EG－2490型STOCK给煤机控制系统故障问题分析

张文岭，魏方合，李世鹏

(河南煤业化工集团鹤壁煤电股份有限公司化工分公司仪表公司，河南鹤壁 458000)

1 给煤机及其控制系统

河南煤业化工集团鹤壁煤电股份有限公司煤化工甲醇项目采用了2台沈阳施道克公司根据美国STOCK公司技术制造的 EG－2490型电子称重给煤机，与其相匹配的磨煤机为 ZGM133G型中速棍式磨煤机。下面主要对EG－2490型STOCK给煤机及其控制系统进行简单介绍。

给煤机控制系统由电源板、输入信号转换卡(A1卡)、频率/电流转换卡(A2卡)/(A3卡)、196NT CPU板以及LED显示器组成。给煤机输入信号有启停信号、调速指令信号(4～20)mA、测速电机反馈信号;输出信号有驱动电机控制信号及提供给分布式控制系统(DCS)的反馈信号、触点信号。微机控制系统的基本工作原理是:微机接受DCS提供启停信号及给煤率指令信号，通过测量称重信号计算出速度控制信号;转速控制卡驱动调速电机转动达到所要求的速度，测速电机反馈信号送至微机组成闭环调节回路进行PID控制给煤机转速，从而使给煤 机稳定运行在用户要求的给定值上。该系统有2种运行方式:称重方式和容积方式。

1.1 称重方式

给煤率计算公式如下:

单位质量(kg/m)×皮带速度(m/s)=给煤率(kg/s)

给煤率可以按选定的以kg/h为单位显示出来，对给煤率求和得到以选定的质量单位的累积给煤量。

1.2 容积方式

当称重给煤机故障时自动切换到容积方式。容积方式是根据初始估计密度(地址02)中煤的初始估计密度确定电机转速。其速度与给定指令信号(4～20)mA呈线性关系，该种方式下计量精度没有保证，如果煤的密度不一致会有相当大的误差。应根据不同的煤质与负荷的曲线关系，由人工修改地址02中煤的密度值。

2 称重给煤机的标定

称重给煤机的标定十分重要，给煤机称重系统的准确性取决于标定是否准确。

标定分两步，即 CAL1和 CAL2，CAL1测出皮重和皮带速度系数存储于CPU中;CAL2测出量程系数存储于CPU中，通过给煤率计算公式计算出称重方式下的给煤率。具体操作步骤如下:首先应确定皮带上无煤，调整称重传感器拉杆使称重辊与皮带之间的间隙为0.5 mm;在控制箱同侧皮带皮带挡边外侧垂直贴上4张反光标定探纸，彼此间距离应大于两标定探头间距，将标定探头插入给煤机进口侧A和出口侧B插孔内，将标定探头连接线接至电源板后的 CAL－A和 CAL－B插孔内;在 OFF状态下，按下CAL1，使给煤机开始运转，显示器右边由0开始计数至8。电机停运后，显示器上显示8次皮带速度测量的重复性误差百分数，显示时间4.5 s。按“ENTER”建将标定参数存储到存储器中，完成1次标定。

检查“自检 (SELFTEST)”(SELF－)中 TEST 01)(SELFTEST 02)(SELFTEST 03)三个参数是否小于0.25%。重复几次标定过程，直至显示皮重百分比变化、皮带行程百分比变化、跨距百分比的变化均小于0.25%即告标定成功。标定工作还有重要的一步就是对A1、A2、A3三块(4～20)mA输入输出转换卡进行标定，以保证指令和反馈的精度。

3 故障代码原因分析

STOCK给煤机控制系统具有故障自动检测功能，当故障发生时，会自动报警或停车，点亮状态指示灯并输出接点信号，记下故障代码。无故障码引起的停车，则跳闸 (TRIP)指示灯不亮，记录。当报警(ALRAM)或 TRIP指示灯亮，说明有故障存在，可按“ERROR RECALL(错误信息报告)”键显示故障码。

故障有两种情况:一种是跳闸，表明存在一个使给煤机已经停机的严重问题。如反馈信号丢失，电机启动器有故障、转速错误或探测到给煤机出口堵塞、探测到皮带不运动、LOCAL就地或标定方式下皮带上存在物料时就会发生这种情况。另一种是报警，表示给煤机现在有需加以注意的问题，但还没有严重到需立即停止给煤机的运行。为(错误信息报告)了判别问题，按ERROR RECALL键，错误代码编号和诊断信息将会显示出来。典型的故障有以下几种。

