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羅克韋爾安全監(jiān)控系統(tǒng)在火電機組中的應用

文檔作者：周虹伯文檔來源：華電青島發(fā)電有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月05日
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工業(yè)控制技術(shù)
~ustrlaI Control Techniau~
(PLC&amp;amp;F^’ 2006年1月
羅克韋爾安全監(jiān)控系統(tǒng)在火電機組中的應用
The Application of RockweII AutomatI‘On Products in Online Mainte—
nance for Coal—fi red Generators
華電青島發(fā)電有限公司周虹伯
Zhou Hongbo
摘要：本文介紹了羅克韋爾自動化產(chǎn)品狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)在火電機組的實施與應用，并進一步闡明該系統(tǒng)在企
業(yè)設(shè)備狀態(tài)檢修管理工作中發(fā)揮的積極作用。
關(guān)鍵詞：設(shè)備 狀態(tài)檢修 狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)
Abstract：This article introduces the Rockwell automation products for online monitoring and trouble·shooting and diagnostics
system and the applications at coal—fired generators．And this article explains the positive effect on the enterprise
devices online maintenance management of this system．
Key words：Devices Online maintenance Online monitoring system
[中圖分類號】TP393 [文獻標識碼】B 文章編號1606-5123(2O06)O卜0089—03
l 引言
隨著發(fā)電機組大容量、多參數(shù)、高自動化的發(fā)展，
對發(fā)電企業(yè)的安全性、經(jīng)濟性和可靠性的要求也越來越
高。尤其在當前用電負荷緊張的情況下，若因發(fā)電設(shè)備
故障而造成機組停運，將對發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟效益、整個
電網(wǎng)及社會造成極大的影響。目前，確保設(shè)備趕好運行
是各發(fā)電企業(yè)提高經(jīng)濟性、安全性和可靠性的主要任務。
設(shè)備狀態(tài)檢修是一種先進的檢修管理方式。能有效的克服
定期檢修造成設(shè)備過修或失修的問題，提高設(shè)備的安全性
和可用性。在火力發(fā)電企業(yè)實施設(shè)備狀態(tài)檢修是企業(yè)實現(xiàn)
管理現(xiàn)代化、提高綜合實力的有效途徑之一，也是建設(shè)
一流火力發(fā)電企業(yè)的重要內(nèi)容。是管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新
的具體體現(xiàn)。
設(shè)備狀態(tài)檢修是根據(jù)先進的狀態(tài)監(jiān)視和診斷技術(shù)提供
韻設(shè)備狀態(tài)信息，判斷設(shè)備的異常，預知設(shè)備的故障，
在故障發(fā)生前進行檢修的方式，即根據(jù)設(shè)備的健康狀態(tài)來
安排檢修計劃，實施設(shè)備檢修。狀態(tài)監(jiān)測是狀態(tài)檢修的
基礎(chǔ)，而對監(jiān)測結(jié)果的有效管理和科學應用則是狀態(tài)檢修
得以實現(xiàn)的保證。同時，狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷也是設(shè)備
現(xiàn)代化管理的重要組成部分。
2 系統(tǒng)概述
為了適應當前檢修工作的要求，并根據(jù)國家行業(yè)管理
條列，公司采用了羅克韋爾自動化公司的RA—ENTEK狀
態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，分別在#I、#2發(fā)電機組中進
行了應用。RA—ENTEK狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是以EMONITOR
OdYseey設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測檢修集成系統(tǒng)軟件為平臺，并以其
作為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的核心，兼容多種監(jiān)測技術(shù)，如
離線檢測(dataPACl50)、巡檢式在線監(jiān)測(Enwatch)等，
最終通過企業(yè)局城網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
