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摘 要：介绍XR2105给料机控制器的工作原理，并对其使用现场的常见故障现象及解决方法进行了详细分析。
关键词：给料机控制器；工作原理；常见故障；解决方法；称重传感器；速度传感器
一 概述
通用给煤机主要包括给煤机本体、传动部分、各种安全保护装置、测速装置、称重传感器、流量积分控制器、安全回路控制器(如可编程控制器PLC)及调速控制器。其中的测速装置、称重传感器、流量积分控制器及安全回路控制器对整个给煤机控制系统的安全、性能及可靠性上起着至关重要的作用。
尽管给料机只是煤粉锅炉的辅助设备，但其运行状况的优劣将对整个煤粉锅炉系统的正常运行产生影响。我公司220t/h锅炉所用6台皮带式称重给煤机系统均为江苏拉姆齐技术有限公司生产。XR2105给料机控制器作为其核心单元，不仅是锅炉燃烧控制系统中最重要的检测执行单元．而且其计量精度和稳定性又是锅炉经济燃烧和运行安全最重要的前提。尽管稳定性和计量精度也满足设计要求，但使用过程中还是有一些常见故障。下面就这一问题作一详细介绍。
二 给料机控制器构成与工作原理
1 给料机控制器主要由三部分组成：
⑴控制器：含通讯单元、输入单元、输出单元
⑵传感器：包括速度传感器、称重传感器
⑶电源
其组成如图1所示：
图1
2 给料机控制器工作原理
给料机为煤粉锅炉的重要设备，它不仅要保证锅炉燃料的连续供给．同时为适应锅炉负荷的变化还要进行给煤量的控制，这就要求对给煤机的转速和称重量进行测量。
煤从煤仓通过进料阀进入给煤机由计量输送皮带送至落煤管．在计量输送皮带下面装有称重托辊和称重桥架，在称重桥架中间装有高精度的称重传感器．当被输送的煤通过皮带时，称重传感器便产生一个与皮带上煤重量成正比的电压信号，该信号经A/D转换后，以数字信号形式送给XR2105给料机控制器．同时速度传感器测得的皮带的速度以脉冲信号的形式送给XR2105给料机控制器，控制器内置PID调节器，上述信号经过PID运算即得到煤的瞬时流量和累积流量，计算出的瞬时流量信号与DCS控制系统发出的煤量信号比较后，输出一偏差信号(4-20mA)至变频调速器，变频调速器输出控制信号到给煤机驱动电机，从而改变驱动电机转速，实现燃煤输送量与控制量一致的目的。
其中的称重传感器,为电阻应变式称重传感器。在其工作过程中，当弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在其表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经“惠斯登电桥”测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。
而速度传感器,为无碳刷式交流脉冲发生器。它发出一系列脉冲，每个脉冲代表皮带行程的一个单位，脉冲频率和皮带速度成正比。
3 安装注意事项
一般情况下，设备安装只需按照产品说明书进行安装就可以。但有时仍会出现一些小问题，以至影响设备的正常运行。有些问题只要在安装过程中稍加注意，是可以避免的。例如应注意下列事项：
⑴不要剪短称重传感器的电缆线；
⑵传感器的信号线不能与电源线使用同一导管；
⑶屏蔽电缆的屏蔽层应单端接地；
⑷机箱必须接地。
三 常见故障分析以及解决方法
给料机控制器接线如图2所示
1给煤机控制器在使用过程中，瞬时流量不稳定
a．不均匀，瞬时流量反馈值在设定值上下大幅度跳动
给料机控制器用于给煤系统，由于控制器是新购进的并经过校准调试，判断是仪表本身问题的可能性不大，信号线与控制器之间距离不远，检查起来也比较方便．对线路进行检查，亦没有问题。根据所表现出来的现象及计量原理，考虑可能与皮带煤层有关系．
