找?guī)砗艽蟮牟槐恪Ｌ貏e是故障的記錄及濾網(wǎng)和排污的狀態(tài)上位機無法監(jiān)視，給設(shè)備的運行帶來很大的不便與隱患。所以托電公司結(jié)合機組大小修將電動濾網(wǎng)改進(jìn)DCS控制，旋轉(zhuǎn)電機保留就地點動功能，排污門電源單獨從MCC配電柜取，增加電動門就地控制箱，保留就地電動門的操作。

關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)方控制；就地控制；遠(yuǎn)方監(jiān)視

1.前言

電廠開式水含有的各種雜質(zhì)較多，如不能將其中大部分雜質(zhì)過濾去除，將會造成機組各種使用開式水冷卻的冷卻器堵塞，進(jìn)而影響潤滑油等重要介質(zhì)溫度的異常上升進(jìn)而影響機組的安全穩(wěn)定運行。目前托電公司二期工程使用的開式水電動濾每臺機組共三個，分別是工業(yè)水泵入口電動濾網(wǎng)，氫冷升壓泵入口電動濾網(wǎng)，大機冷油器及真空泵軸承冷卻器入口電動濾網(wǎng)。目前電動濾網(wǎng)采用PLC就地控制，PLC使用施奈德公司的NAZA系列，該系列PLC已經(jīng)停產(chǎn)備件無法采購。電動濾網(wǎng)控制邏輯在PLC內(nèi)，檢查邏輯需要采用筆記本，增加了很大的工作量?？刂苹芈吩诰偷乜刂葡?，控制回路復(fù)雜，對問題的解決帶來很大的不便?？傊捎肞LC控制給檢修帶來了極大的工作量。而且旋轉(zhuǎn)電機和排污門的狀態(tài)無法監(jiān)視，排污門一旦開了之后水就流入-4米泵坑，極可能造成水淹泵坑的惡性事故。

2.電動濾網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

目前托電公司二期工程使用的電動濾網(wǎng)由四川自貢高精過濾機制造有限公司生產(chǎn)為DLS系列，具體型號為DLS400。設(shè)計差壓0.02～0.4MPa，壓力1.6MPa，流量1360 m3/h，，過濾精度0.001～6mm，驅(qū)動功率1.1kW。

電動濾網(wǎng)組成：過濾元件、驅(qū)動裝置、制動裝置、反沖洗裝置、就地控制箱（箱門控制按鈕及控制器PLC及電源開關(guān)及接線端子等）、排污電動門、差壓監(jiān)視開關(guān)、濾網(wǎng)轉(zhuǎn)動控制接近開關(guān)。

由于電動濾網(wǎng)功能強大，設(shè)備組成復(fù)雜需要可靠地控制方式及控制系統(tǒng)。為此選用了施耐德公司的NEZA系列PLC作為控制器，并在就地設(shè)置控制回路，實現(xiàn)沖洗過程的自動化，并且還有差壓監(jiān)視功能。但是由于檢修人員的技術(shù)水平以及對設(shè)備的熟悉程度不同，控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題無法自動沖洗時，給處理問題帶來很大的困難。還有采用PLC就地控制遠(yuǎn)方無法監(jiān)視，為設(shè)備的安全穩(wěn)定運行帶來很大的隱患。為此托電公司將電動濾網(wǎng)改進(jìn)DCS控制，并且保留就地操作功能。下面就就地控制下的控制回路和遠(yuǎn)方控制邏輯做以下分析。

3、工作原理

電動濾網(wǎng)的過濾和反沖洗推動力均有介質(zhì)的壓力提供。系統(tǒng)內(nèi)腔的壓力基本保持恒定，液體從濾芯的內(nèi)腔向外流動，夾帶的固體介質(zhì)被截流在過濾介質(zhì)的內(nèi)表面，引起內(nèi)外腔壓差升高，過濾阻力逐漸增大。當(dāng)內(nèi)外腔壓差超過壓差控制器某一設(shè)定值時，差壓控制器發(fā)信號，控制電機啟動，帶動反沖洗臂轉(zhuǎn)動，同時打開排污管出口排污閥門。當(dāng)反沖洗臂轉(zhuǎn)至某一濾芯下方時，反沖洗管路與該濾芯內(nèi)腔接通，過濾后的清液在自身壓力的推動下方向穿過過濾介質(zhì)，一方面過濾介質(zhì)得到?jīng)_洗，另一方面雜質(zhì)自動排除。反沖洗臂轉(zhuǎn)動一周，每個過濾元件均得到一次反沖洗，再生，如此循環(huán)。所以避免了頻繁更換過濾介質(zhì)或人工清洗濾芯，提高了生產(chǎn)效率，可節(jié)省大量時間、勞力和財力。通過選擇過濾介質(zhì)可滿足不同的精度要求，一般可達(dá)10μm甚至更高。整個過濾和反沖洗自動控制，無需人工參與，反向沖洗動作由差壓控制器（差壓大小反映濾芯堵塞程度）控制，反向沖洗時間由程序設(shè)定。在清洗過程中清洗面積占總過濾面積很小部分，沖洗壓差大，這樣反沖洗液用量小，過濾過程保持連續(xù)、波動小、沖洗效率高。機內(nèi)唯一轉(zhuǎn)動部件是反沖洗臂，轉(zhuǎn)速低，運行平穩(wěn)，同時具有磨損自動補償功能，密封性能好，維護(hù)費用低的特點。

