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气动执行机构F40型定位器改TZID-C型

2005/10/24    来源:e-Works    特约撰稿人:侯典来      
关键字:仪器仪表  F40  TZID_C  定位器  
本文论述了F40、TZID_C型定位器的工作原理,调试方法,包括菜单切换,模式选择、参数设置,并进行了运行情况分析及问题改进。

    概述

    定位器的作用使风门、档板按照运行人员的意愿动作,使被调对象达到要求的范围,使设备达到安全运行。

    菏泽电厂原设计使用F40、F20的风门档板都是风、烟系统上的重要设备,如送风机入口冷风、暖风调节档板,六个二次风调节档板,炉底注入风调节档板、磨煤机热风、冷风调节档板、磨煤机旁路风调节档板,这些设备运行状况的好坏,涉及到重大辅机的保护、跳闸问题,使机组降出力,严重时使锅炉燃烧不稳定,导致锅炉灭火,甚至毁坏设备。英巴公司对此问题也进行了表态,承认F40、F20定位器质量不可靠。通过了解聊城电厂F40、F20定位器使用情况,和我厂情况一样,故障率特别高,曾经给机组的安全稳定运行构成不同程度的威胁,聊城电厂已将F40、F20定位器全部更换成ABB定位器,效果有明显改善,风门、档板控制的工况更加稳定,保证了机组的安全运行。因此为保证我厂机组的安全稳定高效运行,将F40、F20定位器改造成质量较可靠的双端控制输出气源ABB定位器。ABB定位器在我厂的其它设备上已经长时间使用,工作稳定,故障率底,调节特性灵敏,深受电厂单位的青睐。

    目前#4炉所用的F40和F20两种类型的I/P电气转换器经常出现堵塞、漏气、反馈信号不可靠、线性不好等缺陷,使风门、档板无法按照运行人员的意愿动作,使风门、档板失控,导致风门、档板要么拒动,要么全开全关,使被调工况超出允许范围,直接威胁机组的安全运行,英巴公司对此问题表态,承认F40、F20定位器质量不可靠,为保证机组的安全稳定运行,将F40定位器改造成质量较可靠的双端输出气源ABB定位器。

    将F40定位器改造成质量较可靠的ABB定位器,使风门、档板按照运行人员的意愿动作,使被调对象达到要求的范围,使设备达到安全运行。F40改造成ABB定位器,只需加工ABB定位器与现气缸连接转换接头,再将ABB定位器通过转换接头安装在现气缸上,将气源管路配接牢固,和机务重新定位调试。

    1 F40型I/P电气转换器

    F40型定位器是通过将微处理器技术与气动控制装置电气接口有机结合起来,最基本的型号为2线式仪器,一个工业标准的20mA信号既用作控制信号,又用作电子线路的电源,通过插接接头可进行连接,微处理器的采用使设置操作变得非常简单、迅速。自动初始化程序自动设置基本功能(如零位、范围、速度、灵敏度),所有操作只需要按按钮就可完成,如图1所示。


图1 F40操作面板及菜单切换

    如果执行机构具有60°或90°或180°的行程,则定位器将自动将其范围设定为该行程。由于具有自动性能监视功能,因此,即使在工艺条件变化很大时也能确保最佳性能;对于单作用或双作用执行机构,所用的常见功能均能够实现:分程操作、反作用操作等。有两种基本类型,一种为角行程定位器,另一种为直行程定位器,两者间的主要不同在于安装方法及机械行程,两种类型均可用于双作用及弹簧复位执行机构;标准反馈系统使输入信号与输出的位移量之间呈线性关系,而且还内置了可选的设置,用于快速打开及等百分数设置;“用户自定义曲线”选项可在基本控制特性曲线的基础上实现1000种不同形式,利用内置的5按钮键盘及LCD显示器,可方便进行复位及重新设置,基本功能及用户作出的设置均存储在可擦写编程只读存储器EPROM中,因此即使在信号失灵后,原设置仍保持不变。


图2 F40型双输出执行机构

    本定位器可将气动执行机构定位于全开与全关之间的任何一点,执行机构的位移与4~20mA的输入信号成正比,因此可对执行机构的位移进行精确的控制,执行机构的位移由反馈电位计监视,这些模拟信号被转换为数字信号,以使之能够被定位器主板上的微处理器所利用,在正常运行过程中,控制电路的比较器逻辑部分对这两个信号进行连续地比较,只要这两个信号相等,就没有输出信号,执行机构保持在现有位置,即保持在“设定点”上;当这两个信号间出现差值时,定位器将向气动控制阀中的一个或另外一个发送一命令,使其向新的设定点移动,当达到新的设定点时,发送至气动控制阀中的信号终止,而执行机构停留在该位置上,如果输入的mA信号发生变化或执行机构的位置发生变化,则产生一个新命令,并保持该命令,直到达到新的设定点为止,气动控制阀中装有一些电气控制元件,这些元件提供了高灵敏度的电/气动接口,这些接口决定了系统的精度,定位器向设定点移动的速度决定于它必须移动的距离,如果位置变化较大,则最初的移动速度较大,当离设定点较近时,气动装置的工作方式被切换为脉动方式,脉动方式逐步使执行机构的移动速度减小,并最终停止于设定位置上,这种方式既可保证精确的最终位置,又不会引起过调。

    2 初始化程序

    初始化定位器时,只需接上mA信号,然后按初始化按钮INIT,所有的其他操作将由F40自动进行,在初始化过程中,定位器进行一系列的操作周期,并对多种基本功能(如零位、范围、速度、灵敏度)进行电气设置。

    将定位器安装到执行机构上,并连接供气管路,接上mA信号,将它设定为20mA,按“+”或“-”键,显示mA输入信号值,如果LCD控制板显示20mA,则进入第4步,如果显示的值不对,则检查mA信号及其连接方式是否正确,按“INIT”键,定位器将执行其初始化程序,首先按照下列方式确立其缺省设置值,然后,确立其诊断设置值,程序进行过程中,LCD将显示其状态。


图3 初始化自整定

    执行机构开关数次,这样就以机械方式设定了电位计的指示位置,执行机构开关一次,这样就确定零位及范围的设置值,执行机构开关一次,并停止于多个位置,这样就检查了一个行程所用的时间,并相应地设定了调节速度的门槛值,将执行机构调节至中间位置,并前后移动,进行几个较短的行程,这样就使当前应用条件下的死区值得以最优化。


图4 F40参数

    成功地完成上述步骤后,定位器切换至“运行模式”并处于准备就绪状态,此时,可以断开mA信号,重新接上mA信号后,无须再初始化就可直接使用。

    3 存在问题原因

    原F40型定位器性能差,寿命短,内部橡胶密封圈老化,控制输出线性较差,气室内部普遍存在漏气、串气现象,且控制输出气孔较小,极易堵塞,造成控制输出气源不稳定,执行机构动作不灵活,经常造成风门挡板失控,使被调工况超出允许范围,影响机组的安全运行。

责任编辑:江琦
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