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使用 ABB TZID-C定位器改造氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的成功案例

2011/2/16 15:51:00

       菏澤電廠原設(shè)計(jì)使用F40、F20的風(fēng)門檔板都是風(fēng)、煙系統(tǒng)上的重要設(shè)備，如送風(fēng)機(jī)入口冷風(fēng)、暖風(fēng)調(diào)節(jié)檔板，六個(gè)二次風(fēng)調(diào)節(jié)檔板，爐底注入風(fēng)調(diào)節(jié)檔板、磨煤機(jī)熱風(fēng)、冷風(fēng)調(diào)節(jié)檔板、磨煤機(jī)旁路風(fēng)調(diào)節(jié)檔板，這些設(shè)備運(yùn)行狀況的好壞，涉及到重大輔機(jī)的保護(hù)、跳閘問(wèn)題，使機(jī)組降出力，嚴(yán)重時(shí)使鍋爐燃燒不穩(wěn)定，導(dǎo)致鍋爐滅火，甚至毀壞設(shè)備。英巴公司對(duì)此問(wèn)題也進(jìn)行了表態(tài)，承認(rèn)F40、F20定位器質(zhì)量不可靠。通過(guò)了解聊城電廠F40、F20定位器使用情況，和我廠情況一樣，故障率特別高，曾經(jīng)給機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成不同程度的威脅，聊城電廠已將F40、F20定位器全部更換成ABB定位器，效果有明顯改善，風(fēng)門、檔板控制的工況更加穩(wěn)定，保證了機(jī)組的安全運(yùn)行。因此為保證我廠機(jī)組的安全穩(wěn)定高效運(yùn)行，將F40、F20定位器改造成質(zhì)量較可靠的雙端控制輸出氣源ABB定位器。ABB定位器在我廠的其它設(shè)備上已經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用，工作穩(wěn)定，故障率底，調(diào)節(jié)特性靈敏，深受電廠單位的青睞。
      目前#4爐所用的F40和F20兩種類型的I/P電氣轉(zhuǎn)換器經(jīng)常出現(xiàn)堵塞、漏氣、反饋信號(hào)不可靠、線性不好等缺陷，使風(fēng)門、檔板無(wú)法按照運(yùn)行人員的意愿動(dòng)作，使風(fēng)門、檔板失控，導(dǎo)致風(fēng)門、檔板要么拒動(dòng)，要么全開全關(guān)，使被調(diào)工況超出允許范圍，直接威脅機(jī)組的安全運(yùn)行，英巴公司對(duì)此問(wèn)題表態(tài)，承認(rèn)F40、F20定位器質(zhì)量不可靠，為保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，將F40定位器改造成質(zhì)量較可靠的雙端輸出氣源ABB定位器。
       將F40定位器改造成質(zhì)量較可靠的ABB定位器，使風(fēng)門、檔板按照運(yùn)行人員的意愿動(dòng)作，使被調(diào)對(duì)象達(dá)到要求的范圍，使設(shè)備達(dá)到安全運(yùn)行。F40改造成ABB定位器，只需加工ABB定位器與現(xiàn)氣缸連接轉(zhuǎn)換接頭，再將ABB定位器通過(guò)轉(zhuǎn)換接頭安裝在現(xiàn)氣缸上，將氣源管路配接牢固，和機(jī)務(wù)重新定位調(diào)試。

1 F40型I/P電氣轉(zhuǎn)換器
F40型定位器是通過(guò)將微處理器技術(shù)與氣動(dòng)控制裝置電氣接口有機(jī)結(jié)合起來(lái)，最基本的型號(hào)為2線式儀器，一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的20mA信號(hào)既用作控制信號(hào)，又用作電子線路的電源，通過(guò)插接接頭可進(jìn)行連接，微處理器的采用使設(shè)置操作變得非常簡(jiǎn)單、迅速。自動(dòng)初始化程序自動(dòng)設(shè)置基本功能（如零位、范圍、速度、靈敏度），所有操作只需要按按鈕就可完成，如圖1所示。

