煤炭带式输送机控制系统的问题分析与改进

2019-12-26吕映斌

上海电气技术 2019年4期

吴吉,吕映斌

神华福能发电有限责任公司福建石狮 362700

1 研究背景

本工程煤炭带式输送机设计为16路,通过输送带间不同传输路径相互搭配,将煤炭送至煤场和磨组煤仓,共有六台型号为HP1203的中速磨煤机。机组满负荷工况时,磨煤机启动五台,停运一台备用,保证原煤的可靠输送及机组正常运行。这一输煤控制系统采用德国施耐德QUANTUM系列可编程序控制器(PLC),双机热备、双缆冗余,两套中央处理器(CPU)为一主一备,双机数据动态更新,保持数据一致[1]。当基本站出故障时,热备站立即作为基本站投入工作,无扰切换,保证控制系统的可靠性。另外,在转运站、碎煤机室、煤仓间等区域分设远程站,配合控制室PLC主站[2],实现统一集中控制管理。

在调试期间,该煤炭带式输送机控制系统故障跳闸后,电气开关会频繁分合闸,严重影响煤炭带式输送机正常运行。笔者结合此故障现象进行分析,并提出解决方案和具体整改实施。

2 煤炭带式输送机问题分析

2.1 控制逻辑

煤炭带式输送机原始控制逻辑如图1所示。煤炭带式输送机启动指令(Start)由画面操作按钮动作触发,经过脉冲模块(HSTP)输出3 s脉冲指令。当就地设备开关切远方(Remote)、处于非检修位、输出自动(Auto)投入及ST1(启动允许条件)为高电平信号同时满足时,经过延时模块(HSTON)响铃20 s后开关合闸,或者程序控制启动指令输出响铃20 s后开关合闸。由于逻辑设计为响铃延时采用延时模块(HSTON),因此指令发出后会一直保持。

图1 煤炭带式输送机原始控制逻辑框图

从原逻辑中可知,只有当远程控制停止指令(Do_stop)发出时经过复位模块(HSRS)才可以复位启动指令,这样就会导致设备因就地故障而跳闸时,煤炭带式输送机电气开关将频繁分、合,进而发生损坏。

由以上分析可见,带式输送机启动控制逻辑设计不合理[3]是导致开关频繁动作[4]的间接原因,需要对控制逻辑进行优化。

2.2 控制回路

煤炭带式输送机电气回路控制原理如图2所示。这一煤炭带式输送机电气回路主要包括合闸、分闸、保护及反馈等相关回路。合闸回路包括防跳、就地合闸和遥控合闸回路。分闸回路包括就地跳闸、遥控跳闸、综合保护、断相保护跳闸回路。反馈回路包括运行和停止反馈回路[5]。从煤炭带式输送机控制原理就地跳闸回路部分可以看出,分闸指令可以由远程停止操作、就地按钮操作及保护跳闸回路分别触发,其中保护跳闸回路由带式输送机综合保护、断相保护跳闸或变压器超温保护动作回路组成[6]。针对煤炭带式输送机异常事件进行分析,首先可以排除人为原因,经就地检查变压器测温元件,其工作正常,不会导致煤炭带式输送机故障跳闸,应该是综合保护故障导致。经对煤炭带式输送机跳闸回路进行分析,当跳闸回路中接触器KF线圈带电时,红色线路FK触点会自保持并一直闭合。因此,跳闸回路一直导通并不间断发送分闸指令,而上述PLC一直发启动指令,所以开关一直分、合闸,从而导致开关频繁动作而发热。时间长了会损坏开关,直接影响输煤系统的安全稳定。针对该问题进行煤炭带式输送机原始控制逻辑优化[7]已是迫在眉睫。

图2 输煤皮带机控制原理

3 控制逻辑优化

对于上述煤炭带式输送机试运行过程中存在的问题,可采用控制逻辑优化手段或者就地跳闸自保持回路增加时间继电器进行解决[8]。其中,逻辑优化可以通过两种方法实现。一是将逻辑中指令输出延时模块改成脉冲模块,保证脉宽时间结束立刻复位启动指令。二是在启动输出指令复位条件中增加一条,即煤炭带式输送机运行状态反馈信号,这样就可以保证煤炭带式输送机相应6 kV开关一合闸其启动指令便复位。

对比上述两种控制逻辑优化和跳闸自保持回路优化方案[9],第一种控制逻辑优化为只有当脉宽时间结束后，启动指令才复位,第二种控制逻辑优化为只要开关合闸状态信号出现,就复位启动指令。而跳闸自保持回路增加时间继电器方案还需要布线、接线[10],会增加回路的故障点,所以最后综合考虑采用第二种逻辑优化方案,即增加煤炭带式输送机运行信号作为合闸指令的复位条件。优化后煤炭带式输送机控制逻辑框图如图3所示。