煤层厚度仪频繁损坏的原因分析

煤层厚度仪频繁损坏的原因分析 煤层厚度仪计频繁损坏的原因分析 姓名:李强 单位:丽江水泥有限责任公司 关键词:共阳极;共阴极;DCS;仪 1(引言 丽江水泥有限责任公司建有一条2000T/D熟料生产线，煤磨采用沈阳重型机器有限责任公司MPF2015立式磨煤机，煤粉产量30t/h，采用 3套DC-LVDT传感器和KHY-300仪表检测磨辊与磨盘之间的位移来测量磨内煤层厚度,仪表电源DC24V 量程是0-80mm，输出信号4-20mA。 2(提出问题 料层厚度检测仪(以下简称仪表)自2007年12月使用以来经常出现问题， 使用一段时间后中控反应料位不准，检查发现两块仪表损坏，检查线路及其它相关设备未发现问题，更换后使用不久，故障又重复出现，仪表工检查仍然没有发现问题。 3(原因分析 3(1现状调查 丽江水泥有限责任公司生产线采用罗克韦尔(ROCKWELL)DCS系统,模拟量的输入和输出由模拟量(AI/AO)模块完成，考虑到现场设备及环境的复杂情况，部分通道在现场设备和模块之间加入了隔离器，防止高电压和大电流窜入模块而导致损坏。在实际应用中，该系统带24V供电的输入模块没有隔离器，部分有源仪表到DCS的信号也没有隔离器，输出模块也有部份没有隔离器。仪表与AI模块间就没有加装隔离器，接线原理如 图1，开关电源输出+12V电源给仪表，三块仪表分别输出与以料层厚度应的4-2mA信号到AI模块。 3.2综合分析 通过查阅仪表明后终于发现了问题，由于当初安装公司和院、现场管理人员、货物采购员、仪表生产商在信息沟通上不及时，致使设备选型与设计不相符合，仪表安装人员和现场管理人员没有发现此仪表出信号是共阳极的，而丽江公司的DCS系统是共阴极的。在这个系统中，当一块仪表 AI模块 KHY- 一通道 300表开关电 11IAO源 1 KHY-AC220V DC12V 300表二通道 2 KHY- 300表三通道 3 图1 与AI模块连接时不会出现什么危险，二有两块以上仪表与AI模块连接 时情况就有所不同了。因为三个仪表用的是一个电源，仪表是共阳极输 出，就等于3块仪表输出信号的正极是等电位;而DCS系统是共阴极的， 也就是说AI模块的信号负端是等电位，概括起来就是，三块仪表的信 号正负端被强制连通，输出完全相等;另一方面，就仪表而言三块仪表 的输出信号仅受煤层厚度控制，不受负载影响，即具有很好的恒流特性，当三块仪表所检测的煤层厚度差不多时，仪表暂时不会出现大的问题，但时当三块仪表所检测的煤层厚度相差较大时，冲突就发生了，一方面仪表检测的料位要求输出信号变化，另一方面外部的线路却阻止输出信号的变化，所以仪表内部不断的加大输出变化的力度，企图改变输出信号，而这种努力都是徒劳的，最终导致仪表超出控制极限而损坏。这也就能说明为什么接上三仪表后不会立即损坏，而后损坏也只会坏两块个:刚接上三块仪表时三块仪表所检测的煤层厚度基本一样，输出也基本相等，微小的差别由线路电阻抵消掉，所以不会坏，运行一段时间后，由于某种原因致使三仪表检测的煤层厚度相差较大时，仪表也就损坏了，而当两个仪表损坏后就没有输出了，一块个仪表也就没有冲突了，所以还能运行。 4.实施方案 查出原因后，解决办法有三个:第一个:增加两个12V直流电源，三块仪表使用三个独立的电源;第二个:换用共阳极仪表;第三个:在三块仪表输出端增加隔离器。我们采取了第三个方案，因为方案一和方案二都有可能有故障高压和大电流窜入AI模块，导致模块损坏。而方案三不但解决了仪表与DCS冲突的问题，还能防止其它故障损坏AI模块。方案三改造后如图2。 5.效果 丽江公司采用方案三后，三个层厚度检测仪从2008年5月运行至今，KHY-300仪表再也没有因为类似的情况损坏过。 AI模块 KHY-30开关电源 隔离器1 0表 通道1 KHY-30 AC22通道2 隔离器2 0表 00000DC12V 000V KHY-30通道1 隔离器30表 图2 作者: 时间:2009年6月5日 专业论文 煤层厚度仪频繁损坏的原因分析 单位:单位:丽江水泥有限责任公司 申报专业:电气助理工程师 作者:李强 二〇〇九年六月十二日