概述 　　菏澤電廠熱網加熱器水位調節(jié)系統(tǒng)有2套，原設計均采用電動單元組合儀表，系統(tǒng)調節(jié)設備落后，穩(wěn)定性差，特別是變送部分為DDZ—Ⅱ型力平衡差壓變送器，其結構和動作過程如圖1所示。 　　該變送器具有零點漂移、變差大、抗振性能差、線性不好等缺點，自建廠以來，該系統(tǒng)水位就不能自動控制，熱網加熱器一直以低水位運行，調節(jié)門全開，直接影響加熱器的熱效率和安全運行以及自動投入率的提高。為菏澤電廠爭創(chuàng)全國一流發(fā)電企業(yè)，特制訂出熱網加熱器水位調節(jié)系統(tǒng)改造方案：將DDZ—Ⅱ型電動單元組合儀表改造為KFL型基地調節(jié)儀。 1 總體思路 　　DDZ—Ⅱ型調節(jié)設備全部拆除，原加熱器水位變送器測量筒取樣法蘭安裝KFL調節(jié)儀測量筒和浮子；調節(jié)儀安裝于測量筒上部，位于4．5米加熱器平臺，通過氣源管路和輸出管路與零米的氣動執(zhí)行器和氣源母管相連接。 2 原設計控制系統(tǒng)分析 　　熱網加熱器水位由DBC差壓變送器轉換為0-10mADC信號，經輸入回路轉換為0-2V的直流電壓信號，并與給定值信號進行比較，兩者之差構成的偏差信號與反饋回路來的反饋信號比較后進入調制器，調制成交流信號，再由交流放大器進行放大，經檢波放大后成為0-10mADC信號輸出至伺放，控制執(zhí)行機構，系統(tǒng)所屬設備如表1。 2.1 DBC差壓變送器 　　在力平衡情況下，對應于一定的矢量角θ和反饋線圈的匝數W，變送器的輸出電流ISC與被測壓力（或差壓）成正比，改變矢量角θ和反饋線圈的匝數W，則可改變儀表的量程。矢量機構的矢量角可用量程調整絲桿來連續(xù)調節(jié)，其變化范圍為4?！?5。，反饋線圈匝數W可通過變動其中間抽頭的連接方式來改變，變送器的零點調整是通過調零螺絲，改變調零彈簧的拉伸程度來實現。 2.2 自激振蕩調制放大器 2.3反饋回路 3 控制方案選擇 3.1 技術方案 　　熱網加熱器水位調節(jié)系統(tǒng)采用基地式調節(jié)方案，包括#1熱網加熱器水位調節(jié)系統(tǒng)和#2熱網加熱器水位調節(jié)系統(tǒng)。需新敷設一路控制氣源管路，供給調節(jié)儀和執(zhí)行器氣源，調節(jié)儀的輸出通過管路接入執(zhí)行器上的閥門定位器，并由壓力表指示輸出壓力值，系統(tǒng)所屬設備如表2 3.2基調系統(tǒng)原理 　　通過浮筒浮力的變化測量熱網加熱器水位，在測量值和給定值相等即偏差為0時，指示比較機構上的測量指針PV（紅色）和給定指針SP（綠色）重合，并在刻度標尺上指示出即時的壓力測量值，此時，基調儀處于平衡狀態(tài)，其輸出停留在某個值上（運行人員要求為450mmH2O）。 　　當熱網加熱器水位受機組運行工況變化，引起抽汽加熱參數變化，以及熱網用戶數、暖器水溫變化等影響，偏離給定值時，如圖7所示的水位測量單元立即將水位變化線性地轉換成轉角的變化，并通過連桿推動測量指針轉動，此時，PV與SV不再重合，在刻度標尺上可以看出PV相對于SP的偏差值PV-SP，指示比較機構上的差動片將此PV-SP通過偏差連桿推動比例單元上的控制擋板，擋板的位移使噴嘴的背壓發(fā)生變化，經放大器放大，經過切換單元成為輸出氣壓。 　　輸出氣壓被分流并引入反饋回路，產生PI調節(jié)功能，反饋經由氣容和可變氣阻構成的積分單元阻尼后進入如圖8所示的積分波紋管，轉換成位移，同樣通過反饋桿推動控制檔板，使輸出壓力增加，實現所需的積分正反饋以獲得積分控制作用。這正反饋由于受到積分單元的阻尼作用而逐步增加，因而輸出壓力也是持續(xù)不斷地升高，只要水位沒有回到給定值即還存在偏差，這正反饋不會停止，輸出壓力將一直升上去，直到偏差回零為止，如若偏差長時間降不到零，輸出壓力可能會達到飽和(接近氣源壓力)。上述正、負反饋是在反饋桿上疊加起來的，因此，完整地形成了儀表的PI控制功能。輸入偏差和正負反饋均以位移的形式在控制檔板的x軸和y軸方向同時作用在控制檔板上，因此，控制檔板既和噴咀組成位移一壓力轉換元件，同時又起著比較元件的作用。偏差位移和正負反饋位移在控制檔板上不斷地反復地進行比較，直到平衡，控制過程結束。 