電站主給水泵勺管位置實際值與設定值偏差問題分析優(yōu)化

彭銳

摘要：本文闡述了電站電動主給水泵勺管位置實際值與設定值偏差問題，介紹一種優(yōu)化改進方案，旨在為相關技術人員提供有價值的建議，以供參考。

關鍵詞：勺管位置;偏差;自動/手動控制

1引言

在電站主給水泵的運維過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制機柜中的勺管位置設定值與勺管位置實際值偏差比較大，經(jīng)常會達到3%（勺管實際位置值偏低），遠大于正常經(jīng)驗值0.5%。此問題會導致電動主給水泵升速過程由手動切到自動過程中出現(xiàn)目標與期望不一致，可能造成手自動切換瞬間轉(zhuǎn)速較大波動，若此泵處于帶載升速過程中且無法及時判別波動是否屬于正常的話，可能導致泵出力出現(xiàn)波動，導致操作員執(zhí)行手動跳泵操作，從而影響機組穩(wěn)定運行。

2電動給水泵控制邏輯基本分析

（1）電動給水泵轉(zhuǎn)速控制是通過RG調(diào)速器和液力耦合器（就地泵控制機械設備）實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，RG調(diào)速器的運行方式分為手動和自動控制兩種模式，分布通過PLC控制系統(tǒng)進行控制： 手動模式控制器（S7-200）和自動模式控制器（SLC500）。

（2）電動給水泵的液力耦合器主要包括勺管位置控制器VEHS和電液勺管。通過RG調(diào)速器和VEHS，控制驅(qū)動液力耦合器的電液勺管位置，改變液力耦合器渦輪內(nèi)充油程度來實現(xiàn)運行要求的轉(zhuǎn)速。

（3）VEHS接受上游的勺管位置設定值信號來控制勺管動作，BALLUFF傳感器將勺管實際值反饋給VEHS以及上游控制系統(tǒng)。

（4）泵在初期升速過程中，泵轉(zhuǎn)速控制處于手動模式下，此時調(diào)速器只作為勺管位置控制器，由手動控制器（S7-200 PLC）進行控制，S7-200 PLC通過接收手動脈沖信號，計算出手動模式下液力耦合器的勺管位置設定值，并將此設定值信號送到VEHS勺管位置控制器，最終由勺管位置控制器VEHS調(diào)整勺管實際位置。

（5）當泵升速到最小轉(zhuǎn)速后，需要手動將泵的控制切到自動控制模式，從而泵的控制由S7-200切換到SLC-500，由SLC-500控制器實現(xiàn)泵的速度調(diào)節(jié)，該控制器從外部接受泵4-20mA轉(zhuǎn)速整定值信號和4～20mA的實際轉(zhuǎn)速信號，通過程序PID調(diào)節(jié)和內(nèi)部轉(zhuǎn)速-勺管位置對應轉(zhuǎn)換關系計算出液力耦合器勺管位置整定值，并將勺管位置整定值與勺管實際位置反饋信號，經(jīng)液力耦合器內(nèi)部進一步的PID調(diào)節(jié)，來驅(qū)動電液耦合器勺管到達所需的位置，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的正確調(diào)節(jié)。

3勺管位置實際值與設定值偏差問題分析

3.1手動控制模式下勺管位置分析

在電動給水泵手動控制過程中，手動控制PLC S7-200直接輸出勺管設定值到VEHS，VEHS接收到勺管設定值和實際值實現(xiàn)PID調(diào)節(jié)，同時VEHS也將勺管位置實際值輸出到自動控制PLC SLC500;在手動控制模式下SLC500跟蹤VEHS實際勺管位置，但信號不送至VEHS中，故不參與實際轉(zhuǎn)速控制。

3.2自動控制模式下勺管位置分析

在電動給水泵轉(zhuǎn)速自動控制下VEHS的輸入端切換到SLC500的輸出，S7-200的輸出不作為VEHS控制的信號，SLC500通過內(nèi)部的PID實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。

在自動控制下，SLC500接受轉(zhuǎn)速設定值和實際轉(zhuǎn)速值，輸出勺管設定值信號到VEHS，VEHS接受勺管設定值信號和實際勺管位置反饋信號實現(xiàn)內(nèi)部PID調(diào)節(jié)控制勺管的實際輸出。實際勺管位置反饋信號通過BALLUFF傳感器輸出到VEHS，在由VEHS輸出到SLC500。

3.3問題根本原因分析

若是BALLUFF傳感器故障導致真實的勺管位置偏低而造成此現(xiàn)象，那么輸出到VEHS和SLC500的勺管位置反饋都偏小，根據(jù)PID調(diào)節(jié)原理，設定值一直大于勺管實際值，那么勺管就會在執(zhí)行器的控制下不斷地提升，就會很快到達并一直保持在100%位置，而實際運營數(shù)據(jù)顯示的實際情況是勺管一直穩(wěn)定在71%左右，因此判斷BALLUFF傳感器輸出到VEHS的信號是正常的;

在手動控制時，由于S7-200的調(diào)節(jié)為開環(huán)調(diào)節(jié)，會導致勺管位置實際值比勺管設定值偏低，而在手動狀態(tài)下SLC500的PID輸出等于VEHS反饋的實際勺管位置，因此在轉(zhuǎn)速手動切換到自動的一瞬間，SL500輸出到VEHS勺管設定值比原來設定值要低，造成VEHS輸出減小，最終引起轉(zhuǎn)速瞬間下降;但由于SLC500屬于閉環(huán)調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速的瞬間波動會立即進行調(diào)節(jié)使轉(zhuǎn)速逐漸趨于穩(wěn)定。

4優(yōu)化方案

針對以上問題，需要將勺管位置反饋值信號以及勺管位置實際值信號送至主控操作員顯控平臺，以便加強對手自動切換期間的集中監(jiān)控，即時通過觀察勺管位置實際反饋值以及反饋值當前狀態(tài)是否正常來及時判斷轉(zhuǎn)速波動是否屬正常情況，避免誤出現(xiàn)手動跳泵操作。

5結語

目前電站電動給水泵基于手自動控制的切換瞬間狀態(tài)出現(xiàn)的勺管位置設定值與勺管位置實際值偏差屬于常態(tài)，加強勺管狀態(tài)信號的監(jiān)控有利于操作員及時做出正常判斷，有利于泵升速過程順利進行手自動切換。

參考文獻：

[1]胡友情.電動給水泵系統(tǒng)設計手冊，44-H0012S-J0610-01