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DCS系統(tǒng)與REF541配合應(yīng)用
  • 企業(yè):控制網(wǎng)     領(lǐng)域:電源     行業(yè):冶金    
  • 點(diǎn)擊數(shù):2668     發(fā)布時(shí)間:2004-11-19 11:36:00
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崔合慶 侯國(guó)峰

 

    河南焦作市中鋁公司中州分公司2#焙燒爐整個(gè)控制系統(tǒng)采用的是美國(guó)Honeywell公司DCS集散控制系統(tǒng),它具有響應(yīng)時(shí)間快,性能穩(wěn)定,保護(hù)功能齊全,可在線調(diào)試,通信功能等優(yōu)點(diǎn)。

 

1  現(xiàn)場(chǎng)概述

 

    作為焙燒爐“心臟”的ID風(fēng)機(jī)的配套電機(jī)采用上海電機(jī)廠生產(chǎn)的 YKS1000-4 鼠籠式電機(jī),額定電壓6000V,額定電流115A,定子繞組“Y”接,并采用直接啟動(dòng)方式。ID風(fēng)機(jī)電機(jī)高壓開(kāi)關(guān)柜采用ABB公司ZS1鎧裝式金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備,內(nèi)配VD4M-10/630-31.5KA真空斷路器,與VD4真空斷路器配套的操動(dòng)機(jī)構(gòu)是結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定的平面蝸卷彈簧操作機(jī)構(gòu)。 ZS1開(kāi)關(guān)柜保護(hù)繼電器配置ABB集團(tuán)的REF541饋線終端,REF54-保護(hù)繼電器基于增強(qiáng)運(yùn)行性能的多處理器環(huán)境,數(shù)字信號(hào)處理與強(qiáng)大的 CPU 結(jié)合在一起并與分散式的 I/O 處理裝置并行運(yùn)行,以增強(qiáng)響應(yīng)時(shí)間及精度。包含帶不同畫面的 LCD 顯示的 MMI使就地使用 REF54-安全簡(jiǎn)單。MMI 指導(dǎo)用戶如何進(jìn)行操作。REF54-保護(hù)繼電器為配置自動(dòng)化 PYRAMID 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分并對(duì)該概念的功能特性及靈活性作進(jìn)一步的擴(kuò)展,這是由于在 PYRAMID 中使用了最先進(jìn)的技術(shù)才使得其具有這一特性。

 

2  控制方式及保護(hù)整定

 

    (1)  控制原理圖及邏輯圖

    ID風(fēng)機(jī)電機(jī)啟動(dòng)、停止及運(yùn)行狀態(tài)均由中央控制室PC機(jī)控制,電機(jī)電氣部分控制原理圖見(jiàn)圖1,ID風(fēng)機(jī)電機(jī)中央控制室Honeywell PC機(jī)啟停邏輯圖見(jiàn)圖2

 

    (2)  ID風(fēng)機(jī)保護(hù)方式

    由于ID風(fēng)機(jī)電機(jī)為6000V電機(jī),所以其啟動(dòng)、停車指令均為脈沖信號(hào),設(shè)定指令保持5s,并且在啟動(dòng)或停車1min之內(nèi)不允許有任何操作。在REF541饋線終端上存有四種反時(shí)限和正時(shí)限保護(hù)曲線,選用反時(shí)限保護(hù)。每一種反時(shí)限曲線里又有數(shù)條變化不同的曲線,各種曲線的α、β值取值見(jiàn)1,根據(jù)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的特殊性,筆者選取ID風(fēng)機(jī)電機(jī)為長(zhǎng)反時(shí)限保護(hù),利用ABB公司提供的計(jì)算公式:

    t =k×β)/ [(I/I>)α-1]和高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)整定計(jì)算公式計(jì)算出:過(guò)流6A10倍,8s,速斷8倍(40A),接地60mA,1s跳閘。

1  ID風(fēng)機(jī)電機(jī)電氣部分控制原理圖

2 中央控制室Honeywell PC機(jī)啟停邏輯圖

1 α、β值取值表

 

3  ID風(fēng)機(jī)誤跳車的現(xiàn)象及處理方法

 

        (1)  ID誤跳車現(xiàn)象及經(jīng)過(guò)

