AV軸流風(fēng)機(jī)REXA靜葉控制雙傳感器優(yōu)化

鄭玉成，孫建

（沈陽東北電力調(diào)節(jié)技術(shù)有限公司電力工作部， 遼寧 沈陽 110179）

傳統(tǒng)伺服控制的油站油品因氧化而變質(zhì)，還因油中含水及油品雜質(zhì)導(dǎo)致油品品質(zhì)下降，進(jìn)而造成調(diào)節(jié)可靠性降低，調(diào)節(jié)性能不穩(wěn)定。增加濾油驗(yàn)油雖能提高可靠性，但隨著時間的積累，設(shè)備管道內(nèi)壁及裝置內(nèi)部死角均會產(chǎn)生結(jié)垢，影響設(shè)備可靠性。REXA液壓伺服執(zhí)行器設(shè)計特點(diǎn)為無管路連接，無外供油源或氣源，封閉式正壓油箱設(shè)計，很好地解決了傳統(tǒng)伺服控制的問題，提高了設(shè)備可靠性。

在現(xiàn)場配合客戶安裝調(diào)試時，存在REXA單傳感器斷線故障，導(dǎo)致執(zhí)行器動作異常，為了解決因傳感器偶發(fā)故障帶來的調(diào)節(jié)異?，F(xiàn)象，擬對整個控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制。

1 REXA伺服執(zhí)行器靜葉執(zhí)行器介紹

REXA伺服執(zhí)行器是將電信號轉(zhuǎn)換為力輸出的轉(zhuǎn)換裝置，是本系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。采用美國REXA公司生產(chǎn)的智能型機(jī)電液一體化執(zhí)行器（簡稱REXA執(zhí)行器），包括控制器和動力模塊兩部分。動力模塊由伺服電機(jī)和獨(dú)立的封閉的無閥液壓控制泵系統(tǒng)組成，采用高度集成化模塊化設(shè)計，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的小型化，維修簡易化，獨(dú)特的設(shè)計使外界因素對油品品質(zhì)影響降到最低；控制器由獨(dú)立的嵌入式單片機(jī)、伺服驅(qū)動器、高精度位置檢測傳感器組成，具有故障智能檢測診斷，高精度控制，用戶操作界面友好等特點(diǎn)。

REXA執(zhí)行器控制工作原理如圖1，伺服電機(jī)接受控制系統(tǒng)的控制指令，控制動力模塊，輸出大力矩位移，驅(qū)動被控對象，同時通過自身位移反饋，完成閉環(huán)位置調(diào)節(jié)過程，實(shí)現(xiàn)高精度調(diào)節(jié)。

圖1 REXA執(zhí)行器控制工作原理

圖2為動力模塊的工作原理圖。在油泵停止工作的工況下，執(zhí)行器依靠液壓鎖FMV1、FMV2封閉液壓缸兩側(cè)進(jìn)、排油，使其處于保位狀態(tài)，見圖2a。

智能可控電機(jī)接受控制信號，驅(qū)動油泵正時針轉(zhuǎn)動，向?qū)?yīng)的系統(tǒng)側(cè)供油，在14MPa高壓油的作用下，開啟液壓鎖FMV1、FMV2，液壓缸左側(cè)通過液壓鎖FMV2排油至油泵入口，高壓油通過液壓鎖FMV1進(jìn)入液壓缸右側(cè)，在壓差的作用下，液壓缸活塞向左側(cè)運(yùn)動輸出位移，信號消失油泵停止轉(zhuǎn)動，動作過程結(jié)束，執(zhí)行器在新的平衡位置下保位，見圖2b。

智能可控電機(jī)接受控制信號，驅(qū)動油泵逆時針轉(zhuǎn)動，向?qū)?yīng)的系統(tǒng)側(cè)供油，在14MPa高壓油的作用下，開啟液壓鎖FMV1、FMV2，液壓缸右側(cè)通過液壓鎖FMV1排油至油泵入口，高壓油通過液壓鎖FMV2進(jìn)入液壓缸左側(cè)，在壓差的作用下，液壓缸活塞向右側(cè)移動輸出位移，信號消失油泵停止轉(zhuǎn)動，動作過程結(jié)束，執(zhí)行器在新的平衡位置下保位，見圖2c。

