西門子稱重儀表在電廠給煤機中的應(yīng)用

關(guān)于內(nèi)蒙古國華準(zhǔn)格爾第二發(fā)電有限公司
給煤機控制系統(tǒng)改造的回顧
張海軍
[北京亞捷隆測控技術(shù)有限公司2007.04]

內(nèi)蒙古國華準(zhǔn)格爾電廠原給煤機控制系統(tǒng)采用上海重型機械廠生產(chǎn)的以9224A控制器為核心的給煤控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括動力柜、微機控制柜以及上下閘門控制箱三部分。因原系統(tǒng)使用年限較多，部分設(shè)備已經(jīng)老化，備品備件采購較難，控制器經(jīng)常發(fā)生誤故障而導(dǎo)致給煤機停機，給正常生產(chǎn)造成巨大影響。因此用戶決定對其實施改造。
2004年3月，經(jīng)過我公司工程技術(shù)人員與準(zhǔn)電工程師的多次討論及現(xiàn)場勘查，最終對改造的可行性做出確定并正式的簽署改造協(xié)議。改造的內(nèi)容包括電氣控制部分及現(xiàn)場傳感器器部分。其中控制的核心部分采用西門子公司的BW500型積分控制器。

通用給煤機主要包括給煤機本體、傳動部分、各種安全保護(hù)裝置、測速裝置、稱重傳感器、流量積分控制器、安全回路控制器(如可編程控制器PLC)及調(diào)速控制器。其中的測速裝置、稱重傳感器、流量積分控制器及安全回路控制器對整個給煤機控制系統(tǒng)的安全、性能及可靠性上起著至關(guān)重要的作用。因此，本次改造主要對上述設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代，采用高性能、高可靠性的原裝進(jìn)口產(chǎn)品替代原國產(chǎn)設(shè)備，以使系統(tǒng)安全可靠的運行。

原控制系統(tǒng)的9224A控制器（包含I/O板）為上海重型機械廠自行開發(fā)的給煤機專用儀表，其本身具有流量PID控制功能，同時又固化了I/O邏輯控制功能，但用戶無法自行更改其控制邏輯，導(dǎo)致在某些情況下出現(xiàn)系統(tǒng)不穩(wěn)定并經(jīng)常誤動作停機的現(xiàn)象。同時系統(tǒng)的維護(hù)量較大。對于該部分的改造，我們采用西門子原裝進(jìn)口的流量積分控制器BW500及具有邏輯編程功能的西門子LOGO控制器。其中BW500執(zhí)行流量PID調(diào)節(jié)功能，根據(jù)集空室給定的給煤率信號（4-20mA），通過PID輸出（4-20mA）控制變頻器的頻率輸出，進(jìn)而將給煤流量控制在一個恒定的值。LOGO控制器主要負(fù)責(zé)安全回路的切斷保護(hù)，其具有6路信號輸入及4路繼電器輸出，并具有可編程功能，可靈活方便的對保護(hù)回路進(jìn)行改造，相對于傳統(tǒng)的保護(hù)電路而言，其接線簡便、無機械部件，極大的提高了系統(tǒng)的可靠性。

在給煤機系統(tǒng)中，對控制精度起決定性作用的為速度傳感器、稱重傳感器及積分控制器。原系統(tǒng)中稱重傳感器為蘇州產(chǎn)，其長期穩(wěn)定及可靠性較差，同時應(yīng)廠方要求，本次改造選用原狀進(jìn)口稱重傳感器，并在機械結(jié)構(gòu)上保持與原傳感器的安裝相一致，以適應(yīng)原給煤機本體的機械結(jié)構(gòu)。對于測速傳感器部分，因原系統(tǒng)測速裝置為測速電機，其信號特性（幅值約28V）與積分控制器的速度接入信號不相符，因此，將對速度信號進(jìn)行隔離變換，采用光電隔離技術(shù)將速度傳感器輸出的高幅值信號轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定（12V）、可靠的集電極開路輸出信號給積分控制器，同時也可以選擇將信號進(jìn)行穩(wěn)壓后輸出至積分控制器。

在本次改造中，控制部分改造為改造的中心環(huán)節(jié)，改造具體包括兩個組成部分：閉環(huán)控制回路部分；電氣回路控制部分?？刂撇糠值母脑毂局院唵?、適用、可靠為原則。以便最大程度的減小使用過程中維護(hù)及查找故障原因的工作量。

閉環(huán)控制回路部分由積分儀表（西門子BW500）、變頻器（西門子MM440）、交流調(diào)速電機、速度傳感器及稱重部分構(gòu)成。稱重信號及速度信號經(jīng)過積分儀表處理轉(zhuǎn)換成瞬時流量[RATE=SPEED X LOAD],該流量信號與DCS給定信號進(jìn)