利用DCS改造西博思執行器

杜彥飛，王培華，李宏文

西博思電動執行機構有限公司（原西門子執行器）生產的SIOPS 5 Flash執行器用途廣泛，其內部集成了一體化變頻智能控制單元可以有效地對閥門進行開關控制和頻繁調節。SIPOS 5 Flash具有開放的控制接口，可與各種控制系統兼容，通過增加少量必要的模塊，可使其適用于各種控制模式（從簡單的開關控制到PROFIBUS通訊控制）。該執行器在電廠、供熱系統、水泥廠、鋼鐵廠、供水系統、污水處理廠、食品工業和化工等行業得到了大量的應用。

1 設備故障現象及原因分析

西博思執行器用在制成車間的主排風機入口閥門上，可通過調節閥門開度改變風量，從而調節水泥產量。

正常運行幾年以后，執行器開始出現故障，表現為在中控DCS畫面上執行器反饋波動，收塵器入口壓力也波動。到現場觀察執行器本身確實來回波動，并非由于信號干擾而波動。經過詳細檢查DCS系統AO輸出模塊、信號隔離模塊，沒有發現問題，說明信號給定沒有問題；檢查DCS側、執行器側接線沒有發現松動等異常現象；把執行器打到本地方式后現場給定執行器，波動現象消失，排除了執行器本身問題引起波動。

由于查找不出問題，故障一直存在，只能由崗位人員用手動葫蘆固定執行器，防止波動。用這種方法調節風量，費時費力，調節慢，準確度差，經常出現操作不及時或閥門開度過大引起排風機跳停的現象，導致磨系統停車的現象，嚴重影響了公司的正常生產。

表1 遠程控制方式

2 改造思路及實施過程

2.1 改造思路及方案

在經過分析討論與研究后認為是由于信號干擾導致執行器波動。確定了故障原因后經仔細查閱研究使用手冊，了解到西博思執行器在遠程控制時有十種控制方式可供選擇，見表1。

由于DCS是較老的ABB FREELACE2000系統，執行器沒有采用現場總線控制，所以用的是第四種控制方式PosCntr Currlnp，位置控制器模擬量給定，也就是比例型控制，既執行器的開度與給定信號成比例，給定信號增大，執行器開度增大，給定信號減小，執行器開度減小。在這種控制方式下，如果信號受到干擾，就會引起執行器波動。

如果采用第七種Permcont Binl?np端子板開關量持續接點控制方式，就可以避免信號干擾引起波動。這種控制方式是積分型控制，執行器的開度只與開關命令的時間長短有關，時間長開度大，時間短開度小，避免了信號干擾。

2.2 改造實施過程接線

執行器控制板接線端子圖見圖1。

端子3為24V電源正做為控制回路的公共線（COM），來自DCS的開、關信號經中間繼電器隔離轉換后分別接在端子4、端子5上。需要注意的是要用執行器本身提供的24V電源。線路圖如圖1。

2.3 在DCS中添加程序

采用這種方式只需在DCS中添加相應的功能塊（電機控制塊），發出開、關、開關量指令并接到4、5端子上，將端子驅動執行器正反轉即可。程序如圖2。

2.4 執行器中的參數設定

2.4.1 設定執行器的控制方式

在remote control菜單選中Perm?cont Binlnp。

圖1 PROFITRON專業型帶繼電器板的端子板直接連接

圖2 在DCS中添加程序

2.4.2 改變執行器的速度

在改造調試過程中中控操作人員反映執行器速度太快不好操作。調整執行器速度參數CLOSING SPEED、OPENING SPEED兩個參數，降低執行器速度，以便于操作人員操作。

3 改造后的效益

改造完成后，執行器波動現象消失，中控室操作人員可以正常調節風量，無需用手拉葫蘆調節閥門。在不增加投資的情況下，利用現有設備，排除了干擾制成車間正常運行的故障，降低了工人勞動強度，提高了設備運轉率和磨機臺時產量，有利保障了設備的正常運行。用這種方法同時改造了三臺西博思執行器，為公司節約了二十多萬元，創造了可觀的經濟效益。