圖2 REXA動力模塊工作原理圖

REXA靜葉調(diào)節(jié)系統(tǒng)由控制箱、動力模塊和兩個伺服油缸以及連接管路組成，其中兩個油缸分別固定在軸流壓縮機(jī)的兩側(cè)，通過連桿、手槍板等組件與軸流壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)缸連接，動力模塊固定在軸流壓縮機(jī)一側(cè)的動力油缸上，通過不銹鋼鋼管與兩個動力油缸連接（具體見圖3），控制箱就近安裝在易于操作和維護(hù)的位置。

原有靜葉執(zhí)行器反饋裝置安裝在動力裝置油缸側(cè)的油缸尾端，為單個薄膜電壓反饋電位計，經(jīng)過接線三根屏蔽線接到控制箱內(nèi)部。

圖3 REXA靜葉調(diào)節(jié)執(zhí)行器整體結(jié)構(gòu)示意圖

2 優(yōu)化控制方案簡述

本次控制系統(tǒng)優(yōu)化控制，以盡量不改變原有REXA控制系統(tǒng)和改造后對原REXA系統(tǒng)影響最小為原則。

現(xiàn)場采用在非動力裝置油缸側(cè)外部增加磁致伸縮位移傳感器和就地顯示二次表，用于監(jiān)視另外一側(cè)油缸位置，通過DCS強(qiáng)大的邏輯判斷能力，輸出故障狀態(tài)下的設(shè)備保位信號。為了在故障狀態(tài)下能夠及時地查找故障原因和監(jiān)視風(fēng)機(jī)狀態(tài)，要求故障狀態(tài)輸出后仍能夠監(jiān)視風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和靜葉位置參數(shù)，本方案采取了將REXA靜葉伺服執(zhí)行器切換到本地手動的控制方式（REXA在本地手動狀態(tài)為開環(huán)控制，此時REXA傳感器不參與控制）。

現(xiàn)場共設(shè)置兩種故障狀態(tài)下的輸出自動鎖位控制方式，第一種為REXA反饋傳感器與新增加的傳感器偏差超限輸出保護(hù)，第二種為REXA指令和反饋偏差大輸出保護(hù)。同時設(shè)置保護(hù)投切開關(guān)和風(fēng)機(jī)事故狀態(tài)下保護(hù)取消。

2.1 改造部件明細(xì)

（1）增加的部件

（a）磁致伸縮位移傳感器型號MRU-4550-8.5一只（可利舊未改造前的反饋裝置）；

（b）磁致伸縮位移傳感器就地及遠(yuǎn)傳二次表；

（c）多觸點(diǎn)繼電器及插座一套；

（2）保護(hù)邏輯設(shè)置

（a）REXA反饋值與指令值偏差異常保護(hù)。將指令值與反饋值偏差進(jìn)行比較，當(dāng)偏差值超過3%（也可手動輸入設(shè)置參數(shù)）時，且保護(hù)邏輯投入時和機(jī)組未發(fā)出保護(hù)停機(jī)時，保護(hù)發(fā)出1s后恢復(fù)正常。

（b）REXA反饋與增加傳感器偏差異常保護(hù)。REXA反饋值與增加傳感器值偏差進(jìn)行比較，當(dāng)偏差值超過3%（也可手動輸入設(shè)置參數(shù)）時，且保護(hù)邏輯投入時和機(jī)組未發(fā)出保護(hù)停機(jī)時，保護(hù)發(fā)出1s后恢復(fù)正常。

（3）控制箱改造接線設(shè)置

（a）控制箱內(nèi)增加繼電器，繼電器取常閉觸點(diǎn)，動作時閉合REXA手動按鈕的“enter”和“man”按鈕，模擬現(xiàn)場切手動，接線圖如圖4：

圖4 控制箱內(nèi)接線圖

3 結(jié)論

此次改造極大地增加了軸流風(fēng)機(jī)靜葉調(diào)節(jié)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，消除了REXA靜葉調(diào)節(jié)系統(tǒng)由傳感器異常帶來停機(jī)的潛在風(fēng)險。改造后的靜葉調(diào)節(jié)系統(tǒng)經(jīng)過現(xiàn)場模擬和2年多的穩(wěn)定運(yùn)行，充分證明改造優(yōu)化控制技術(shù)的可行性。

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