小部件的应用消除大隐患(带来大收益)

小部件的应用消除大隐患(带来大收益)

张明凯

延长石油炼化公司延安石化厂电仪车间  陕西延安716000

摘要：自动化控制系统中任何一个小环节的不可靠或者不匹配都会造成故障率高、甚至无法使用的现象，从而致使控制失效造成经济损失。如何小投入，小改造除掉故障，产生自控稳定运行是自控的较高境界，本文主要通过介绍，在仪表维护中的一些小改造或者小技巧的应用，解决问题、消除故障的过程。来和大家共同探讨这些小技巧的可用性，实用性。之后分享于奋战在自控仪表的同行们。

关键词：继电器隔离 电磁阀 气路

前言：本文通过描述给煤机DCS远程启停控制失灵、气缸的控制气路的小改造过程，说明继电器、电磁阀的巧妙应用会给自控维修带来良好效果，提示自控岗位的维修人员，熟练掌握小部件原理、特性，如何更好的合理利用这些小配件来解决问题。

一．继电器的巧妙利用

1.继电器的概念及作用

概念：继电器(Relay)，是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。

2.继电器隔离特性发掘及掌握

在仪表的日常维护中，我们发现继电器具备隔离作用，他的这种特性我们在熟识后也应充分的利用，从而使小配件的巧妙利用产生较大的收益及良好效果。

案例：轻烃锅炉的给煤系统在运行初期，给煤机远程启动经常失灵，经检查是DCS系统的DO输出端的保险被烧断，更换后正常。但时常的失灵不仅消耗配件更延误启动时间，造成断料隐患。

2、故障分析：

A.解读控制原理图。见图1

图1

X1接220V电源，当远程就地开关切换至SA1闭合时，远程控制线路1导通，就地2线路断开，线圈KA1得电致使触点KA1-2闭合，同理KA2-2断开，控制回路实现远程控制，就地控制失效。

远程控制回路中，方框内是远程控制室DCS部分，DCS由一个常开开关量组成，（干接点）实现着远程启动和停止给煤机。相对于DCS系统来说，他提供的这个DO量是由DO端子板提供的。

当给煤机远程启动时，KAI-2闭合，DCS启动DO开关闭合，开关KAI-2、DCS启动DO开关、KA5-2、KA7-2、KA9-2等构成的远程控制回路导通，220V交流电流流过回路，直至给煤机停止。但DCS输出卡的DO开关只接受小电压小电流，在220V电压、相对于卡件的大电流的作用下，卡件无法长时间正常工作，常常保险被烧坏。而DCS的DO端子既可以输出干接点也可以输出有源开关量。即：可输出有源和无源的开关量。这时就可想到继电器的特性：利用继电器(Relay)小电流去控制大电流的特性。来解决这个问题。

3.改造方案

步骤：

(1).将DCS的原DO干接点通过改变跳线（短接线）的位置改为有源开关

改前如图2                               图2

改后如图3                                图3

  (2).在接线端子排上，拆掉端子XT:20、21. 卡件开关侧的线接入新加继电器KA16，的12、13端子，即接入线圈。

（3）.在接线端子排上，拆掉XT:20现场侧来的信号线，接至继电器KA16的5、9端子，即继电器的常开开关。

如图4

图4

实图见图5

图5

增加继电器后，DCS原DO开关通过24V电流控制KA16常开触点5,9，这时启动给煤机的电流通过继电器触点5.9，继电器的开关完全能承受次电流的强度。给煤机远程控制失灵的隐患得到了彻底根除。

通过这次巧妙增加继电器彻底消除保险被频繁烧毁的隐患。说明继电器具有隔离的作用：

A.大电流和小电流的隔离。

B.高电压和低电压的隔离。

C.大功率与小功率的隔离。

这种隔离作用很好的实现了大电流、大电压与精密元器件的分离，避免了对设备的损坏。

3.继电器逻辑特性及利用

继电器具有简单的逻辑功能，在当今PLC控制器成熟的时代，用继电器来实现逻辑控制已不十分理想。但在日常维护中，充分利用他的逻辑功能却往往能解决棘手的问题。

继电器的逻辑功能，举一个简单的例子，假设输入是线圈，输出是触点。那么常闭触点就相当于逻辑中的否关系。当线圈得电为一时，输出开路断开为零。

案例：原装置使用了一台常闭的电磁阀，图6由于电磁阀故障需更换，但库存中只有一台其他技术规格参数一样的常开电磁阀。电磁阀急需恢复，否则直接影响装置运行，在这紧急关头，在确定工况不需要电磁阀门具备事故关的要求后。就可利用继电器的逻辑功能来解决。

图6

a.将原开关连接电磁阀端子线拆掉接在继电器KA1的端子5，继电器端子9接在原开关电源正极侧接线端子。

b.原开关拆掉的端子引出线接至继电器端子12，继电器端子13接入电源负。

如图7

KA1-5.9

   KA1

这时当原开关断开时KA1失电触点5.9闭合，电磁阀得电，阀门闭合。相反原开关闭合时电磁阀打开。这样就利用继电器的逻辑功能实现了电磁阀开关的要求。

二：不同电磁阀的气路具备不同的气路功能，充分利用电磁阀不同的气路结构，来达到气缸动作的不同要求

在某装置安装使用的一台单作用气缸切断阀，离线运行时开关正常，但在线时由于介质的阻力等原因，无法关到位，关回讯无法传回主控室控制系统，导致顺控运行停在此步，不能继续完成顺控步骤，直接影响装置正常运行。故障平凡时一天跑现场5、6次通过扳阀杆、调回讯等保持运行，运行受阻、劳动强度大。

     通过观察，原切断阀执行机构由一单作用气缸和两位三通电磁阀组成，当电磁阀得电时，PA导通，电磁阀给气缸2端充气，阀门打开，电磁阀失电时，AR 导通,电磁阀排气，气缸2端的气在4端的弹簧的作用下排出，阀门反方向运动，阀门关闭。

P＝进气（气源），A/B＝出气口（接气缸），R是排气

电磁阀A连接气缸2

但由于弹簧弹力（倔强系数）较小不能使阀板完全运行到开位，致使未触及开回讯感应位置。更换弹簧最为简洁，但现成的找一个合适的弹簧并不容易。在了解现场工艺对阀门故障开关无要求后，如何利用现有材料较快解决这个问题很重要。电磁阀不同气路结构具有不同的功能，而各类电磁阀和仪表风线是常备的器件。

   改造方案：

A.拆除单作用气缸的弹簧。并恢复气缸。

B.将两位三通的电磁阀换为两位五通的。

C.重新配置气路管线，

改造后气路图及运行动作如下：

P＝进气（气源），A/B＝出气口（接气缸），R是排气

将电磁阀A口配管接至气缸口2，增加一条管线由电磁阀B口接至气缸口4，当电磁阀得电时，PA、BR导通,气源经PA2进入气缸，由4BR排出，阀门打开，当失电时，RA、PB导通,气源经PB4进入气缸，由2AR排出，阀门关闭。

改造后气源代替了倔强系数较小的弹簧，去掉了弹力小的弹簧，使用效果较好，这告诉仪表维护人员，巧妙的利用电磁阀的气路特性能改变气缸执行机构的运行方式，解决一些气缸执行机构的问题。

结束语：

     自控专业是工业生产的眼睛，也是手、大脑。为更好的服务生产车间的操作生产，我们在遇到问题时多观察、多思考。在遇到难题时要学会变通，巧妙灵活的利用一些小配件的特性，充分使用它的功能解决问题。