4 基調儀調試 4.1零點、量程及線性調試原理 4.1.1零點調整 　　零點調整是指在被測參數為初始(最小)值的條件下，通過調整使指針指在O%刻度處。 　　從圖11可知，如果此時指針不指在0%處，只要改變傳遞連桿的長度就等于在擺臂不動的條件下改變了從動桿的初始位置(角度)。從而改變指針初始位置，增大或減小指示值，直到指在0%處完成零點調整。 　　根據調零的含義，凡是能改變指針位置的調整都有調零作用，因此，改變指針與指針架的相對位置，即搬動指針角度也是一種調零方式，但這種方法常用來粗調整，只有指針初始位置離0%刻度處較遠時，或調零螺母已到極限位置時才用搬指針角度的調零方式。由于四連桿機構中的各調整因素多是互相交織在一起的，一個調整部位往往有2種或3種調整作用，這當中只有一種是最靈敏的，例如，改變傳遞桿長度可以有調零作用，也有改變量程的作用，還有改變線性的作用。但是，在這些作用中，只有改變零點的作用最強，調整最靈敏，因此，調整傳遞連桿長度被看作儀表零點調整，而這個調整中出現的量程變化和線性變化則視為零點調整對量程和線性的影響。在四連桿機構的調整中，像這種交互影響的情況是每種調整中都有的，不單是調零，下面要介紹的調量程和線性調整中也都分別有其它的副作用產生。連桿機構調整中的這種非單一作用是調整繁鎖的主要原因，往往需要反復幾次才能把零點、量程及線性調整得好。 4.1.2量程調整 　　量程調整通過改變主從桿長度比的方式進行。由于主從桿長度比改變后，主從桿擺動的角度倍率將發(fā)生變化，在指針轉角被限定后，角度放大倍率的變化就意味著輸入位移或轉角的量程有變化，即被測參數的量程有變化，這是輸入量程調整作用。 　　量程調整也包括在輸入信號量程不變的條件下，通過調整使輸出信號(指針轉角)為滿量程，即滿刻度指示，實際上，這兩種調整是一回事，只是基準不同，著眼點不同。 　　連桿機構中，主動桿伸長或從動桿縮短時，角度放大倍數將變大，輸入量程即變小或輸出量程變大。例如，主動桿伸長，即圖11中的擺臂有效長度增大，即它輸出的位移總量增加，故從動桿e的轉角增大，但由于擺臂的轉角總量并未變化，所以角度放大倍數增大，等于輸入量程減小(指針轉角不變的條件下)或輸出量程增大(指針轉角增大)。 　　能夠實現這種調整的具體結構除了圖11中擺臂上的量程微調機構外，還有該機構滑動塊上的3個懸掛連桿的孔及桿e上3個懸掛連桿的孔。連桿懸掛在不同的孔位上就等于改變主從桿的長度，故有調量程的作用，但這兩處是粗調量程時使用的。當輸入輸出量程差距較大時，應當首先改變連桿懸掛孔位予以粗調后再微調。 4.1.3線性調整 　　連桿機構線性調整主要是將連桿機構置于最佳形狀上，同時要置于最佳工作狀態(tài)上，所謂最佳形狀即平行四邊形的形狀，此時主從桿長度相等，傳遞桿2與虛擬桿4長度相等。根據三角幾何學的知識便可知道，這種形狀下主從桿轉角將一致，不會有非線性出現。但這種理想狀態(tài)在實際結構中幾乎是不存在的，在許多因素約束下，實際結構尺寸都要偏離這個最佳形狀。 　　在非最佳形狀下，四連桿機構就會或多或少有非線性產生，為使非線性最小，四連桿的工作狀態(tài)應處于對稱工作位置上，三角學可以證明，當輸入信號為50%時，若主動桿與從動桿都能保持與傳遞桿2成90?；蚪咏?0。，那么連桿機構傳遞非線性將最小，此時，主動桿和從動桿基本上是處于左右對稱的工作狀態(tài)。 　　根據上述兩個原理，線性調整應盡量朝著最佳形狀努力，并盡量使輸入50%信號時的主從桿與傳遞桿夾角相等接近90°，這樣的連桿機構自身的非線性是最小的。 在實際調試中，由于主動桿角度是受測量單元的限制不能改變，故只能通過改變從動桿圖11中的e桿的角度，即分別通過扇形板固定螺釘以調整，松開螺釘搬動扇形板即可實現調整。 4.1.4四連桿指示機構調試要領 　　四連桿的指示機構調校很繁鎖，一般都要反復幾次進行調校，為了調校的順利，既要遵循一些指導原則，更要靠實踐經驗的積累，如果一開始就把某一項調試置于理想值上，則后來的其它調校未必會順利，在正式調校前要先將四連桿機構置于接近最佳的狀態(tài)是后面調校順利進行的關鍵。在正式調校中參數的調整應予先估計到其它調整的影響量是減少調整反復次數的關鍵。 調整按零點、量程、線性的次序，在前兩者基本完好后，即檢查和調整50%時主從桿與傳遞桿的夾角是否近于相等；為了觀察和記憶的方便，使其中一個為90°是最簡單的，否則應盡量使其接近相等。此<