SP-10給煤機(jī)控制系統(tǒng)在超臨界機(jī)組的應(yīng)用及校驗(yàn)

馬召召

摘要：針對(duì)國(guó)家能源集團(tuán)蚌埠電廠給煤機(jī)日趨老化，運(yùn)行可靠性降低等問題，利用機(jī)組檢修的機(jī)會(huì)，通過(guò)對(duì)給煤機(jī)控制系統(tǒng)改造，將原有的問題解決，使給煤機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，滿足機(jī)組的控制要求。

關(guān)鍵詞：給煤機(jī) SP-10控制系統(tǒng) 應(yīng)用 校驗(yàn)

一、概述

國(guó)家能源集團(tuán)蚌埠電廠一期采用沈陽(yáng) STOCK 公司引進(jìn)美國(guó)技術(shù)生產(chǎn)的 EG-2490 電子稱重式給煤機(jī)，其控制系統(tǒng)為196NT，給煤機(jī)長(zhǎng)周期運(yùn)行，設(shè)備日趨老化，運(yùn)行可靠性降低等頻發(fā)性故障問題，影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此利用機(jī)組檢修的機(jī)會(huì)，將給煤機(jī)控制系統(tǒng)改造為SP-10控制系統(tǒng)，將原有的問題解決，使給煤機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，滿足機(jī)組的控制要求。

二、給煤機(jī)控制系統(tǒng)原理

給煤機(jī)系統(tǒng)的原理圖如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)由原煤斗、傳送皮帶、落煤斗、磨煤機(jī)、皮帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)、稱重托輥以及控制器組成。稱重托輥用于測(cè)量煤塊的重量，將煤塊產(chǎn)生的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送入到控制器中。同時(shí)根據(jù)測(cè)速電機(jī)輸入的脈沖信號(hào)測(cè)量傳送皮帶的速度從而得到給煤率的大小，控制器不斷將實(shí)際的給煤率與DCS 遙控輸入的4～20mA給煤率的設(shè)定值相比較后經(jīng)PID 運(yùn)算，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸送皮帶速度，達(dá)到精確控制給煤率的目的。

三、SP-10控制系統(tǒng)特點(diǎn)

SP-10控制系統(tǒng)是應(yīng)用于火力發(fā)電廠給煤機(jī)的最新一代產(chǎn)品，充分考慮了給煤機(jī)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的工作環(huán)境和較嚴(yán)重的電磁干擾，采取專用的電子元器件和專用電路，硬件和軟件進(jìn)行了嚴(yán)格的測(cè)試，并且經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)時(shí)間考驗(yàn)，具有良好的可靠性和使用壽命。具有以下特點(diǎn)：

1）控制器采用雙處理器控制：

主控CPU采用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理器DSC，具有高速運(yùn)算能力，給煤機(jī)的控制及煤量累積更加準(zhǔn)確，CPU進(jìn)行AD數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、采集等功能，雙處理器的設(shè)計(jì)提高了控制和運(yùn)算的精度，使系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠。

2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度提高

24位A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速率也比較快，重量信號(hào)的測(cè)量更加精確，保證了給煤機(jī)的計(jì)量精度。

3）采用開關(guān)電源，電源抗波動(dòng)能力大大提高

主板上采用了開關(guān)電源，對(duì)電源板過(guò)來(lái)的電源進(jìn)行了進(jìn)一步的隔離，具有比較強(qiáng)的抗干擾能力，電源的容限也有較大的提高。

4）采用高性能嵌入式一體化觸摸屏，界面友好，操作簡(jiǎn)單

SP-10控制系統(tǒng)人機(jī)界面采用高性能嵌入式一體化觸摸屏，1外殼工業(yè)塑料材質(zhì)，抗干擾性為工業(yè)三級(jí)，能夠抵抗電廠給煤機(jī)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜惡劣的工作環(huán)境和比較嚴(yán)重的電磁干擾。SP-10控制系統(tǒng)具有故障自診斷和故障記憶功能，使得故障處理更加便捷。