如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有60°或90°或180°的行程，則定位器將自動(dòng)將其范圍設(shè)定為該行程。由于具有自動(dòng)性能監(jiān)視功能，因此，即使在工藝條件變化很大時(shí)也能確保最佳性能；對(duì)于單作用或雙作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所用的常見功能均能夠?qū)崿F(xiàn)：分程操作、反作用操作等。有兩種基本類型，一種為角行程定位器，另一種為直行程定位器，兩者間的主要不同在于安裝方法及機(jī)械行程，兩種類型均可用于雙作用及彈簧復(fù)位執(zhí)行機(jī)構(gòu)；標(biāo)準(zhǔn)反饋系統(tǒng)使輸入信號(hào)與輸出的位移量之間呈線性關(guān)系，而且還內(nèi)置了可選的設(shè)置，用于快速打開及等百分?jǐn)?shù)設(shè)置；“用戶自定義曲線”選項(xiàng)可在基本控制特性曲線的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)1000種不同形式，利用內(nèi)置的5按鈕鍵盤及LCD顯示器，可方便進(jìn)行復(fù)位及重新設(shè)置，基本功能及用戶作出的設(shè)置均存儲(chǔ)在可擦寫編程只讀存儲(chǔ)器EPROM中，因此即使在信號(hào)失靈后，原設(shè)置仍保持不變。

本定位器可將氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位于全開與全關(guān)之間的任何一點(diǎn)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移與4～20mA的輸入信號(hào)成正比，因此可對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移進(jìn)行精確的控制，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移由反饋電位計(jì)監(jiān)視，這些模擬信號(hào)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以使之能夠被定位器主板上的微處理器所利用，在正常運(yùn)行過(guò)程中，控制電路的比較器邏輯部分對(duì)這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行連續(xù)地比較，只要這兩個(gè)信號(hào)相等，就沒有輸出信號(hào)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)保持在現(xiàn)有位置，即保持在“設(shè)定點(diǎn)”上；當(dāng)這兩個(gè)信號(hào)間出現(xiàn)差值時(shí)，定位器將向氣動(dòng)控制閥中的一個(gè)或另外一個(gè)發(fā)送一命令，使其向新的設(shè)定點(diǎn)移動(dòng)，當(dāng)達(dá)到新的設(shè)定點(diǎn)時(shí)，發(fā)送至氣動(dòng)控制閥中的信號(hào)終止，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)停留在該位置上，如果輸入的mA信號(hào)發(fā)生變化或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置發(fā)生變化，則產(chǎn)生一個(gè)新命令，并保持該命令，直到達(dá)到新的設(shè)定點(diǎn)為止，氣動(dòng)控制閥中裝有一些電氣控制元件，這些元件提供了高靈敏度的電/氣動(dòng)接口，這些接口決定了系統(tǒng)的精度，定位器向設(shè)定點(diǎn)移動(dòng)的速度決定于它必須移動(dòng)的距離，如果位置變化較大，則最初的移動(dòng)速度較大，當(dāng)離設(shè)定點(diǎn)較近時(shí)，氣動(dòng)裝置的工作方式被切換為脈動(dòng)方式，脈動(dòng)方式逐步使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的移動(dòng)速度減小，并最終停止于設(shè)定位置上，這種方式既可保證精確的最終位置，又不會(huì)引起過(guò)調(diào)。