        在試車階段,首先用手動(dòng)模擬中央控制室HoneywellPC機(jī)(以下簡(jiǎn)稱PC機(jī))工作原理發(fā)出啟動(dòng)及停車指令,即用兩個(gè)氣密式開(kāi)關(guān)HZ10M-10/1替代來(lái)自PC機(jī)上的指令(見(jiàn)圖1),空試電機(jī),電機(jī)啟動(dòng)、停車均正常,通過(guò)高壓配電室的PYRAMID系統(tǒng)監(jiān)測(cè),可以看到如圖3的啟動(dòng)曲線,同時(shí)還監(jiān)測(cè)到啟動(dòng)電流最大時(shí)為614.97AID風(fēng)機(jī)風(fēng)門開(kāi)度80%時(shí),電機(jī)電流為70A。然后用PC機(jī)試車,卻出現(xiàn)電機(jī)剛啟動(dòng)卻忽然又停車的現(xiàn)象,而在高壓配電室的PYRAMID和高壓開(kāi)關(guān)柜上的REF541饋線終端均無(wú)報(bào)警信號(hào),此時(shí)觀測(cè)到的最大電流也只有617.87A,并且在PYRAMID中正常報(bào)VD4真空斷路器分閘和合閘信號(hào),在PC機(jī)上觀測(cè)發(fā)現(xiàn)ID風(fēng)機(jī)電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)準(zhǔn)備信號(hào)和運(yùn)行返回信號(hào)均正常,問(wèn)題是PC機(jī)發(fā)出啟動(dòng)指令后,運(yùn)行返回信號(hào)有短時(shí)消失現(xiàn)象。根據(jù)ID風(fēng)機(jī)電機(jī)邏輯圖(見(jiàn)圖2)可知此時(shí)ID風(fēng)機(jī)已具備停車條件。仔細(xì)檢查和分析了程序、邏輯圖以及繼電器屏上所有OMRNO中間繼電器,但均末發(fā)現(xiàn)毛病,首先判斷是否采用DC24V電源信號(hào)經(jīng)ZS1高壓柜再到繼電器屏衰減過(guò)大引起(從高壓柜到繼電器屏距離大約有500米左右),所以將DC24V電源改為AC220V,并更換相應(yīng)的OMRNO繼電器。再次啟動(dòng)ID風(fēng)機(jī),發(fā)現(xiàn)故障依舊,通過(guò)觀察繼電器屏發(fā)現(xiàn)OMRNO繼電器(帶有信號(hào)燈指示)在PC機(jī)發(fā)出啟動(dòng)指令時(shí)燈亮,隨后燈閃滅,然后又亮,而此時(shí)電機(jī)已停車,并且PC機(jī)上運(yùn)行返回信號(hào)仍有瞬間跳斷現(xiàn)象,所以判斷不是運(yùn)行返回信號(hào)衰減引起。經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析討論上述現(xiàn)象得出以下結(jié)論:運(yùn)行返回信號(hào)是在合閘指令發(fā)出后正常,VD4真空斷路器閉合,QF閉合,K2常開(kāi)接點(diǎn)閉合返回給PC機(jī)的(見(jiàn)圖1),說(shuō)明VD4真空斷路器在PC機(jī)發(fā)出合閘指令后已經(jīng)合上,電機(jī)已正常啟動(dòng),但稍后運(yùn)行返回信號(hào)瞬失,造成PC機(jī)發(fā)出跳閘指令(見(jiàn)圖2),導(dǎo)致ID風(fēng)機(jī)電機(jī)跳車,從而說(shuō)明了VD4真空斷路器在合閘后,控制回路的QF輔助觸點(diǎn)工作不正常。在高壓配電室再一次操作VD4斷路器發(fā)現(xiàn)它在合閘后,儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)開(kāi)始儲(chǔ)能,儲(chǔ)能馬達(dá)工作時(shí),發(fā)出噠噠聲,VD4斷路器有明顯震感,蝸卷彈簧受力卷緊,對(duì)QF輔助觸點(diǎn)也產(chǎn)出震動(dòng),從而出現(xiàn)在VD4合閘后,輔助接點(diǎn)閉合,有運(yùn)行返回信號(hào),緊接著儲(chǔ)能時(shí)QF輔助接點(diǎn)受震動(dòng),發(fā)生顫抖,造成運(yùn)行返回信號(hào)時(shí)強(qiáng)時(shí)弱,而此時(shí)中央控制室上的Honeywell機(jī)認(rèn)為運(yùn)行返回信號(hào)已消失,隨即發(fā)出分閘指令,造成啟動(dòng)ID風(fēng)機(jī)失敗。

3  ID風(fēng)機(jī)電機(jī)啟動(dòng)電流曲線圖

        (2)  處理方法

    綜上所述,將邏輯圖做了相應(yīng)修改。根據(jù)高壓柜電動(dòng)儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)的儲(chǔ)能時(shí)間為15s的要求,做了以下變動(dòng):在ID風(fēng)機(jī)電機(jī)啟動(dòng)后,將PC機(jī)運(yùn)行返回信號(hào)延時(shí)保持20s,以避開(kāi)儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)工作時(shí)對(duì)運(yùn)行返回信號(hào)的干擾。上述工作做完后,再次啟動(dòng)ID風(fēng)機(jī)電機(jī),在PC機(jī)監(jiān)視與高壓配電室的PYRAMID監(jiān)視啟動(dòng)電流值相吻合,運(yùn)行返回信號(hào)正常,電機(jī)順利啟動(dòng)成功,并觀測(cè)到電機(jī)最大啟動(dòng)電流值為617.87A,當(dāng)風(fēng)門開(kāi)度80%時(shí),電機(jī)電流為72A。

 

4  結(jié)語(yǔ)

 

    通過(guò)這次試車中ID風(fēng)機(jī)電機(jī)啟動(dòng)問(wèn)題剖析討論,筆者認(rèn)為自控與電力專業(yè)一定要密切配合,同時(shí)對(duì)一些新型設(shè)備要詳細(xì)了解,尤其是一些不易引起人們重視的細(xì)小部件,更不應(yīng)該忽略。此次設(shè)備試運(yùn)行說(shuō)明了DCSPC機(jī)對(duì)控制信號(hào)要求是嚴(yán)格、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的,所以自控和電力專業(yè)人員在設(shè)計(jì)、施工及試車時(shí)一定要積極配合相互審圖,有信息要及時(shí)反饋,以避免出現(xiàn)不必要的麻煩。

 

    因?yàn)橛辛?/SPAN>ID風(fēng)機(jī)電機(jī)試車成功,因此在2001228日, 2#焙燒爐一次點(diǎn)火成功,36日凌晨2時(shí),氧化鋁順利產(chǎn)出。

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