图2
在上煤初期由于需煤量不大并且要间歇性地投煤．如果煤层过厚的话，即使给煤机的转速很低，一次性投煤量也较大，与控制器给定的需煤量偏差就较大．为了达到控制器给定的需求值，控制器就不断地通过变频调速器调整给煤机的实际转速，由此造成瞬时流量就忽大忽小地不断变化。经过分析，进入实际操作阶段．逐渐关闭煤流整形闸门，使煤层不断变薄．然后观察瞬时流量的变化，变化幅度有变小的趋势．继续关小，当煤层很薄且均匀时，反馈的瞬时流量基本稳定在设定值上。
b．速度传感器固定不牢，流量波动大
在给料机的使用过程中，突然出现瞬时流量波动大．用万用表测量DCS给定信号稳定，考虑到控制器的计量单元将称重信号和速度信号进行PID运算得到瞬时流量，怀疑问题可能出在给煤机内部的速度传感器或称重传感器上。但是要接近速度传感器和称重传感器非常麻烦，为了减小工作量，对实际情况进行分析，称重传感器较之笨重，固定较牢，而速度传感器体积小．不易固定，损坏的可能性比较大。打开控制器诊断菜单，发现速度传感器信号异常，于是打开给煤机侧板并查看速度传感器，果然速度传感器与皮带辊筒之间的固定轴松动脱离，造成速度传感器时转时停，从而输出给控制器的脉冲信号也不稳定，最终导致瞬时流量波动大。将固定螺丝紧固后，一切恢复正常。
c．信号线接触不良引起瞬间流量波动大
使用三台给料机控制器，其中一台经常出现瞬间流量波动大的问题。在一次停炉后对其进行彻底检查，把信号线接触不良的重新紧固，并把屏蔽层采取单端接地，给煤机再运行时，瞬间流量波动大的问题很少出现，说明信号线接触不良和屏蔽接地问题是出现不稳定的主要障碍，但也出现过控制器电流板工作不良而引起的瞬时流量波动大现象。
2无论流量设定值为多少，现场煤量反馈值始终为最大
出现这种现象有两种情况：
a．控制器电流板坏引起
控制器在运行中，突然出现无论DCS控制系统设定值为多大，反馈值始终为最大值。现场观察变频调速器上始终显示50Hz，初步判断问题可能出在仪表的控制回路上。于是采取逐步排查的方法，先将控制器至变频调速器的信号线拆下一根，用万用表测量控制流量回路电流信号为20.05mA，并且不随主控设定值信号进行变化，为了进一步确定问题是由控制器引起，将DCS输出到控制器的设定流量信号，不经过控制器，直接输出到变频调速器，瞬时流量基本上与设定值一致，给煤机流量也得到了控制，进一步分析，引起此种差异的原因可能与控制器的输出调节有关。在对电流输出板进行更换后，此种现象不再发生。由此判断是由控制器的电流输出板故障引起。
b．电气部分变频器故障引起
给煤机运行中，给煤机电机转速最终由变频器输出频率信号直接控制。当变频器输出频率不以给料控制器输出控制信号而改变并保持最大频率输出时，给煤机实际转速随之保持最大，从而导致无论流量设定值为多少，现场煤量反馈值始终为最大，排除变频器故障后，给煤机运行恢复正常。
3无论流量设定值为多少，反馈值始终为零
因瞬时流量与称重信号和速度信号有关．所以察看主菜单3的诊断画面，称重信号显示正常，但速度脉冲信号为零。在改变给煤流量设定值的同时，从视镜观察给煤机运行情况，皮带转速保持最大，但测量转速传感器的信号输出线电压为零伏不变化，由此判断可能转速传感器有问题。打开给煤机侧板，查看转速传感器，发现传感器损坏。新安装速度传感器并紧固后，给料控制器运行画面的皮带速度参数显示正常，流量反馈值与设定值显示一致。
四 结语
给煤机控制器是煤粉锅炉的辅助设备，也是重要设备。因此．为保证锅炉正常运行，做好设备的日常维护及维修工作是非常必要的，也是必须做到的。
参考文献
【1】岑可法，等．循环流化床锅炉理论设计与运行[M]．北京：中国电力出版社，1997．
