分散控制系统位置调整模件和执行机构耦合模块设计和调试.doc

分散控制系统位置调整模件和执行机构耦合模块设计和调试 　　摘要：通过设计一种电子接口模块，合理调试并整定系统参数，解决了分散控制系统位置调整型模件（PAT）与执行机构接口电位异同时的耦合问题，提高了相关控制系统的调节质量，解决了现场急需，保证了工程工期，降低了工程造价。 关键词：耦合模块PAT调试 调节质量 中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号： 0 引言 江苏徐塘发电有限公司4、5号机组是两台300MW燃煤机组。2012年我公司根据日益增长的环保要求，对4、5号机组脱硫系统进行技术改造工作，设计将现有的引风机、增压风机合并为一台引风机，取消引风机出口静叶调整机构，改为引风机动叶调整机构，执行机构采用EMERSON公司生产的TEC2000，但现场调试发现该执行机构控制接口与我公司MAX1000控制系统位置调整型模件控制接口共电位异同，无法实现耦合控制。 1 总体概念 1.1位置调整型模件（简称PAT卡件）的原理概念 MAX1000控制系统位置调整型模件，简称PAT卡，是针对热工自动控制系统执行机构闭环控制而特殊设计的，取代了传统的伺服放大器（或定位器），可以看成是控制精度更高、功能更完善、更先进，安全可靠且与DCS集成一体的新型伺服放大器（或定位器）。PAT卡件硬件原理：模块设计采用了四线制，模拟量反馈信号两线，开关信号两线，公共端在PAT模块内部，无公共端子，如图1所示。 图1 1.2开关量电动执行机构信号指令接口 开关量电动执行机构一般提供4个信号点：1个模拟量信号，用以反馈电动执行机构的位置信号；另外还有2个正反转线圈的驱动接口，用于联接功率器件，如固态继电器可控硅之类，伺放或PAT模块就可以通过开关量输出信号，驱动固态继电器或可控硅，从而驱动电动执行机构的正转或反转。 1.3 存在问题 由于PAT模块设计采用了四线制，当两个设备输入与输出控制回路公共电位异同时，控制系统就无法实现与执行机构耦合控制，如图2所示。 图2 2 解决方案 2.1在PAT和执行机构之间加装隔离模块，如图3所示。由于隔离模块是一个延迟环节，控制系统调节惯性滞后有所增大，因此在模块设计上采用增加正反馈电路，这样可以大大提高光电耦合器的开关速度。如图4所示电路，通过增加一个晶体管，将大幅度提高光耦的开关速率。 图3 3 系统调试 3．1 将回路切到开环方式。 3．2 确定最小脉宽 输出一个50ms的增脉冲。 如果反馈不变化，表示脉宽太小，加大脉冲宽度继续试验，直至每发一个脉冲，反馈都会产生一定的变化。 如果反馈变化大于0.1S，可能脉宽太大，减小脉宽继续试验，直至反馈为0.1左右或第2步发生.。 将这个脉宽值作为PAT输出的最小增工作脉冲。 按照2，3的步骤做减脉冲试验，将结果作为最小减工作脉冲。 取增减最小脉宽所造成的阀位变化值中的大值作为PAT输出的工作脉冲死区，也就是这个阀门的死区。当然适当放大工作脉冲死区，可以减少马达启动次数，延长使用寿命。但最大不要超过0.5S，否则会降低调节精度。 3．3 确定最大脉宽时的响应 输出一个500ms的增脉冲，记录此时的反馈变化值，将其作为增指令反馈值动态量程。 输出一个500ms的减脉冲，记录此时的反馈变化值，将其作为减指令反馈值动态量程。注意：减指令反馈值动态量程为负值。 增指令动态量程 和减指令动态量程是两个非常重要的参数，它表示在一个扫描周期内要求阀门变化大于等于该值时，PAT将输出一个100%宽度的脉冲。当要求的变化小于该值时，输出的脉宽将是一个与需求成比例的脉宽（在最小脉宽和500ms之间）。如果这个值取得太小，会造成阀门过冲或振荡；取得太大，又会造成阀门动作迟钝（因为原来用一个脉冲可以完成的工作，要用多个脉冲序列来完成）。 3．4 确定执行机构响应线性化 输出一个250ms的增脉冲（即50%宽度），记录此时的反馈变化值。 输出一个250ms的减脉冲，记录此时的反馈变化值。 将这次试验的变化值与3.2.2（即100%宽度）的变化值进行比较，如果两者的比例正好是1：2（即0.5），那么将PAT输出的线性值置为0.0。 如果两者的比例不是0.5，则需调整线性值设为X使输入/输出的函数关系为： Out = In * （（1-X）+ In * X） 可以通过查表得到线性值。 3．5确定PAT连续输出时的执行机构的响应速率 输出一个5500ms的增脉冲，记录此时的反馈变化值。 输出一个5500ms的减脉冲，记录此时的反馈变化值。 取1，2