5）具有豐富的接口，系統(tǒng)擴(kuò)展非常方便

SP-10控制系統(tǒng)還具有豐富的I/O接口和模擬量接口。系統(tǒng)自帶的標(biāo)準(zhǔn)串行接口，支持Profibus、Modbus等多種通訊協(xié)議，并且還可配置藍(lán)牙或以太網(wǎng)卡，豐富數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖侄?，滿足機(jī)組集中控制的要求。

四、SP-10系統(tǒng)校驗(yàn)

1.定度

1）關(guān)閉給煤機(jī)上方料倉(cāng)的出口閥，清除皮帶上的物料。

2）關(guān)閉給煤機(jī)卸料口下方的排出閥。

3）打開給煤機(jī)稱重跨門，頂端門以及微機(jī)控制柜門。

4）調(diào)節(jié)皮帶的張力和對(duì)中。

5）靠近控制柜一側(cè)的皮帶邊上貼上 4片粘性反光紙，每片反光紙應(yīng)與邊緣垂直并位于皮帶邊上兩個(gè)裙邊切口之間而不可超越切口，在驅(qū)動(dòng)輥和張緊輥處的皮帶邊上各貼一片，在稱重棍處及其下方皮帶返回部分各貼一片。

6）證實(shí)4片反光紙中每2片間的距離大于定度探頭之間的距離。

注意：皮帶上可能存在上次定度時(shí)的反光紙，因此在每次定度之前，檢查并清除上次使用的反光紙。

7）調(diào)整稱重棍，清除連結(jié)部件上的積聚物料和雜質(zhì)。

8）將兩個(gè)探頭分別插入稱重板上兩個(gè)螺孔內(nèi)。

9）將探頭電纜插頭連接到微機(jī)控制柜的插座上，探頭 A 連接到 CALA 插座， 探頭 B 連接到CALB 插座。

10）進(jìn)入維護(hù)調(diào)試界面，按定度功能鍵進(jìn)入定度界面。檢查稱重信號(hào)是否正常。稱重傳感器數(shù)據(jù)在皮帶空載時(shí)約為 500～800，加載稱重砝碼后約為 2200～2800。

11）開始毛重和皮帶運(yùn)行定度。按定度一（貼反光紙）按鍵，開始定度。這時(shí)給煤機(jī)將在微機(jī)控制下開始運(yùn)行，可發(fā)現(xiàn)定度是以下述的方式進(jìn)行的。

（1）運(yùn)行指示燈亮起。

（2）25秒延時(shí)開始，在此期間，電機(jī)轉(zhuǎn)速將增速到 1000rpm，并且穩(wěn)定在此值上。

（3）延時(shí)結(jié)束后，第一個(gè)反光紙經(jīng)過(guò)探頭 A，Cal A 指示燈亮繼而熄滅， 當(dāng)反光紙經(jīng)過(guò)探頭 B 時(shí)，Cal B 指示燈亮繼而熄滅。另外，當(dāng)每一片反光紙經(jīng)過(guò)探頭時(shí)，探頭識(shí)別次數(shù)值加 1。

（4）當(dāng)?shù)诰艂€(gè)反光紙經(jīng)過(guò)探頭 A 時(shí)，探頭識(shí)別次數(shù)值為 16，皮帶已經(jīng)運(yùn)行了整整兩周，這時(shí)給煤機(jī)停機(jī)，定度結(jié)果顯示出八次皮帶速度測(cè)量的重復(fù)誤差的百分比。

（5）如果誤差大于極限值，探頭識(shí)別次數(shù)值返回 0，定度將自動(dòng)重新開始， 直到測(cè)量誤差小于極限值為止。

12）如果毛重和皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)定度成功，將兩個(gè)定度砝碼（各 17.35kg）加到兩側(cè)稱重傳感器上。

13）開始稱重跨系數(shù)定度，按定度二按鍵，與 12）節(jié)所述情況一樣。當(dāng)?shù)诰牌垂饧埻ㄟ^(guò)后，給煤機(jī)自動(dòng)停機(jī)。