3.1 故障码01:A/D转换器超出范围

可能原因有:①称重传感器或称重传感器电缆有缺陷。②称重传感器传感线路电压不正确;③A/D转换器有缺陷;④称重跨距上超重;⑤ CPU故障。

3.2 故障码02:读取错误 A/D

可能原因有:①称重传感器传感线路电压不正确;②A/D转换器有缺陷。

3.3 故障码03:测速器反馈丢失

可能原因有:①测速传感器感受到皮带驱动电机不转动，需检查测速传感器与电机齿轮之间的间距是否合适;②测速传感器故障;③电机是否故障。

3.4 故障码05:EEPROM书写错误

可能原因是U15芯片或插座有缺陷。

3.5 故障码07:给煤机出口堵塞

可能原因有:①给煤机出口阀门关闭或给煤机的出口落煤斗或落煤管堵塞;②给煤机出口堵煤传感器灵敏度不合适;③给煤机出口堵煤传感器故障。

3.6 故障码08:LOCAL或标定时皮带上有物料

可能原因有:①在 LOCAL(就地)或标定状态操作时皮带上旋叶报警器开关探测到物料的时间超过2 s;②皮带上有煤，需在 LOCAL(就地)或标定状态运行之前关上给煤机入口阀门，清空皮带。

3.7 故障码11:电机启动故障

可能原因有:①皮带驱动电机不通电或在接到命令2 s内断电，电机启动器或其辅助接触器可能有缺陷;②控制命令没有传送到变频器或变频器运行反馈丢失。

4 典型故障案例的处理及预防

4.1 给煤量突然增加，随后恢复到要求的给煤量

4.1.1 故障现象

给煤机在远方正常运行，给煤量响应DCS指令50 t。给煤率反馈突然急剧增加至86 t左右，煤机电机电流急剧上升，给煤机转速飞升，大约5 s后又迅速恢复至50 t左右。

4.1.2 故障处理方法

检查给煤量 DCS指令正常，给煤机控制系统A1卡、A12卡、A3卡等硬件工作正常。判断造成该故障的原因是由于现场干扰信号导致给煤机控制系统紊乱所引起。在给煤机2只称重传感器电缆上各加装1只用于抗干扰的屏蔽磁环，消除现场干扰信号后，给煤机控制系统工作正常。

4.1.3 采取预防措施

在其他给煤机上全部加装抗干扰屏蔽磁环，确保给煤机安全稳定运行。在给煤机运行期间一定要关闭给煤机控制柜门，尽量隔绝外界干扰信号。同时要尽量避免在给煤机控制柜附近使用大功率的对讲机、电焊机等设备，以免对给煤机控制系统造成干扰。

4.2 CPU板内部参数突然变化，给煤机停运。

4.2.1 故障现象

给煤机远程正常运行，给煤量响应DCS指令，给煤机突然故障跳闸，就地显示故障代码03，是给煤机皮带电机故障或电机测速探头故障。而且故障复位后给煤机不能启动。

4.2.2 故障处理方法

故障出现后，我们首先检查了给煤机皮带电机和电机测速探头，结果是正常。再检查给煤机系统参数设置时发现08项参数设置为0，变频器不接受给煤机控制系统A2板的输出，修改08参数为1后给煤机可以正常启动。给煤机在跳闸之前一直在远程正常运行，响应DCS指令，可以确定给煤机在启动前参数设置正确，08参数设置为1;但在跳闸后检查时发现08参数设置为0，导致给煤机无法启动。所以我们判断08参数是在给煤机运行期间从1跳变到0，结果出现给煤机CPU程序紊乱现象。

4.2.3 采取预防措施

为确保给煤机今后的正常运行，应在给煤机停机和备机期间对所有CPU板卡和库存备品备件进行检查测试。在有条件的情况下，提前在给煤机上试转。给煤机停机或检修后，再启动前应检查系统各参数设置，以确保参数设置的正确性。

4.3 运行信号突然丢失，出现短时间停运现象

4.3.1 故障现象

给煤机运行信号突然丢失，给煤量下降，给煤率反馈下降，给煤机电机电流下降，给煤机出现短时间停运现象，随即给煤机自动恢复正常运行。而且给煤机没有出现事故跳闸，就地也无报警信号。

