西门子称重仪表在电厂给煤机中的应用

关于内蒙古国华准格尔第二发电有限公司
给煤机控制系统改造的回顾
张海军
[北京亚捷隆测控技术有限公司2007.04]

内蒙古国华准格尔电厂原给煤机控制系统采用上海重型机械厂生产的以9224A控制器为核心的给煤控制系统，控制系统包括动力柜、微机控制柜以及上下闸门控制箱三部分。因原系统使用年限较多，部分设备已经老化，备品备件采购较难，控制器经常发生误故障而导致给煤机停机，给正常生产造成巨大影响。因此用户决定对其实施改造。
2004年3月，经过我公司工程技术人员与准电工程师的多次讨论及现场勘查，最终对改造的可行性做出确定并正式的签署改造协议。改造的内容包括电气控制部分及现场传感器器部分。其中控制的核心部分采用西门子公司的BW500型积分控制器。

通用给煤机主要包括给煤机本体、传动部分、各种安全保护装置、测速装置、称重传感器、流量积分控制器、安全回路控制器(如可编程控制器PLC)及调速控制器。其中的测速装置、称重传感器、流量积分控制器及安全回路控制器对整个给煤机控制系统的安全、性能及可靠性上起着至关重要的作用。因此，本次改造主要对上述设备进行更新换代，采用高性能、高可靠性的原装进口产品替代原国产设备，以使系统安全可靠的运行。

原控制系统的9224A控制器（包含I/O板）为上海重型机械厂自行开发的给煤机专用仪表，其本身具有流量PID控制功能，同时又固化了I/O逻辑控制功能，但用户无法自行更改其控制逻辑，导致在某些情况下出现系统不稳定并经常误动作停机的现象。同时系统的维护量较大。对于该部分的改造，我们采用西门子原装进口的流量积分控制器BW500及具有逻辑编程功能的西门子LOGO控制器。其中BW500执行流量PID调节功能，根据集空室给定的给煤率信号（4-20mA），通过PID输出（4-20mA）控制变频器的频率输出，进而将给煤流量控制在一个恒定的值。LOGO控制器主要负责安全回路的切断保护，其具有6路信号输入及4路继电器输出，并具有可编程功能，可灵活方便的对保护回路进行改造，相对于传统的保护电路而言，其接线简便、无机械部件，极大的提高了系统的可靠性。

在给煤机系统中，对控制精度起决定性作用的为速度传感器、称重传感器及积分控制器。原系统中称重传感器为苏州产，其长期稳定及可靠性较差，同时应厂方要求，本次改造选用原状进口称重传感器，并在机械结构上保持与原传感器的安装相一致，以适应原给煤机本体的机械结构。对于测速传感器部分，因原系统测速装置为测速电机，其信号特性（幅值约28V）与积分控制器的速度接入信号不相符，因此，将对速度信号进行隔离变换，采用光电隔离技术将速度传感器输出的高幅值信号转换为幅值稳定（12V）、可靠的集电极开路输出信号给积分控制器，同时也可以选择将信号进行稳压后输出至积分控制器。

在本次改造中，控制部分改造为改造的中心环节，改造具体包括两个组成部分：闭环控制回路部分；电气回路控制部分。控制部分的改造本着以简单、适用、可靠为原则。以便最大程度的减小使用过程中维护及查找故障原因的工作量。

闭环控制回路部分由积分仪表（西门子BW500）、变频器（西门子MM440）、交流调速电机、速度传感器及称重部分构成。称重信号及速度信号经过积分仪表处理转换成瞬时流量[RATE=SPEED X LOAD],该流量信号与DCS给定信号进