根據(jù)整個機組運行的復雜性以及對主要設(shè)備可靠性的
要求，我們對系統(tǒng)設(shè)備進行了分類，并按照設(shè)備信息建
立了設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫。同時，利用Enwatch采集單元提
供的強大數(shù)據(jù)采集功能，將數(shù)據(jù)信息傳送到企業(yè)的以太
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lI．1_c‘ 舢奎Do巷年1月 工業(yè)控制技術(shù)
ndustriaI ControI Techniaue
網(wǎng)。從而實現(xiàn)對分布在工廠各處設(shè)備的連續(xù)監(jiān)測。
3 系統(tǒng)在火力發(fā)電機組中的應用
’我們將火力發(fā)電機組中的各類設(shè)備分為關(guān)鍵設(shè)備、次
關(guān)鍵設(shè)備、重點設(shè)備及輔助設(shè)備四類，并根據(jù)設(shè)備信息
(制造廠商、轉(zhuǎn)速等)建立設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫，為系統(tǒng)提供準
確 、有效的參數(shù)信息。如圖I所示：
圖1 設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫
3，1系統(tǒng)安裝
按照設(shè)計要求，我們主要對汽輪機、電動給水泵、
汽動給水泵、前置泵、一次風機、送風機、引風機、
循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、排粉機等設(shè)備的振動情況進行監(jiān)
測，其中汽輪機的振動信號取自汽輪機緊急跳閘系統(tǒng)
(TSI)，可以滿足狀態(tài)檢修的要求。其他設(shè)備的振動信號
取自9200型加速度傳感器。具體監(jiān)測設(shè)備包括：2臺發(fā)電
機、4臺汽動給水泵、4臺汽泵前置泵、2臺電動給水
策、4臺凝結(jié)水泵 8臺排粉機、4臺一次風機、4臺
送風機、4臺引風機及4臺循環(huán)水泵等。原則上每臺輔機
設(shè)備布置4個振動加速度傳感器。多臺輔機設(shè)備的傳感器
信號(最多不得超過l 6 路)接入一個在線采集模塊
Enw atch。
振動加速度傳感器測點安裝要求，根據(jù)設(shè)備具體情
況和-捆熒技術(shù)協(xié)議，對于臥式設(shè)備，應將傳感器布置
于原動機兩端軸承座的水平方向和從動機兩端軸承座的
水平方向。
對于立式設(shè)備，如凝結(jié)水泵和循環(huán)水泵，則應在
原動機(電動機)兩端軸承座上各布置兩個相互成垂直的
傳感器。
利用9200型加速度傳感器輸出端附帶4m 傳感器電
纜，對于超出4m 的距離，采用雙芯屏蔽電纜加以延長。
由端子排輸出的多芯分屏總屏電纜直接接人
Enwatch數(shù)據(jù)采集模塊的相應通道，該段電纜長度應小
于3 00m ，以防信號衰減。此外，該段電纜布線時應盡
量避免與強電電路平行，否則需要保持距離一米以上或
加金屬套管進行屏蔽。
Enwatch數(shù)據(jù)采集模塊的輸出為RJ45接121，安裝要
求該接口至局域網(wǎng)HUB接口段網(wǎng)線不得超過1OOm。因
在現(xiàn)場中部分區(qū)域線路超出此范圍，故在這些區(qū)域中采用
光纜傳輸方式，并通過光纖收發(fā)器實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的連接。
每個Enwatch機箱都分配了獨立的IP地址。并通過
光纖與局域網(wǎng)內(nèi)中的Entek服務器進行通訊，所有數(shù)據(jù)貯
存在服務器上?？蛻魴C上裝有瀏覽分析程序，能夠?qū)Ρ?
測設(shè)備的狀態(tài)進行在線觀測。通過軟件可以分析其振動幅
值、頻率、趨勢等參數(shù)。并對設(shè)備的振動狀態(tài)進行報警
設(shè)置，當振動超過限值時進行報警， 以提醒工作人員。
3．2 系統(tǒng)應用
設(shè)備振動數(shù)據(jù)獲取有兩種形式：連續(xù)在線監(jiān)測和便攜儀
表采集。狀態(tài)檢修要求在機組設(shè)備出現(xiàn)故障之前，及時
提出檢修請求，避免故障停機和不必要的負荷擾動，最
大程度地提高機組的運行可靠性。顯然，狀態(tài)檢修需要
對機組設(shè)備的性能參數(shù)、運行情況進行連續(xù)跟蹤和分析。
其中一個重要的途徑就是利用在線監(jiān)測系統(tǒng)的有關(guān)信息和
工具。在線監(jiān)測系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)齊全、連續(xù)、共享性強，
可以提高勞動生產(chǎn)率，但僅依靠在線數(shù)據(jù)是不夠的，還
需要如負荷、軸承溫度等其它相關(guān)參數(shù)才能進行準確、有
效的診斷
便攜儀表采集數(shù)據(jù)是另一個同等重要的手段，測量部
位和時間有更大的彈性，并由此可以得到振動相位。一般
地說，對關(guān)鍵性設(shè)備宜采用在線檢測的方式，重要設(shè)備可
以采用離線檢測的方式，一般性設(shè)備可以根據(jù)其故障出現(xiàn)
的頻率采用離線檢測。必要時，兩種檢測手段可以相互驗
證，確保檢測信息的準確性和可靠性。狀態(tài)檢測現(xiàn)有的主
要離線儀器主要有手持測振儀 根據(jù)設(shè)備分工原則，對設(shè)