4.3.2 故障处理方法

故障出现后我们经过分析认为导致该缺陷的原因可能有:①给煤机控制继电器FS触点发生抖动;②给煤机供电电源电压不稳，出现波动;③给煤机的CPU故障。但我们对给煤机进行检查时发现FS继电器触点吸合良好，给煤机供电电源电压稳定。最终我们确定是给煤机CPU板出现的软故障，造成了这样的故障出现。更换CPU板后，在运行期间再没有发现运行信号丢失的现象，处理效果良好。

4.3.3 采取预防措施

在给煤机启动前应仔细检查柜内接线，保证接线牢固，同时检查继电器及交流接触器闭合正常。检查给煤机各项参数设置，保证参数设置的正确性，在有条件的情况下，提前对给煤机进行试运转。

4.4 在动力电源波动或电源切换时出现跳闸现象

4.4.1 故障现象

运行人员在对给煤机动力电源进行切换时，由于给煤机控制系统瞬间断电，给煤机控制回路中自保持回路继电器断开，导致在给煤机电源切换过程中给煤机跳闸。

4.4.2 故障处理方法

经过认真研究给煤机控制原理，我们对给煤机控制回路进行了改造。在原有给煤机控制自保持回路中并联一路时间继电器，让时间继电器延时2 s断开。当给煤机做电源切换时，如果给煤机自保持控制回路瞬间出现掉电断开，但并联的时间继电器仍然导通，当给煤机动力电源切换完成后，给煤机能够保持正常运行。

4.4.3 采取预防措施

检修人员应定期检查时间继电器工作正常，保证其状态良好。同时注意将延迟时间设置正确，否则无法实现保持功能。

4.5 给煤机给煤量无法增加

4.5.1 故障现象

运行人员远方启动给煤机，DCS指令从10 t/h增加至35 t/h，但给煤机实际给煤量始终为10 t/h。实际给煤量就是不响应 DCS指令，给煤量增加不上去。

4.5.2 故障处理方法

检查发现给煤机控制系统不接受 DCS指令的原因是A1卡故障，实际给煤量按给煤机内部参数设置的最小给煤量10 t/h给煤。更换新的A1卡后给煤机给煤量响应DCS指令，按照运行人员输入的给煤量给煤。

4.5.3 采取预防措施

在给煤机启动前应对 A1卡进行校准，保证 A1卡无故障。工作人员应对给煤机进行定期的检查，检查项目包括:①柜内所有接线是否牢固可靠;②给煤机控制系统板件是否牢固，插件是否接触良好;③给煤机控制系统参数设置是否正确;④给煤机称重系统是否需要重新标定;⑤给煤机 A1、A2、A3卡校准是否准确;⑥在条件允许的情况下，对给煤机进行试运行，在试运期间对给煤机进行启动停止实验，频繁变动给煤机给煤量指令，充分考察给煤机控制系统响DCS指令的能力。同时在试运期间检查给煤量反馈、电机电流、变频器频率、电机转速等信号是否正常;⑦在试运期间再次检查给煤机参数设置及反馈信号是否正常。

4.6 给煤机控制失控

4.6.1 故障现象

变频器12～33 Hz，给煤量10～22 t/h，在接受DCS4～20mA信号时，控制系统无反应，变频器输出无变化。给煤机控制失控，造成后续系统不能正常运行，查看自动诊断功能显示面板无错误代码。

4.6.2 故障处理方法

故障出现后我们对A1/A2/A3卡进行校验，一切都正常，煤量信号无变化，CRT操作器无反馈，测量电源板各部分电压也都正常。最后我们初步判断是CPU板坏了，更换备用CPU板后，给煤机恢复正常运行。CPU板返厂后，经过厂家确认为CPU板上196NT控制器程序有问题，更换芯片后正常。

4.6.3 采取预防措施

①更换测速探头的屏蔽电缆，做好绝缘;②加强对给煤机的定期维护;③定期对给煤机的A1/A2/A3卡进行校验，定期检测CPU板;④做好备件工作。

5 结束语

我们公司通过对给煤机控制系统进改造和缺陷治理，基本排除了给煤机控制系统所存在的安全隐患，大大地提高了锅炉运行的安全性和可靠性。