CN205101049U - 一种trt系统精准电液伺服控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种TRT系统精准电液伺服控制装置，属于电液伺服控制技术领域。目的是提供一种精准的电液伺服控制装置，稳定机组运行状态，提高设备利用率，装置包括伺服比例阀、位置传感器、DCS系统、PLC系统，DCS系统与PLC系统通过通讯连接，PLC系统连接伺服比例阀及位置传感器。DCS系统接收TRT系统顶压设定值及TRT系统顶压测量值，经PID控制后输出到PLC系统，PLC系统接收静叶角度输出值及静叶位置反馈值，经PID控制后输出到伺服比例阀，伺服比例阀驱动静叶动作，实现TRT系统的顶压调节精准控制。适用于各类TRT系统进行精准电液伺服控制。

Description

一种TRT系统精准电液伺服控制装置

技术领域

本实用新型具体涉及一种TRT系统精准电液伺服控制装置，属于电液伺服控制技术领域。

背景技术

TRT系统是利用高炉炉顶的煤气压力能和气体余热能，通过透平膨胀做功而带动发电机发电的装置，回收在高炉减压阀组因强制节流和形成噪音而消耗掉的能量，同时又提高了高炉的生产特性和煤气的使用效率。但因TRT系统受高炉炉顶压力和煤气量波动大，尤其是液压伺服控制系统频繁发生故障等原因干扰，TRT机组设备维护困难，高炉煤气的余压余热能利用较低TRT发电量偏低，TRT的自动控制系统、电液伺服控制系统的稳定运行便成为发电机组安全高效运行的关键。

电液伺服控制系统中，伺服控制器是整个控制系统的核心，BOSCHREXROTH、YUKEN、PARKER、MOOG、BOSCHREXROTH等很多进口伺服阀相配套使用的伺服控制器多是利用集成电路来完成放大器的功能，这样不仅系统的整体稳定性受各种芯片、电子元件、电路板等的误差影响，而且通过电位计对系统参数的调整不能做到精确，给系统的调试及使用造成很大的不方便。确保TRT发电机组的精准电液伺服控制，保证系统长期稳定运行，不仅能降低钢铁企业生产成本，节能降耗，减少环境污染，而且有着更为可观的经济效益和社会效益。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是提供一种精准的电液伺服控制装置，稳定机组运行状态，提高TRT系统设备利用率，一种TRT系统精准电液伺服控制装置，包括伺服比例阀、位置传感器，所述TRT系统精准电液伺服控制装置还包括DCS系统、PLC系统，所述DCS系统与PLC系统通过通讯连接，所述PLC系统连接伺服比例阀及位置传感器。

伺服比例阀用于调整静叶位置，位置传感器用于测量静叶当前位置，DCS系统接收操作人员输入的TRT系统顶压设定值及TRT系统自带的压力传感器测量到的TRT系统顶压测量值，经PID控制后输出静叶角度输出值到PLC系统，PLC系统接收静叶角度输出值及位置传感器测量到的静叶位置反馈值，经PID控制后输出伺服比例阀阀芯位置输出值到伺服比例阀，伺服比例阀驱动静叶动作，实现TRT系统的顶压调节精准控制。

进一步的，所述PLC系统包括电源模块、CPU模块、输入模块、输出模块，所述CPU模块分别连接电源模块、输入模块、输出模块。所述PLC系统还包括与输出模块连接的触屏设备。

进一步的，所述TRT系统精准电液伺服控制装置还包括与DCS系统连接的设定值信号隔离器及测量值信号隔离器。

进一步的，所述伺服比例阀为直动式伺服阀。

进一步的，所述位置传感器为磁致伸缩位移传感器。

进一步的，所述DCS系统为双冗余DCS离散型控制系统。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的TRT系统精准电液伺服控制装置，有利于稳定机组运行状态，提高了TRT系统设备利用率，核心控制系统选用双冗余DCS离散型控制系统，该控制系统安全性、可靠性高，灵活性强，支持带电热拔插，支持在线下载新增加的控制逻辑程序，支持在线添加IO模板，并且通过局域星型环网可以现实多个控制站共享数据,是目前工业控制主流的控制系统类型。PLC系统取代传统伺服控制器，利用系统PID功能块替代集成电路来完成伺服控制功能，实现控制精确性高、可靠性高，抗干扰能力强、线性好、死区小、灵敏度高、动态性能好。控制装置适用性强，设备造价低。一套控制装置可同时调节多个液压伺服设备，并可根据实际设备的型号选择需控制信号的类型。通过通讯模块可有效利用触屏设备监测PLC系统内各参数的运行情况，可实现参数的数字式调整，有利于伺服系统的故障分析及处理。适用于TRT系统进行精准电液伺服控制。