4.排污門和旋轉(zhuǎn)電機控制回路說明

1、排污門控制

電動濾網(wǎng)排污門在啟動反沖洗流程時開啟，污水沖排污門流入-4米排污泵坑。反沖洗結(jié)束后自動關(guān)閉該排污門。電動排污閥為電動蝶閥，特別適合與泥沙含量達(dá)的濾渣，不會因為扭矩過載卡死關(guān)閉不嚴(yán)泄露，同時具有使用可靠、壽命長的優(yōu)點。該排污門電源為380VAC，角行程、分體式。排污門帶開關(guān)力矩及開關(guān)到位的行程開關(guān)，電機功率0.75KW。為了實現(xiàn)和就地均能控制，必須在就地設(shè)立就地控制箱，并增加“遠(yuǎn)方”“就地”切換按鈕。另外開關(guān)按鈕采用彈簧式，在控制回路里做自保持。就地控制時，將遠(yuǎn)方就地旋鈕打至“就地位”，按一下“開”或“關(guān)”按鈕后電動門就能朝預(yù)定方向開關(guān)。期間要是力矩動作或者是開關(guān)到位，均能使電機停止旋轉(zhuǎn)。

為了防止排污門在開關(guān)過程中防止因過力矩造成電機燒毀，力矩開關(guān)必須采用常閉節(jié)點串聯(lián)在控制回路里。在遠(yuǎn)方方式下，需將旋鈕打至“遠(yuǎn)方”，DCS提供開關(guān)的指令，該指令為脈沖信號。剩余控制回路與在就地方式一樣。排污門開關(guān)反饋的常開節(jié)點送至繼電器，繼電器節(jié)點作為開關(guān)到位的信號送至遠(yuǎn)方，就地開關(guān)到位指示燈及串聯(lián)在排污門開關(guān)控制回路內(nèi)。

在遠(yuǎn)方方式下時，遠(yuǎn)方（DCS發(fā)送開關(guān)指令，指令為脈沖信號）發(fā)送開排污門指令，KM1接觸器帶電勵磁，同時KM1接觸器常開接點閉合，控制回路自保持。此時，即使在就地控制箱上按下排污門開啟按鈕，電動門不會開啟，這樣就起到了閉鎖作用。回路接通后排污門電機一直旋轉(zhuǎn)。如果在開啟過程中因為閥門卡澀，開力矩觸發(fā)，自保持回路斷開，排污門電機停止旋轉(zhuǎn)，防止電機燒壞。在開啟過程中，開到位后，自保持回路也能斷開。這種情況下，就地控制箱上開到位信號燈亮，同時送給DCS一個排污門開到位的信號，遠(yuǎn)方顯示排污門開到位。同理，遠(yuǎn)方方式下關(guān)閉該排污門時回路原理一致，此處不再累述。

2、旋轉(zhuǎn)電機控制

旋轉(zhuǎn)電機尾部帶失磁抱閘裝置，電機電源為三相380VAC，功率1.1KW。失磁抱閘裝置電源直接接在電機電源的其中兩相上，即電機帶電時，抱閘裝置同時帶電，裝置松開，電機能自由旋轉(zhuǎn)，電機旋轉(zhuǎn)的同時通過減速箱帶動旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)旋轉(zhuǎn)。在減速箱與旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)之間安裝有一個九齒的齒輪盤，齒輪盤側(cè)面安裝一個接近開關(guān)。該齒輪盤突起部位靠近接近開關(guān)時，開關(guān)接通，否則不通。旋轉(zhuǎn)時，齒輪盤凹陷部位正對接近開關(guān)，電機失電，抱閘裝置抱死電機，濾網(wǎng)停止旋轉(zhuǎn)，停止30秒進(jìn)行沖洗。30秒時間之后，電機又開始旋轉(zhuǎn)，直到齒輪盤凹陷部位對準(zhǔn)接近開關(guān)后，又停下30秒沖洗，如此往復(fù)9次完成一圈的沖洗。旋轉(zhuǎn)電機需在遠(yuǎn)方就地均能實現(xiàn)操作。因此，在就地控制箱上安裝“遠(yuǎn)方”“就地”切換旋鈕和點動按鈕。在遠(yuǎn)方時旋轉(zhuǎn)電機接受DCS的啟動信號，該信號為長信號。

