概述 　　菏澤電廠熱網(wǎng)加熱器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)有2套，原設(shè)計均采用電動單元組合儀表，系統(tǒng)調(diào)節(jié)設(shè)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(jié)構(gòu)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(wǎng)加熱器一直以低水位運行，調(diào)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(wǎng)加熱器水位調(diào)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(diào)節(jié)儀。 1 總體思路 　　DDZ—Ⅱ型調(diào)節(jié)設(shè)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(diào)節(jié)儀測量筒和浮子；調(diào)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(shè)計控制系統(tǒng)分析 　　熱網(wǎng)加熱器水位由DBC差壓變送器轉(zhuǎn)換為0-10mADC信號，經(jīng)輸入回路轉(zhuǎn)換為0-2V的直流電壓信號，并與給定值信號進(jìn)行比較，兩者之差構(gòu)成的偏差信號與反饋回路來的反饋信號比較后進(jìn)入調(diào)制器，調(diào)制成交流信號，再由交流放大器進(jìn)行放大，經(jīng)檢波放大后成為0-10mADC信號輸出至伺放，控制執(zhí)行機構(gòu)，系統(tǒng)所屬設(shè)備如表1。 2.1 DBC差壓變送器 　　在力平衡情況下，對應(yīng)于一定的矢量角θ和反饋線圈的匝數(shù)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(shù)W，則可改變儀表的量程。矢量機構(gòu)的矢量角可用量程調(diào)整絲桿來連續(xù)調(diào)節(jié)，其變化范圍為4?！?5。，反饋線圈匝數(shù)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(diào)整是通過調(diào)零螺絲，改變調(diào)零彈簧的拉伸程度來實現(xiàn)。 2.2 自激振蕩調(diào)制放大器 2.3反饋回路 3 控制方案選擇 3.1 技術(shù)方案 　　熱網(wǎng)加熱器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用基地式調(diào)節(jié)方案，包括#1熱網(wǎng)加熱器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)和#2熱網(wǎng)加熱器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。需新敷設(shè)一路控制氣源管路，供給調(diào)節(jié)儀和執(zhí)行器氣源，調(diào)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(shè)備如表2 3.2基調(diào)系統(tǒng)原理 　　通過浮筒浮力的變化測量熱網(wǎng)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(gòu)上的測量指針PV（紅色）和給定指針SP（綠色）重合，并在刻度標(biāo)尺上指示出即時的壓力測量值，此時，基調(diào)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(dāng)熱網(wǎng)加熱器水位受機組運行工況變化，引起抽汽加熱參數(shù)變化，以及熱網(wǎng)用戶數(shù)、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(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角的變化，并通過連桿推動測量指針轉(zhuǎn)動，此時，PV與SV不再重合，在刻度標(biāo)尺上可以看出PV相對于SP的偏差值PV-SP，指示比較機構(gòu)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(jīng)放大器放大，經(jīng)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(chǎn)生PI調(diào)節(jié)功能，反饋經(jīng)由氣容和可變氣阻構(gòu)成的積分單元阻尼后進(jìn)入如圖8所示的積分波紋管，轉(zhuǎn)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(xiàn)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(dá)到飽和(接近氣源壓力)。上述正、負(fù)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(fù)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(zhuǎn)換元件，同時又起著比較元件的作用。偏差位移和正負(fù)反饋位移在控制檔板上不斷地反復(fù)地進(jìn)行比較，直到平衡，控制過程結(jié)束。 