附图说明

图1为本实用新型一种TRT系统精准电液伺服控制装置的结构示意图；

图2为图1中PLC系统的结构示意图。

附图标记如下：

1、伺服比例阀；

2、位置传感器；

3、DCS系统；

4、PLC系统；

5、设定值信号隔离器；

6、测量值信号隔离器；

41、电源模块；

42、CPU模块；

43、输入模块；

44、输出模块；

45、触屏设备。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明：

如图1所示，一种TRT系统精准电液伺服控制装置，包括伺服比例阀1、位置传感器2，TRT系统精准电液伺服控制装置还包括DCS系统3、PLC系统4，DCS系统3与PLC系统4通过通讯连接，PLC系统4连接伺服比例阀1及位置传感器2。

本具体实施方式中选用日本横河公司CS3000冗余DCS系统3作为控制核心，实现机组转速调节、炉顶煤气压力调节、紧急停机等重要设备的一级PID控制，再利用西门子S7-300型PLC系统4取代传统伺服控制器，实现驱动液压阀门的二级PID控制，DCS系统3连接设定值信号隔离器5及测量值信号隔离器6，克服系统的各种外部干扰。

PLC系统4使用可编程控制器实现伺服控制器功能，如图2所示，其主要设备包括：CPU模块41、电源模块42、输入模块43、输出模块44、触屏设备45。其主要作用完成阀门位置信号采集，接受DCS控制信号指令，伺服阀控制指令输出。硬件选型包括CPU模块41：315-2DP6ES7315-2AG10-0AB0；PS电源模块42:6ES7407-0KA02-0AA0；标准信号AI模拟量输入模块43:6ES7331-7KF02-0AB0；AO模拟量输出模块44:6ES7332-5HF00-0AB0；伺服比例阀1选用MOOG公司的D633型直动式伺服阀；位置传感器2选用PTS420磁致伸缩位移传感器。

SIEMENSS7-300的I/O模块可以通过便捷的模板卡跳线实现各种伺服阀的控制要求，并通过模板组态来实现。

TRT系统精准电液伺服控制装置的DCS系统3与PLC系统4操作及整个系统的使用可由技术人员根据公知技术容易的实现，具体使用方法如下：

一、确定静叶控制模式及思想理念，利用横河CS3000实现高炉顶压的第一级PID控制，把比较后的目标输出值通过硬线传输至西门子PLC，再由西门子PLC进行二级PID控制驱动现场设备，最终实现顶压调节功能。

二、进行西门子PLC的硬件选型及组态，配置后可同时控制最多8套伺服比例阀，根据现场实际液压伺服阀的型号选择相应的控制输出信号。

三、利用西门子PLC编程软件实现伺服控制功能的PID

利用S7-300功能块实现伺服控制器的PID功能，经过对西门子PID功能块的学习研究，完成功能块参数的整定及伺服控制系统的调试。

然后进行现场的实际组态。利用位置传感器用来测量实际位置信号，并将其转换成对应的电流信号或电压信号作为反馈信号，同时系统还接收来自控制室位置指令信号，将位置给定、位置反馈信号通过I/O模块采集、软件组态实现线性标定，作为给定值(SV)及实际值(PV)。调用系统功能块建立相应的DB块，完成对应参数的填写，将功能块的输出做一定的限位，通过输出模块作为伺服阀的控制指令。控制系统可以通过防真软件或现场在线实现系统调试，优化系统参数实现系统的最优控制。

四、利用西门子PLC的通讯功能，配备相应的触屏设备45来时时监控设备状态，使设备的故障排查更加直观，并可以根据现场实际要求来调整PID系统参数，更好的控制设备的运行精度。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种TRT系统精准电液伺服控制装置，包括伺服比例阀、位置传感器，其特征在于，所述TRT系统精准电液伺服控制装置还包括DCS系统、PLC系统，所述DCS系统与PLC系统通过通讯连接，所述PLC系统连接伺服比例阀及位置传感器。

2.如权利要求1所述的TRT系统精准电液伺服控制装置，其特征在于，所述PLC系统包括电源模块、CPU模块、输入模块、输出模块，所述CPU模块分别连接电源模块、输入模块、输出模块。

3.如权利要求2所述的TRT系统精准电液伺服控制装置，其特征在于，所述PLC系统还包括与输出模块连接的触屏设备。

4.如权利要求1所述的TRT系统精准电液伺服控制装置，其特征在于，所述TRT系统精准电液伺服控制装置还包括与DCS系统连接的设定值信号隔离器及测量值信号隔离器。

5.如权利要求1所述的TRT系统精准电液伺服控制装置，其特征在于，所述伺服比例阀为直动式伺服阀。

6.如权利要求1所述的TRT系统精准电液伺服控制装置，其特征在于，所述位置传感器为磁致伸缩位移传感器。

7.如权利要求1所述的TRT系统精准电液伺服控制装置，其特征在于，所述DCS系统为双冗余DCS离散型控制系统。