DDZ-Ⅲ型電動(dòng)執行機構與DCS系統連接技改
我廠(chǎng)于2002年建成投產(chǎn)，在電動(dòng)調節閥門(mén)上大部分采用了國產(chǎn)的DDZ-III型電動(dòng)執行機構，通過(guò)操作放大器與DCS系統連接，隨著(zhù)設備服役年限的加長(cháng)，設備特別是操作放大器逐漸出現問(wèn)題。嚴重影響機組的安全運行，為解決這個(gè)安全隱患，使機組更安全穩定的運行，筆者對此進(jìn)行了技術(shù)改造。
DDZ-III型電動(dòng)執行機構是以單相交流電源為動(dòng)力，在接通開(kāi)關(guān)回路時(shí)，驅動(dòng)電動(dòng)機，經(jīng)過(guò)機械減速，將輸入信號轉換成軸位移，然后帶動(dòng)一滑動(dòng)電阻變化，再經(jīng)位發(fā)模塊轉換成4~20mA信號反饋給操作儀表。操作儀表有開(kāi)關(guān)量操作和模擬量操作之分。這幾年隨著(zhù)電子式和智能式電動(dòng)執行機構的普及，操作放大器逐漸被淘汰。備品備件已不好購置，嚴重影響機組的安全運行。
筆者在本著(zhù)為設備的安全可靠運行為前提、充分利用現有條件和節約資金的思路下對調節回路進(jìn)行了改造，現在就改造方案和改造過(guò)程中積累的一些經(jīng)驗與讀者共同分享，以求斧正。
1、技改前控制回路介紹
1.1、控制過(guò)程介紹
各控制設備接線(xiàn)原理如圖1所示。其中操作放大器有自動(dòng)和手動(dòng)兩種工作方式。(1)在手動(dòng)工作方式下，操作人員直接操作操作放大器上的開(kāi)關(guān)按鈕，操作放大器接通對應的紅白、紅黃線(xiàn)，直接驅動(dòng)電動(dòng)執行器的電機，拖動(dòng)閥門(mén)發(fā)生位移變化;利用滑動(dòng)電位計和位置發(fā)生器換成4～20mA信號反饋給操作放大器。此時(shí)DCS上的軟手操工作在跟蹤狀態(tài)。(2)當操作放大器工作在自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，DCS上軟手操器也有兩種工作方式，即手動(dòng)調節和自動(dòng)調節。這里的手動(dòng)和自動(dòng)是自動(dòng)調節系統討論的范疇，本文不做展開(kāi)。對于本文所要討論的操作放大器的來(lái)說(shuō)都是一樣的，即無(wú)論那種工作方式都是接收DCS輸出的4~20mA信號，經(jīng)與閥位電動(dòng)執行機構的位置信號比較，來(lái)接通對應的紅白、紅黃線(xiàn)，直接驅動(dòng)電動(dòng)執行器的電機。
1.2、運行中的常見(jiàn)問(wèn)題
(1)如圖1所示，使用的操作放大器實(shí)際上是傳統的操作器和伺服放大器的功能和在一起的一個(gè)設備。(2)操作人員頻繁的操作相對應的增減按鈕，疲勞損壞致使操作按鍵不靈敏、按不到位，或者按下后不能及時(shí)釋放;(3)操作放大器體積較小，元件散熱不好，隨著(zhù)設備服役時(shí)間增長(cháng)，致使元件老化�？煽毓枰坏┻^(guò)熱，操作放大器自動(dòng)保護，切斷本身電源;靈敏度下降、微控制器控制電路出現問(wèn)題導致執行機構來(lái)回震蕩;比較電路出現故障，使執行機構一直向一個(gè)方向轉動(dòng)。
2、技改方案及實(shí)施介紹
2.1、技改的必要性
(1)上文1.2提到的種種故障，都是由于操作放大器問(wèn)題引起的，并且隨著(zhù)這幾年電子式和智能式電動(dòng)執行機構的普及，操作放大器逐漸被淘汰。備品備件已不好購置，嚴重影響機組的安全運行。因此要想解決這個(gè)問(wèn)題就必須解決操作放大器的問(wèn)題。(2)在工程建設的設計時(shí)，操作放大器的本意是作為DCS操作的后備操作設備，但在使用中操作放大器故障頻出，其故障率遠大于DCS系統，基本上起不到備用的作用。
2.2、技改方案：
技改設備接線(xiàn)如圖2所示
(1)去掉操作放大器，直接由DCS實(shí)現信號的比較放大來(lái)驅動(dòng)電機的正反轉。原來(lái)DCS的控制方案不變，自動(dòng)調節系統的PID、軟手操均保留。然后把軟手操的輸出和執行機構的位置反饋用DCS的組態(tài)的比較器進(jìn)行比較，設置可以在線(xiàn)更改的的比較器死區，根據比較的結果輸出DO1和DO2來(lái)驅動(dòng)繼電器J1、J2，然后驅動(dòng)電機的正反轉，這種方式不妨礙自動(dòng)調節系統的投入和切除。(2)為防止位置反饋信號壞時(shí)影響設備的運行，可以在DCS操作畫(huà)面上做出增減操作按鈕，直接輸出對應的DO1和DO2，轉為手動(dòng)操作執行機構的運行。
3、技改總結
本次技改本著(zhù)為設備的安全可靠運行為前提、充分利用現有條件和節約資金的思路下對調節回路進(jìn)行的改造，基本上沒(méi)有技改材料消耗。目的在不影響運行的前提下解決操作放大器的安全隱患，通過(guò)操作人員的操作反饋，使用情況良好。減少了操作步驟，簡(jiǎn)化了控制回路，減少了安全隱患達到了預期效果。
如上介紹的技改有一定的局限性，由于DCS的方案控制都有一定的周期性，即有一個(gè)保持時(shí)間(無(wú)論多么小)導致執行器的惰走行程可能有所增大，既執行器有回調的可能性。因此筆者在改造中也只選擇了部分調整精度要求不高和慣性較大的場(chǎng)合。
