DDZ-型电动执行机构与DCS系统连接技改

    DDZ-III型电动执行机构是以单相交流电源为动力，在接通开关回路时，驱动电动机，经过机械减速，将输入信号转换成轴位移，然后带动一滑动电阻变化，再经位发模块转换成4~20mA信号反馈给操作仪表。操作仪表有开关量操作和模拟量操作之分。这几年随着电子式和智能式电动执行机构的普及，操作放大器逐渐被淘汰。备品备件已不好购置，严重影响机组的安全运行。

    笔者在本着为设备的安全可靠运行为前提、充分利用现有条件和节约资金的思路下对调节回路进行了改造，现在就改造方案和改造过程中积累的一些经验与读者共同分享，以求斧正。

    1 技改前控制回路介绍

图 1

    1.1 控制过程介绍

    各控制设备接线原理如图1所示。其中操作放大器有自动和手动两种工作方式。（1）在手动工作方式下，操作人员直接操作操作放大器上的开关按钮，操作放大器接通对应的红白、红黄线，直接驱动电动执行器的电机，拖动阀门发生位移变化；利用滑动电位计和位置发生器换成4～20mA信号反馈给操作放大器。此时DCS上的软手操工作在跟踪状态。（2）当操作放大器工作在自动状态时，DCS上软手操器也有两种工作方式，即手动调节和自动调节。这里的手动和自动是自动调节系统讨论的范畴，本文不做展开。对于本文所要讨论的操作放大器的来说都是一样的，即无论那种工作方式都是接收DCS输出的4~20mA信号，经与阀位电动执行机构的位置信号比较，来接通对应的红白、红黄线，直接驱动电动执行器的电机。

    1.2 运行中的常见问题

    （1）如图1所示，使用的操作放大器实际上是传统的操作器和伺服放大器的功能和在一起的一个设备。（2）操作人员频繁的操作相对应的增减按钮，疲劳损坏致使操作按键不灵敏、按不到位，或者按下后不能及时释放；（3）操作放大器体积较小，元件散热不好，随着设备服役时间增长，致使元件老化。可控硅一旦过热，操作放大器自动保护，切断本身电源；灵敏度下降、微控制器控制电路出现问题导致执行机构来回震荡；比较电路出现故障，使执行机构一直向一个方向转动。

    2 技改方案及实施介绍

    2.1 技改的必要性

    （1）上文1.2提到的种种故障，都是由于操作放大器问题引起的，并且随着这几年电子式和智能式电动执行机构的普及，操作放大器逐渐被淘汰。备品备件已不好购置，严重影响机组的安全运行。因此要想解决这个问题就必须解决操作放大器的问题。（2）在工程建设的设计时，操作放大器的本意是作为DCS操作的后备操作设备，但在使用中操作放大器故障频出，其故障率远大于DCS系统，基本上起不到备用的作用。

    2.2 技改方案：

    技改设备接线如图2所示

图 2

    （1）去掉操作放大器，直接由DCS实现信号的比较放大来驱动电机的正反转。原来DCS的控制方案不变，自动调节系统的PID、软手操均保留。然后把软手操的输出和执行机构的位置反馈用DCS的组态的比较器进行比较，设置可以在线更改的的比较器死区，根据比较的结果输出DO1和DO2来驱动继电器J1、J2，然后驱动电机的正反转，这种方式不妨碍自动调节系统的投入和切除。（2）为防止位置反馈信号坏时影响设备的运行，可以在DCS操作画面上做出增减操作按钮，直接输出对应的DO1和DO2，转为手动操作执行机构的运行。

    3 技改总结

    本次技改本着为设备的安全可靠运行为前提、充分利用现有条件和节约资金的思路下对调节回路进行的改造，基本上没有技改材料消耗。目的在不影响运行的前提下解决操作放大器的安全隐患，通过操作人员的操作反馈，使用情况良好。减少了操作步骤，简化了控制回路，减少了安全隐患达到了预期效果。

    如上介绍的技改有一定的局限性，由于DCS的方案控制都有一定的周期性，即有一个保持时间（无论多么小）导致执行器的惰走行程可能有所增大，既执行器有回调的可能性。因此笔者在改造中也只选择了部分调整精度要求不高和惯性较大的场合。