2 初始化程序
初始化定位器時(shí)，只需接上mA信號(hào)，然后按初始化按鈕INIT，所有的其他操作將由F40自動(dòng)進(jìn)行，在初始化過(guò)程中，定位器進(jìn)行一系列的操作周期，并對(duì)多種基本功能（如零位、范圍、速度、靈敏度）進(jìn)行電氣設(shè)置。
將定位器安裝到執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，并連接供氣管路，接上mA信號(hào)，將它設(shè)定為20mA，按“+”或“-”鍵，顯示mA輸入信號(hào)值，如果LCD控制板顯示20mA，則進(jìn)入第4步，如果顯示的值不對(duì)，則檢查mA信號(hào)及其連接方式是否正確，按“INIT”鍵，定位器將執(zhí)行其初始化程序，首先按照下列方式確立其缺省設(shè)置值，然后，確立其診斷設(shè)置值，程序進(jìn)行過(guò)程中，LCD將顯示其狀態(tài)。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)開關(guān)數(shù)次，這樣就以機(jī)械方式設(shè)定了電位計(jì)的指示位置，執(zhí)行機(jī)構(gòu)開關(guān)一次，這樣就確定零位及范圍的設(shè)置值，執(zhí)行機(jī)構(gòu)開關(guān)一次，并停止于多個(gè)位置，這樣就檢查了一個(gè)行程所用的時(shí)間，并相應(yīng)地設(shè)定了調(diào)節(jié)速度的門檻值，將執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)至中間位置，并前后移動(dòng)，進(jìn)行幾個(gè)較短的行程，這樣就使當(dāng)前應(yīng)用條件下的死區(qū)值得以最優(yōu)化。

      成功地完成上述步驟后，定位器切換至“運(yùn)行模式”并處于準(zhǔn)備就緒狀態(tài)，此時(shí)，可以斷開mA信號(hào)，重新接上mA信號(hào)后，無(wú)須再初始化就可直接使用。
3 存在問(wèn)題原因
      原F40型定位器性能差，壽命短，內(nèi)部橡膠密封圈老化，控制輸出線性較差，氣室內(nèi)部普遍存在漏氣、串氣現(xiàn)象，且控制輸出氣孔較小，極易堵塞，造成控制輸出氣源不穩(wěn)定，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作不靈活，經(jīng)常造成風(fēng)門擋板失控，使被調(diào)工況超出允許范圍，影響機(jī)組的安全運(yùn)行。
4 定位器更換技術(shù)
      拆除原來(lái)的F40定位器，加工ABB定位器與現(xiàn)氣缸連接轉(zhuǎn)換接頭，ABB定位器與轉(zhuǎn)換接頭裝配，ABB定位器安裝到氣缸上，重新進(jìn)行管路配接、接線，ABB定位器送電，機(jī)務(wù)定位風(fēng)門擋板開度位置，單體調(diào)試，系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，最終調(diào)試達(dá)到工作要求。

1）定位器配件齊全，安裝固定牢固，無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，定位器和氣缸連接無(wú)空行程。2）定位器接線要準(zhǔn)確，氣源管路連接正確，定位器控制氣源管路各接口要纏繞生料帶。3）擋板或閥門的全開和全關(guān)定位要和機(jī)務(wù)、運(yùn)行人員一塊進(jìn)行，確保定位準(zhǔn)確。4）檢查電氣轉(zhuǎn)換器各功能菜單顯示正常。檢查電氣轉(zhuǎn)換器各參數(shù)設(shè)置準(zhǔn)確。切換至組態(tài)模式，修改組態(tài)參數(shù)。5）儀用氣源閥門打開，調(diào)整減壓閥壓力，使氣源壓力符合要求，對(duì)失氣后保位手柄進(jìn)行復(fù)位。6）ABB定位器進(jìn)行自動(dòng)整定。滿足擋板全開全關(guān)旋轉(zhuǎn)角度的條件。滿足4～20MA輸入信號(hào)和擋板開關(guān)方向的對(duì)應(yīng)關(guān)系在定位器更換前后一
致，零點(diǎn)、量程和閥門實(shí)際開度一致。7）通過(guò)就地操作面板或手掄操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)和擋板或閥門動(dòng)作情況，執(zhí)行器動(dòng)作靈活無(wú)卡澀。8）通過(guò)CRT遠(yuǎn)方操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，核實(shí)開關(guān)方向、閥位反饋和擋板或閥門動(dòng)作情況應(yīng)一致。9