【2】吕俊复，等．循环流化床锅炉运行与检修[M]．北京：中国水利水电出版社．2003．
关键词：给料机控制器；工作原理；常见故障；解决方法；称重传感器；速度传感器
一 概述
通用给煤机主要包括给煤机本体、传动部分、各种安全保护装置、测速装置、称重传感器、流量积分控制器、安全回路控制器(如可编程控制器PLC)及调速控制器。其中的测速装置、称重传感器、流量积分控制器及安全回路控制器对整个给煤机控制系统的安全、性能及可靠性上起着至关重要的作用。
尽管给料机只是煤粉锅炉的辅助设备，但其运行状况的优劣将对整个煤粉锅炉系统的正常运行产生影响。我公司220t/h锅炉所用6台皮带式称重给煤机系统均为江苏拉姆齐技术有限公司生产。XR2105给料机控制器作为其核心单元，不仅是锅炉燃烧控制系统中最重要的检测执行单元．而且其计量精度和稳定性又是锅炉经济燃烧和运行安全最重要的前提。尽管稳定性和计量精度也满足设计要求，但使用过程中还是有一些常见故障。下面就这一问题作一详细介绍。
二 给料机控制器构成与工作原理
1 给料机控制器主要由三部分组成：
⑴控制器：含通讯单元、输入单元、输出单元
⑵传感器：包括速度传感器、称重传感器
⑶电源
其组成如图1所示：
图1
2 给料机控制器工作原理
给料机为煤粉锅炉的重要设备，它不仅要保证锅炉燃料的连续供给．同时为适应锅炉负荷的变化还要进行给煤量的控制，这就要求对给煤机的转速和称重量进行测量。
煤从煤仓通过进料阀进入给煤机由计量输送皮带送至落煤管．在计量输送皮带下面装有称重托辊和称重桥架，在称重桥架中间装有高精度的称重传感器．当被输送的煤通过皮带时，称重传感器便产生一个与皮带上煤重量成正比的电压信号，该信号经A/D转换后，以数字信号形式送给XR2105给料机控制器．同时速度传感器测得的皮带的速度以脉冲信号的形式送给XR2105给料机控制器，控制器内置PID调节器，上述信号经过PID运算即得到煤的瞬时流量和累积流量，计算出的瞬时流量信号与DCS控制系统发出的煤量信号比较后，输出一偏差信号(4-20mA)至变频调速器，变频调速器输出控制信号到给煤机驱动电机，从而改变驱动电机转速，实现燃煤输送量与控制量一致的目的。
其中的称重传感器,为电阻应变式称重传感器。在其工作过程中，当弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在其表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经“惠斯登电桥”测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。
而速度传感器,为无碳刷式交流脉冲发生器。它发出一系列脉冲，每个脉冲代表皮带行程的一个单位，脉冲频率和皮带速度成正比。
3 安装注意事项
一般情况下，设备安装只需按照产品说明书进行安装就可以。但有时仍会出现一些小问题，以至影响设备的正常运行。有些问题只要在安装过程中稍加注意，是可以避免的。例如应注意下列事项：
⑴不要剪短称重传感器的电缆线；
⑵传感器的信号线不能与电源线使用同一导管；
⑶屏蔽电缆的屏蔽层应单端接地；
⑷机箱必须接地。
三 常见故障分析以及解决方法
给料机控制器接线如图2所示
1给煤机控制器在使用过程中，瞬时流量不稳定
a．不均匀，瞬时流量反馈值在设定值上下大幅度跳动
给料机控制器用于给煤系统，由于控制器是新购进的并经过校准调试，判断是仪表本身问题的可能性不大，信号线与控制器之间距离不远，检查起来也比较方便．对线路进行检查，亦没有问题。根据所表现出来的现象及计量原理，考虑可能与皮带煤层有关系．
图2