在就地方式下時，手動啟動按鈕按下，KM接觸器勵磁，旋轉(zhuǎn)電機就開始旋轉(zhuǎn)。此時，要是DCS發(fā)送啟動指令是不起作用的，起到了閉鎖作用。當(dāng)手動啟動按鈕松開時，KM接觸器失磁，旋轉(zhuǎn)電機停止工作。

在遠(yuǎn)方方式下DCS發(fā)送旋轉(zhuǎn)電機啟動指令KM接觸器帶電勵磁，旋轉(zhuǎn)電機工作。此時要是按下手動啟動按鈕旋轉(zhuǎn)電機也不會旋轉(zhuǎn)，起到了閉鎖作用。當(dāng)DCS啟動指令消失時，KM接觸器失電，旋轉(zhuǎn)電機停止運行。

說明：電機在旋轉(zhuǎn)過程中，齒輪盤突起部位經(jīng)過探頭時間在4秒左右。接近開關(guān)在靠近齒輪盤的凸起位置時，發(fā)“1”信號，此時旋轉(zhuǎn)電機保持工作，直到接近開關(guān)檢測到齒輪盤凹陷部位與其正對，此時接近開關(guān)發(fā)“0”。旋轉(zhuǎn)電機停止運行，濾網(wǎng)進(jìn)行30秒的反沖洗。

5.遠(yuǎn)方控制下邏輯說明

1、排污門遠(yuǎn)方控制

排污門需遠(yuǎn)方控制時，在就地控制箱上打遠(yuǎn)方位，DCS顯示遠(yuǎn)方位時方可進(jìn)行開關(guān)操作。排污門開允許條件：程序運行。程序運行指的是電動濾網(wǎng)在遠(yuǎn)方位操作時，運行人員啟動沖洗程序。聯(lián)鎖關(guān)條件：沖洗成功。沖洗成功指的是旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)旋轉(zhuǎn)一周，即接近開關(guān)沖0到1狀態(tài)翻轉(zhuǎn)9次。排污門不設(shè)置聯(lián)鎖開條件，關(guān)允許始終為1。

2、旋轉(zhuǎn)電機遠(yuǎn)方控制。

程序啟動后，運行人員操作開啟排污門。排污門開到位后，如果接近開關(guān)對準(zhǔn)齒輪盤突起位置，即接近開關(guān)發(fā)1，電機馬上開始旋轉(zhuǎn)，直到接近開關(guān)對準(zhǔn)齒輪盤凹陷位置停止30秒進(jìn)行沖洗。一個周期完成后DCS首先發(fā)2秒的啟動脈沖，在2秒內(nèi)如果濾網(wǎng)旋轉(zhuǎn)使齒輪盤突起位置對準(zhǔn)接近開關(guān)，啟動指令保持住，一直旋轉(zhuǎn)到齒輪盤凹陷部位對準(zhǔn)接近開關(guān)。如此往復(fù)使旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)完成一周的沖洗，同時接近開關(guān)由0到1的狀態(tài)變化9次，在DCS使用計數(shù)算法塊計數(shù)。接近開關(guān)由0到1的狀態(tài)變化9次后，計數(shù)算法塊輸出信號，程序發(fā)出沖洗成功信號，該信號同時連關(guān)排污門。排污門關(guān)到位后，程序發(fā)出沖洗結(jié)束信號。這樣電動濾網(wǎng)沖洗完成了。

綜合故障信號說明：1、電動濾網(wǎng)不在遠(yuǎn)方位；2、排污門不在遠(yuǎn)方位；3、排污門故障；4、電機連續(xù)旋轉(zhuǎn)時間超過8秒（說明接近開關(guān)故障）；5、接近開關(guān)由0到1狀態(tài)翻轉(zhuǎn)次數(shù)比電機運行次數(shù)少2次（說明接近開關(guān)故障），以上為或關(guān)系。

6.結(jié)論

在#4機組大修時，我們對#4機三個電動濾網(wǎng)進(jìn)行了改造。經(jīng)過一段時間的使用發(fā)現(xiàn)在DCS控制后，電動濾網(wǎng)的沖洗完全滿足現(xiàn)場需求，與在PLC方式下沒有任何差異。且電動濾網(wǎng)在沖洗時DCS能監(jiān)視其運行狀態(tài)。同時排污門狀態(tài)也能在DCS監(jiān)視，可以有效避免因為排污門開啟后水淹泵坑的事故發(fā)生。

同時電動濾網(wǎng)改進(jìn)DCS控制后，徹底擯棄了PLC為故障的檢查排除帶來了很大的便利。并且避免了因為PLC的損壞無備件，而導(dǎo)致電動濾網(wǎng)長期無法沖洗的事故發(fā)生，為機組的安全穩(wěn)定運行提供了可靠的保證。

作者簡介： 車海波（1986.02.10），男，工程師，畢業(yè)于東北電力大學(xué)，現(xiàn)任內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司設(shè)備部熱控室技術(shù)員。