畢寧

摘 要：氣力輸送系統(tǒng)中主要設備圓頂閥，通常其就地控制箱因氣動部分與電控部分物理分離、閥門狀態(tài)信號采集不夠，導致圓頂閥開環(huán)控制，使得使用壽命降低，故障處理難度大；使用圓頂閥AI智能控制器后，可實現(xiàn)圓頂閥的氣電控集成化、AI智能控制及閥門狀態(tài)的實時監(jiān)控，便于現(xiàn)場調試和后期維護，大大延長了圓頂閥的使用壽命，充分保障了氣力輸送系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行。

關鍵詞：圓頂閥人工智能控制器；氣動單元；控制單元；操作顯示單元；凸輪軸；氣力輸送系統(tǒng)

中圖分類號：TD82 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）35-0141-02

1 簡介與概況

國華三河有限公司一期2×350MW機組與二期2×310MW機組、新疆華電紅雁池電廠二期2×200MW機組、華電旺亭電廠1×600MW機組的氣力輸送系統(tǒng)原采用德國穆勒和英國克萊德圓頂閥，原有的就地控制箱因氣動系統(tǒng)裸露在外、閥門狀態(tài)信號采集不夠，導致氣動系統(tǒng)被腐蝕、密封圈頻繁被擠破或磨損、閥體被沖刷等，故障頻繁，嚴重影響到氣力輸送系統(tǒng)的正常運行。

將原有的就地控制箱拆掉，換上圓頂閥控制器，將閥門的全開、全關反饋信號引入到控制回路里、氣電控部分進行集成化處理，并加裝操作顯示單元等，從而實現(xiàn)了圓頂閥的AI智能控制、閥門故障迅速定位等功能；物理上將氣動部分外部惡劣的工況隔離開，盡可能延長圓頂閥的使用壽命。

因此根據(jù)現(xiàn)場出現(xiàn)的實際問題，西北電力設計院有限公司和陜西誠冠電力環(huán)保發(fā)展有限公司合作研制出一種圓頂閥控制器（已申請專利），解決了圓頂閥就地控制箱對圓頂閥的開環(huán)控制、氣電控分散布置等問題。經(jīng)過現(xiàn)場安裝調試，密封圈破損率明顯降低，故障定位準確，有效延長了圓頂閥的使用壽命，充分保障了氣力輸送系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行。

控制器具備以下四種功能：

（1）信號鎖存

利用研發(fā)的一體化凸輪軸，自帶彈簧卡扣機構，可實現(xiàn)開關信號的牢固鎖存。

（2）AI智能控制

將閥門的“開、關反饋”信號及“密封圈壓力”信號引入控制回路內，通過控制單元內集成電路實現(xiàn)對圓頂閥的AI智能控制。

（3）故障定位

通過控制單元對閥門的反饋狀態(tài)、閥門指令等計算、分析、統(tǒng)計后，可準確定位閥門的故障類型。

（4）實時監(jiān)控

通過操作顯示單元，接收控制單元發(fā)出的信號，可實時監(jiān)控閥門的實際狀態(tài)。

2 控制器的設計與結構原理

2.1 設計理念及原理

利用現(xiàn)在電磁閥微型化、微處理芯片、存儲器、集成電路、LED微型指示燈等新科技，結合自動控制AI智能控制原理，來實現(xiàn)對圓頂閥的AI智能控制、故障定位、狀態(tài)顯示的功能。其原理是：當閥門打開或關閉時，首先采集凸輪軸上的“開、關反饋”信號及“密封圈壓力”信號，然后控制單元對這些信號進行分析、邏輯計算、統(tǒng)計及延時后，輸出控制指令，對閥門進行打開和關閉、密封圈充放氣等動作；同時在電路板上集成有故障顯示LED指示燈，可快速提示故障類型，并通過側面的操作顯示單元，實時監(jiān)控閥門的實際狀態(tài)。

2.2 組成部分

鋁合金殼體，氣動控制塊，控制單元，凸輪軸，操作顯示單元等組成。

2.3 操作對象

進料圓頂閥或出料圓頂閥。

2.4 主要優(yōu)點

2.4.1 集成度高：將氣動部分與電控部分集成在一個密閉的控制器內，將它們與外界惡劣的工況隔離開來，可充分保障了精密元器件的穩(wěn)定可靠運行。

2.4.2 信號鎖存牢固可靠：利用研發(fā)的一體化凸輪軸，自帶有彈簧卡扣機構，不僅方便在一個操作平面內進行開、關反饋的調節(jié)，并且可牢固鎖存這些信號。

2.4.3 AI智能控制：將閥門的“開、關反饋”信號及“密封圈壓力”信號引入控制回路內，通過控制單元內CPU、存儲器、集成電路等實現(xiàn)對圓頂閥的AI智能控制。

2.4.4 故障定位準確迅速：通過控制單元對閥門的反饋狀態(tài)、閥門指令等邏輯計算、分析、統(tǒng)計，準確定位閥門的故障類型。

2.4.5 實時監(jiān)控：通過實時接收控制單元發(fā)出的信號，將閥門的實際狀態(tài)傳送至操作顯示單元。

2.5 控制器特點

（1）加工精度高、密封性好。（2）集成度高，便于檢修維護。（3）單片機控制，自動化程度高。（4）邏輯運算能力強，可快速定位故障類型。

控制器有效的保護了圓頂閥閥體及密封圈，保障了氣力輸送系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，并切實有效地減輕了維護人員的工作強度、縮短了維修時間，其有效性和穩(wěn)定性得到了實際驗證。

因此我們認為在氣力輸送系統(tǒng)中的圓頂閥上，可普遍更換或添加此控制器，對保護閥門本體及密封圈、縮短維修時間、降低運行成本，是不錯的方案。

3 控制器的工程實際應用和設備經(jīng)濟性

目前，控制器已經(jīng)成功的應用于國華三河有限公司一期 2×350MW機組及二期2×310MW機組、國華呼倫貝爾有限公司2×600MW機組、華電紅雁池有限公司4×200MW機組、華電旺亭1×600MW機組的氣力輸送系統(tǒng)中，因就地控制箱故障率高、圓頂閥磨損厲害、氣動元件腐蝕嚴重等問題，所以迫切要求安裝一種控制器。

控制器是基于實際生產應用和用戶的自身利益而設計，其先進的設計理念和優(yōu)良的設計結構可以充分保障用戶的利益?？刂破鲀雀鱾€子單元功能強大、集成化程度高、接口完善，可很方便的嵌入到現(xiàn)有的控制系統(tǒng)中?，F(xiàn)場安裝方便、日常維護簡單以及后期備品備件的通用性和高互換性，都使得該控制器在生產中可將用戶運行成本及維護成本降至最低。

4 控制器的控制

控制器內部有單片機控制單元、氣動單元及操作顯示單元，用來實現(xiàn)閥門本體的動作及密封圈的充放氣；另外，控制單元內還集成有外設接口，可很方便的嵌入現(xiàn)有的PLC或DCS控制系統(tǒng)內。

控制器內部配置有控制單元、氣動單元及操作顯示單元等相關子單元。

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