在上煤初期由于需煤量不大并且要间歇性地投煤．如果煤层过厚的话，即使给煤机的转速很低，一次性投煤量也较大，与控制器给定的需煤量偏差就较大．为了达到控制器给定的需求值，控制器就不断地通过变频调速器调整给煤机的实际转速，由此造成瞬时流量就忽大忽小地不断变化。经过分析，进入实际操作阶段．逐渐关闭煤流整形闸门，使煤层不断变薄．然后观察瞬时流量的变化，变化幅度有变小的趋势．继续关小，当煤层很薄且均匀时，反馈的瞬时流量基本稳定在设定值上。
b．速度传感器固定不牢，流量波动大
在给料机的使用过程中，突然出现瞬时流量波动大．用万用表测量DCS给定信号稳定，考虑到控制器的计量单元将称重信号和速度信号进行PID运算得到瞬时流量，怀疑问题可能出在给煤机内部的速度传感器或称重传感器上。但是要接近速度传感器和称重传感器非常麻烦，为了减小工作量，对实际情况进行分析，称重传感器较之笨重，固定较牢，而速度传感器体积小．不易固定，损坏的可能性比较大。打开控制器诊断菜单，发现速度传感器信号异常，于是打开给煤机侧板并查看速度传感器，果然速度传感器与皮带辊筒之间的固定轴松动脱离，造成速度传感器时转时停，从而输出给控制器的脉冲信号也不稳定，最终导致瞬时流量波动大。将固定螺丝紧固后，一切恢复正常。
c．信号线接触不良引起瞬间流量波动大
使用三台给料机控制器，其中一台经常出现瞬间流量波动大的问题。在一次停炉后对其进行彻底检查，把信号线接触不良的重新紧固，并把屏蔽层采取单端接地，给煤机再运行时，瞬间流量波动大的问题很少出现，说明信号线接触不良和屏蔽接地问题是出现不稳定的主要障碍，但也出现过控制器电流板工作不良而引起的瞬时流量波动大现象。
2无论流量设定值为多少，现场煤量反馈值始终为最大
出现这种现象有两种情况：
a．控制器电流板坏引起
控制器在运行中，突然出现无论DCS控制系统设定值为多大，反馈值始终为最大值。现场观察变频调速器上始终显示50Hz，初步判断问题可能出在仪表的控制回路上。于是采取逐步排查的方法，先将控制器至变频调速器的信号线拆下一根，用万用表测量控制流量回路电流信号为20.05mA，并且不随主控设定值信号进行变化，为了进一步确定问题是由控制器引起，将DCS输出到控制器的设定流量信号，不经过控制器，直接输出到变频调速器，瞬时流量基本上与设定值一致，给煤机流量也得到了控制，进一步分析，引起此种差异的原因可能与控制器的输出调节有关。在对电流输出板进行更换后，此种现象不再发生。由此判断是由控制器的电流输出板故障引起。
b．电气部分变频器故障引起
给煤机运行中，给煤机电机转速最终由变频器输出频率信号直接控制。当变频器输出频率不以给料控制器输出控制信号而改变并保持最大频率输出时，给煤机实际转速随之保持最大，从而导致无论流量设定值为多少，现场煤量反馈值始终为最大，排除变频器故障后，给煤机运行恢复正常。
3无论流量设定值为多少，反馈值始终为零
因瞬时流量与称重信号和速度信号有关．所以察看主菜单3的诊断画面，称重信号显示正常，但速度脉冲信号为零。在改变给煤流量设定值的同时，从视镜观察给煤机运行情况，皮带转速保持最大，但测量转速传感器的信号输出线电压为零伏不变化，由此判断可能转速传感器有问题。打开给煤机侧板，查看转速传感器，发现传感器损坏。新安装速度传感器并紧固后，给料控制器运行画面的皮带速度参数显示正常，流量反馈值与设定值显示一致。
四 结语
给煤机控制器是煤粉锅炉的辅助设备，也是重要设备。因此．为保证锅炉正常运行，做好设备的日常维护及维修工作是非常必要的，也是必须做到的。
参考文献
【1】岑可法，等．循环流化床锅炉理论设计与运行[M]．北京：中国电力出版社，1997．
【2】吕俊复，等．循环流化床锅炉运行与检修[M]．北京：中国水利水电出版社．2003．