摘要：目前，在300MW以下火電機(jī)組大量應(yīng)用著DKJ（ZKJ）、DKZ（ZKZ）、ZKD等系列國(guó)產(chǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)（價(jià)格僅為進(jìn)口智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)的十分之一左右）。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要外掛式的伺服放大器進(jìn)行開關(guān)控制，國(guó)產(chǎn)伺服放大器故障多、調(diào)節(jié)穩(wěn)定性差、容易產(chǎn)生震蕩，輸出效果不理想。為此研究出了利用DCS來(lái)實(shí)現(xiàn)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)伺服放大器與閥位保護(hù)回路，在此進(jìn)行介紹，供參考。

　　1常規(guī)伺服放大器控制電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)

　　電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的指令信號(hào)與閥位反饋信號(hào)在伺服放大器中進(jìn)行比較放大后，經(jīng)過(guò)可控硅送出220V.DC的開信號(hào)或者關(guān)信號(hào)。

　　伺服放大器是由電器元件組成的電子線路板構(gòu)成，分前置級(jí)磁放大器線路板、觸發(fā)器線路板、可控硅交流開關(guān)線路板三部分。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的指令信號(hào)與閥位反饋信號(hào)的比較放大靠這些電子線路板的運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，電子元件的質(zhì)量和電路板的可靠性決定了伺服放大器的可靠性。常規(guī)伺服放大器抗干擾的能力普遍不高，電網(wǎng)電壓的波動(dòng)、高溫、高粉塵、振動(dòng)等外部環(huán)境的影響都容易使伺服放大器產(chǎn)生故障。

　　伺服放大器的調(diào)節(jié)原理類似于一個(gè)純積分作用的調(diào)節(jié)器，只要指令信號(hào)與閥位反饋信號(hào)的偏差超過(guò)調(diào)節(jié)不靈敏區(qū)的范圍，伺服放大器就會(huì)一直發(fā)出開指令或者關(guān)指令。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥位反饋裝置可靠性不高，電廠經(jīng)常出現(xiàn)因?yàn)殚y位反饋故障使信號(hào)達(dá)到上限值或下限值，因?yàn)樗欧糯笃鞯钠钕饔脤?dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)連續(xù)關(guān)或者開直到行程的極限，導(dǎo)致事故擴(kuò)大化。另外，可控硅在擊穿后，也會(huì)使電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一直帶電，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)全開或全關(guān)。

　　2利用DCS實(shí)現(xiàn)伺服放大器和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥位保護(hù)

　　目前分散控制系統(tǒng)（DCS）已經(jīng)普遍地應(yīng)用于火力發(fā)電廠的熱工自動(dòng)控制之中。利用DCS組態(tài)靈活、易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯和可靠性高的特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)伺服放大器功能和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥位保護(hù)，下面進(jìn)行詳細(xì)的介紹：

　　2.1利用DCS實(shí)現(xiàn)伺服放大器功能

　　利用DCS實(shí)現(xiàn)伺服放大器功能的原理圖如圖1所示，虛線框內(nèi)為DCS的軟件功能模塊。其工作原理如下：

　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)的指令和閥位反饋進(jìn)行偏差比較，差值經(jīng)過(guò)死區(qū)的靈敏度處理后如果超過(guò)了高低值報(bào)警的設(shè)置值，就會(huì)發(fā)出“開門”或者“關(guān)門”指令：設(shè)置可調(diào)脈沖模塊的目的是為了能夠針對(duì)不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)脈沖寬度、占空比等參數(shù)，伺服放大器的死區(qū)和靈敏度都可以通過(guò)改變DCS軟件的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。開、關(guān)繼電器采用固態(tài)繼電器。執(zhí)行機(jī)構(gòu)指令執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位反饋開門繼電器指令關(guān)門繼電器指令。

圖1利用DCS實(shí)現(xiàn)伺服放大器功能的原理圖

　　2.2電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)

　　采用上述方法實(shí)現(xiàn)的伺服放大器回路仍然不能解決在下列兩種情況下的執(zhí)行機(jī)構(gòu)誤動(dòng)：一是當(dāng)閥位反饋信號(hào)失靈時(shí)，二是當(dāng)固態(tài)繼電器擊穿時(shí)。為了彌補(bǔ)常規(guī)伺服放大器工作原理上的缺陷，設(shè)計(jì)了閥位保護(hù)回路，在開門繼電器和關(guān)門繼電器的輸出接點(diǎn)后又分別串上了“禁開繼電器”和“禁關(guān)繼電器”的常閉接點(diǎn)，只有當(dāng)沒(méi)有“禁開”或者“禁關(guān)”邏輯時(shí)，開門繼電器指令或關(guān)門繼電器指令才能送至電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位保護(hù)回路的原理接線圖如圖2所示。

圖2電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位保護(hù)回路的原理接線圖

　　“禁開”和“禁關(guān)”的控制邏輯由DCS軟件實(shí)現(xiàn)。觸發(fā)“禁開”或“禁關(guān)”控制邏輯條件有以下3條：（1）閥位反饋品質(zhì)壞值；（2）閥位指令與反饋偏差大（正偏差超限時(shí)觸發(fā)“禁開”邏輯、負(fù)偏差超限時(shí)觸發(fā)“禁關(guān)”邏輯）；（3）閥位反饋的變化速率超限。當(dāng)上述三個(gè)條件中只要有一個(gè)滿足時(shí)即觸發(fā)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的保護(hù)回路，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)保持在原位置并將控制系統(tǒng)的自動(dòng)切除，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

　　“禁開”和“禁關(guān)”的控制邏輯復(fù)位方法可以采用專門的復(fù)位按鈕，也可以通過(guò)點(diǎn)擊操作器畫面上的“開”或者“關(guān)”按鈕進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位。

　　3投運(yùn)效果

　　利用DCS組成的伺服放大器和閥位保護(hù)回路在河北興泰發(fā)電有限責(zé)任公司的6臺(tái)200MW機(jī)組DCS改造中已經(jīng)普遍應(yīng)用，機(jī)組7年多的運(yùn)行情況表明，利用本文介紹的方法實(shí)現(xiàn)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制回路與常規(guī)的伺服放大器相比有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，不僅減少了設(shè)備的維護(hù)量，而且在可靠性方面有了很大程度的提高。在多次發(fā)生固態(tài)繼電器擊穿或者閥位反饋信號(hào)斷線的情況下，閥位保護(hù)邏輯都能夠正確地動(dòng)作，防止了事故進(jìn)一步的擴(kuò)大化。

　　因?yàn)镈CS具有靈活的組態(tài)方法、豐富的軟件功能和很高的可靠性，所以已經(jīng)普遍地應(yīng)用到了火力發(fā)電廠的控制過(guò)程中。本文所介紹的伺服放大器和閥位保護(hù)的方法易于DCS實(shí)現(xiàn)，可以為電廠熱工人員所借鑒。

　　作者簡(jiǎn)介

　　1970 　　張秋生（年一），男，高級(jí)工程師，主要從事火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化的研究工作。 　　張秋生 劉軍強(qiáng) 河北省電力研究院 　　岳志敏 李鵬 河北興泰發(fā)電有限責(zé)任公司