14）定度完成后可以看到定度結(jié)果：皮重誤差、速比誤差、凈重誤差，定度的誤差通過(guò)將當(dāng)前定度數(shù)據(jù)與上次定度數(shù)據(jù)相比較，反映了定度的重復(fù)性能。

以上三種定度檢查的結(jié)果必須小于±0.20%，如果大于這個(gè)極限，請(qǐng)檢查懸掛在稱重傳感器上的稱重塊是否有與其他部件有接觸，或其他不正常的情況， 隨后重新進(jìn)行定度（從頭開始）。

2.標(biāo)定

給煤機(jī)控制器能接收給煤率的給定信號(hào)，并且輸出模擬量反饋信號(hào)，但必須在給煤機(jī)接收遙控控制之前進(jìn)行調(diào)準(zhǔn)，以保證給煤機(jī)控制系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)精確的配合。

1）標(biāo)定給煤率指令：（控制柜內(nèi)接點(diǎn) SIG+、SIG-）

（1）進(jìn)入維護(hù)調(diào)試界面，按標(biāo)定功能鍵進(jìn)入標(biāo)定界面。

（2）DCS 給定最小指令 4mA，然后按“標(biāo)定 4mA 鍵”，按鍵右側(cè)將顯示與 4mA 給定信號(hào)相應(yīng)的頻率值。按保存鍵，則 4mA 標(biāo)定完成。

（3）同樣方法標(biāo)定 20mA 并保存該數(shù)據(jù)。

2）標(biāo)定給煤率反饋輸出：（控制柜內(nèi)接點(diǎn) 139、140）

（1）進(jìn)入維護(hù)調(diào)試界面，按標(biāo)定功能鍵進(jìn)入標(biāo)定界面。

（2）調(diào)正給煤率補(bǔ)償信號(hào)，按標(biāo)定 4mA 鍵，這時(shí)按鍵右側(cè)顯示出送到模擬轉(zhuǎn)換板的頻率，下方會(huì)彈出信號(hào)調(diào)整的增加“↑”和減少“↓”鍵。在 DCS 觀察給煤率反饋信號(hào)大小，按增加“↑”或減少“↓”鍵，使得反饋信號(hào)達(dá)到4mA。

（3）當(dāng)給煤率反饋信號(hào)達(dá)到了正確值，按標(biāo)定 4mA 按鍵下的保存鍵，調(diào)正后的數(shù)據(jù)就會(huì)存入微機(jī)控制器的存儲(chǔ)器中。

（4）同樣方法標(biāo)定 20mA 并保存該數(shù)據(jù)。

3）標(biāo)定電機(jī)專色反饋輸出：（控制柜內(nèi)接點(diǎn) 131、132）

（1）進(jìn)入維護(hù)調(diào)試界面，按標(biāo)定功能鍵進(jìn)入標(biāo)定界面。

（2）調(diào)正電機(jī)轉(zhuǎn)速補(bǔ)償信號(hào)，按標(biāo)定 4mA 鍵，這時(shí)按鍵右側(cè)顯示出送到模擬轉(zhuǎn)換板的頻率，下方會(huì)彈出信號(hào)調(diào)整的增加“↑”和減少“↓”鍵。在 DCS 觀察電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)大小，按增加“↑”或減少“↓”鍵，使得反饋信號(hào)達(dá)到4mA。

（3）當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)達(dá)到了正確值，按標(biāo)定 4mA 按鍵下的保存鍵，于是調(diào)正后的數(shù)據(jù)就會(huì)存入微機(jī)控制器的存儲(chǔ)器中。

（4）同樣方法標(biāo)定20mA并保存該數(shù)據(jù)。

五、結(jié)束語(yǔ)

本次給煤機(jī)控制改造完成后，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能完善，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，可靠性好，能夠適合現(xiàn)場(chǎng)使用。給煤機(jī)的安全穩(wěn)定性得到提高，提高了給煤機(jī)的計(jì)量精度，為管理人員、操作人員帶來(lái)了極大的方便。