備的檢測點制定了檢測周期、檢測標準和檢測路線，對檢測
回來的數(shù)據(jù)進行分析、匯總，把振動監(jiān)測結(jié)果合并在報表
(下轉(zhuǎn)第47頁)
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PLC．工控機與集散控制系統(tǒng)
PLC．IpC &amp;amp;DCS
(PLC&amp;amp;EA) 2006年1月
開關(guān)等組成。輸入量模塊采集現(xiàn)場信號，傳送到CPU模
塊進行計算處理，然后通過輸出模塊輸出信號，控制現(xiàn)
場各種開關(guān)、電磁閥和電機等。
根據(jù)原料配比不同，添加劑稱重傳感器最大量程
1 5 0 k g，水稱重傳感器量程3 t，水泥稱重傳感器量程
6t。稱重傳感器將配料重量轉(zhuǎn)換成(4—20)mA的電流信
號，經(jīng)PLC的模擬量輸入模塊進行A ／D轉(zhuǎn)換后輸送到
CPU 與預先給定的重量進行比較，CPU按照給定的控
制規(guī)律進行計算，然后發(fā)出控制信號控制各種配料嚴格
按比例送人混煉器中攪拌。
在稱重配料的過程中，機械裝置運行時的波動，比
如氣動電磁閥氣缸的壓力波動，造成給料裝置的動作滯
后：物料下落的沖擊力 配料系統(tǒng)發(fā)出關(guān)閉信號后原料的過沖
量(空中余量)，因物料料流的不穩(wěn)定導致過沖量的隨機變
化(最為關(guān)鍵的因素)。這些因素造成了稱重配料誤差。
為了減小稱重配料誤差，系統(tǒng)把稱重過程分為粗稱和
精稱兩個階段。在緩沖罐出口安裝兩個氣缸串聯(lián)。在粗稱階
段，緩沖罐出口的兩個氣缸全部打開，縮短給料時間。當給
料量達到設(shè)定量的90％，進入精稱階段，此時，關(guān)閉90％
的緩沖罐出口氣缸，小量給料以提高稱量精度。系統(tǒng)中的機
械結(jié)構(gòu)、稱重傳感器、模擬量輸入模塊等環(huán)節(jié)都存在一定的
誤差，最終反映為作用于傳感器的實際值與觸摸屏顯示值之
間的誤差，這個差值我們稱之為系統(tǒng)的非線性誤差。這一誤
差可以通過函數(shù)校正的方式來消除。假設(shè)作用傳感器的力為
F(i)，對應的顯示值為M(i)，由數(shù)組F(i)和M(i)的擬合，可以
(上接第90頁)
內(nèi) 對有問題的設(shè)備除了及時通知相關(guān)專業(yè)外，還在標
準格式的檢測報告中，加以詳細的文字說明，對存在小
問題的設(shè)備縮短檢測周期，進行連續(xù)的跟蹤檢測， 以便
及時發(fā)現(xiàn)，及早處理，防止事故擴大。另外在機組大、
小修前一般都要求全面檢查一次，為設(shè)備的檢修提供參考
依據(jù)。檢修后樽全面檢查一次，以利對檢修質(zhì)量進行全面
的評價。
設(shè)備檢修周期的分析確定必須建立在優(yōu)良的檢修質(zhì)量
和完善的狀態(tài)檢測手段上，目前我公司根據(jù)有關(guān)規(guī)定并綜
合其它相關(guān)因素完成了設(shè)備A、B、C分類工作。對于
B、C類的設(shè)備我們采取狀態(tài)檢修和故障檢修的嘗試。同
時我們認為設(shè)備狀態(tài)檢修在公司來說是一項具有創(chuàng)新意義
的工作，應該積極借鑒參考其它企業(yè)的良好經(jīng)驗， 以設(shè)
得到一個校正函數(shù)：
F=f(m)
由于系統(tǒng)誤差是各個環(huán)節(jié)共同作用的結(jié)果，因此校正
函數(shù)一般有多個拐點，為了保證測量精度，本系統(tǒng)中采
用分段最,b-乘拋物線法來分別求出各段的擬臺多項式：
F=a+bm +crn2
5 結(jié)束語
該系統(tǒng)采用可靠性高、抗干擾能力強的可編程控制
器和觸摸屏，可以實現(xiàn)PL C自動／手動和手動三種配料
功能。當自動系統(tǒng)有故障時，可切換至手動方式配料，
繼續(xù)生產(chǎn)水泥漿，保證用戶生產(chǎn)的連續(xù)性，減少損失。
觸摸屏編程為圖形化操作，可以動態(tài)顯示當前配、卸料
等生產(chǎn)狀態(tài)，簡單直觀，操作方便?？梢源鎯崟r生產(chǎn)
數(shù)據(jù)，讀取歷史數(shù)據(jù)，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)打印。二次計量進
料方法，使整個自動化攪拌系統(tǒng)精度得到了提高。水泥
攪拌自動控制系統(tǒng)的研制成功改變了以前依靠進口設(shè)備的
狀況，大大降低了生產(chǎn)費用、提高了生產(chǎn)效率和系統(tǒng)的
可靠性。
參考文獻(略)
作者1譬i介
鄧三鵬(1978-) 男 講師／工學碩士研究方向：機
電一體化技術(shù)和數(shù)控技術(shù)。
備狀態(tài)監(jiān)測為突破口、以提高檢修水平為原則做好企業(yè)的
優(yōu)化檢修工作。
4。結(jié)束語
隨著本系統(tǒng)在企業(yè)中的實施與應用，使我們的設(shè)備狀
態(tài)管理與檢修質(zhì)量管理水平得到了較大提高。在不斷改進
與創(chuàng)新中，使我們的生產(chǎn)管理思路更加清晰。同時，在
狀態(tài)檢修方面取得的階段性成功也更加堅定了我們走計算
機管理與多種檢修策略相結(jié)合的優(yōu)化檢修之路的決心。
參考文獻(略)
作者簡介
周虹伯(1976-) 男 工程師研究方向：自動化與計
算機通訊。

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