4 基調(diào)儀調(diào)試 4.1零點、量程及線性調(diào)試原理 4.1.1零點調(diào)整 　　零點調(diào)整是指在被測參數(shù)為初始(最小)值的條件下，通過調(diào)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(diào)整。 　　根據(jù)調(diào)零的含義，凡是能改變指針位置的調(diào)整都有調(diào)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(diào)零方式，但這種方法常用來粗調(diào)整，只有指針初始位置離0%刻度處較遠(yuǎn)時，或調(diào)零螺母已到極限位置時才用搬指針角度的調(diào)零方式。由于四連桿機構(gòu)中的各調(diào)整因素多是互相交織在一起的，一個調(diào)整部位往往有2種或3種調(diào)整作用，這當(dāng)中只有一種是最靈敏的，例如，改變傳遞桿長度可以有調(diào)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(diào)整最靈敏，因此，調(diào)整傳遞連桿長度被看作儀表零點調(diào)整，而這個調(diào)整中出現(xiàn)的量程變化和線性變化則視為零點調(diào)整對量程和線性的影響。在四連桿機構(gòu)的調(diào)整中，像這種交互影響的情況是每種調(diào)整中都有的，不單是調(diào)零，下面要介紹的調(diào)量程和線性調(diào)整中也都分別有其它的副作用產(chǎn)生。連桿機構(gòu)調(diào)整中的這種非單一作用是調(diào)整繁鎖的主要原因，往往需要反復(fù)幾次才能把零點、量程及線性調(diào)整得好。 4.1.2量程調(diào)整 　　量程調(diào)整通過改變主從桿長度比的方式進(jìn)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(zhuǎn)角被限定后，角度放大倍率的變化就意味著輸入位移或轉(zhuǎn)角的量程有變化，即被測參數(shù)的量程有變化，這是輸入量程調(diào)整作用。 　　量程調(diào)整也包括在輸入信號量程不變的條件下，通過調(diào)整使輸出信號(指針轉(zhuǎn)角)為滿量程，即滿刻度指示，實際上，這兩種調(diào)整是一回事，只是基準(zhǔn)不同，著眼點不同。 　　連桿機構(gòu)中，主動桿伸長或從動桿縮短時，角度放大倍數(shù)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(zhuǎn)角增大，但由于擺臂的轉(zhuǎn)角總量并未變化，所以角度放大倍數(shù)增大，等于輸入量程減小(指針轉(zhuǎn)角不變的條件下)或輸出量程增大(指針轉(zhuǎn)角增大)。 　　能夠?qū)崿F(xiàn)這種調(diào)整的具體結(jié)構(gòu)除了圖11中擺臂上的量程微調(diào)機構(gòu)外，還有該機構(gòu)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(diào)量程的作用，但這兩處是粗調(diào)量程時使用的。當(dāng)輸入輸出量程差距較大時，應(yīng)當(dāng)首先改變連桿懸掛孔位予以粗調(diào)后再微調(diào)。 4.1.3線性調(diào)整 　　連桿機構(gòu)線性調(diào)整主要是將連桿機構(gòu)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(jù)三角幾何學(xué)的知識便可知道，這種形狀下主從桿轉(zhuǎn)角將一致，不會有非線性出現(xiàn)。但這種理想狀態(tài)在實際結(jié)構(gòu)中幾乎是不存在的，在許多因素約束下，實際結(jié)構(gòu)尺寸都要偏離這個最佳形狀。 　　在非最佳形狀下，四連桿機構(gòu)就會或多或少有非線性產(chǎn)生，為使非線性最小，四連桿的工作狀態(tài)應(yīng)處于對稱工作位置上，三角學(xué)可以證明，當(dāng)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。或接近90。，那么連桿機構(gòu)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(jù)上述兩個原理，線性調(diào)整應(yīng)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(gòu)自身的非線性是最小的。 在實際調(diào)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(diào)整，松開螺釘搬動扇形板即可實現(xiàn)調(diào)整。 4.1.4四連桿指示機構(gòu)調(diào)試要領(lǐng) 　　四連桿的指示機構(gòu)調(diào)校很繁鎖，一般都要反復(fù)幾次進(jìn)行調(diào)校，為了調(diào)校的順利，既要遵循一些指導(dǎo)原則，更要靠實踐經(jīng)驗的積累，如果一開始就把某一項調(diào)試置于理想值上，則后來的其它調(diào)校未必會順利，在正式調(diào)校前要先將四連桿機構(gòu)置于接近最佳的狀態(tài)是后面調(diào)校順利進(jìn)行的關(guān)鍵。在正式調(diào)校中參數(shù)的調(diào)整應(yīng)予先估計到其它調(diào)整的影響量是減少調(diào)整反復(fù)次數(shù)的關(guān)鍵。 調(diào)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(diào)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(yīng)盡量使其接近相等。此<