菲斯特转子秤电控系统升级改造

孔建平，张全然，张彦杰，崔胜亮，张士海

(台泥(辽宁)水泥有限公司

《中国水泥》

0引言

我公司4500t/d熟料生产线喂煤秤采用天津菲斯特Proportioning rotor scale,type“DRW 4.12”(窑Kiln)、

Proportioning rotor scale,type“DRW 4.14”(分解炉Pre-calciner)用于煤粉配料。生产线于2010年5月投产，运行十多年以来平均每年都要有两三次故障跳停，甚至出现过停产待修情况。因此导致的直接和间接经济损失达到上百万元。经过多方面考研查证，对转子秤电控系统进行升级改造，改造后运行稳定性效果显著。

1存在的问题及原因分析

1.1存在的问题

(1)抗干扰性差，菲斯特电控系统，控制单元之间为串行通讯，该方式有很多缺点：数据传输相对较慢；传输距离有限；容易受到干扰；需要更多的系统资源。因此也造成了该系统稳定性较差，受到干扰后精度会受到不利影响，实际运行中也是经常出现莫名其妙的通讯故障，转子故障，系统故障等报警。

(2)维护成本高，该系统的CSC,CPI,CDMV等控制模块只能使用专用备件，供货渠道狭窄，因此备件采购费用偏高，货期不能保证。

(3)日常维护操作不便，该系统因无人机界面，故障发生时需要电脑或手操器联机方可查看故障记录，日常标定也是如此，而且联机设备也不支持中文语言，给操作带来极大不便。

(4)对窑系统的热工制度影响较大，该系统能否稳定运行，直接影响窑系统的热工制度，和余热发电系统的稳定，严重时甚至会影响到水泥分厂和矿山分厂的运行(电力制度容改需改革)。因此，转子秤的电控系统必须要高度稳定性。

1.2原因分析

(1)菲斯特转子秤为进口技术，由于技术壁垒及贸易壁垒影响造成了该设备备件昂贵，货期长，供应渠道窄，操作语言不支持中文，对技术人员外语水平要求高。

(2)串行通讯的信号传输方式更是不适合用于高电力干扰的环境，因此造成了系统严重的不稳定性。

2转子秤电控系统国产化改造措施

以市场上随手可得的西门子S7-200smart系列PLC为核心，重新编程，取代原来菲斯特公司专有的CSC主控制器和全部I/0模板，实现核心部件的通用化。

重新配作电气控制盘柜，柜内电气元器件全部选用国产或合资生产的知名品牌，如空开、继电器、接触器、电源、信号隔离器、信号变换器、接线端子等，真正实现备品备件的国产化和通用化。

保留原来的交流电机驱动部分，交流电机调速采用时下通用的ABB公司的ACS580变频器，改善了原SEW变频器不支持中文语言的功能。

采用通用的西门子SMARTLINE触摸屏作为人机界面，弥补了原来菲斯特公司的电控柜无人机界面的不足，实现全中文操作界面，使人机对话和故障查找简单易行。使秤的维护维修、标定等工作简单易学。只要让普通电气人员学习一下简单的中文说明书，就能胜任该秤的所有维护维修、标定等工作。

全部模拟量输入输出都要求经过模拟量隔离模块隔离，以滤除干扰，确保模拟量的稳定准确，保证秤的控制精度要求。

为了避免六线制变送器在模数转换时的时间延迟，影响动态瞬时控制精度，荷重信号变送器采用PT350C四线制变送器，同时考虑环境因素对测量精度的影响，把PT350C放在现场控制箱中。

采用图尔克脉冲/电流变换器，把电机转速(4~20mA)信号送到PLC。

委托深圳赛美特科技发展公司进行编程设计，并配制新的电气控制盘柜，台泥(辽宁)水泥有限公司作为备件采购其成套盘柜，然后共同安装、调试、完成改造任务。

3改造前后主要参数对比

改造前后主要参数对比见表1。

4改造成本

按照上面所述的预定实施方案，深圳赛美特科技发展公司给出整个两套控制系统代换价格为38万元人民币(含软件)。而PFISTER两台控制柜中CSC主控制器加上现场CPI信号采集模板的价格约为15万元人民币。这意味着PFISTER秤几个主要控制备件的价钱，将近我们代换两台秤电控系统一半的价格。而替换下来的PFISTER控制柜又可为集团其他的公司PFISTER秤提供备件。这样算下来，我们实行此代换计划，相当于只花费8万元。初略估算只要避免了一次故障停机便可收回全部投资。

另外，改造后电气控制系统的元器件，不但通用性好，采购方便，而且价格也非常便宜。市面上随时可以买到现货，减少了专用备件的储备量，缩短了采购周期。

5改造效果

5.1计量精度和稳定性对比

图1和图2是改造前后喂煤趋势比较，从控制画面观察喂煤量稳定，代换后的计量误差小于1%,其计量精度完全可以满足生产要求。

5.2备件通用性比较

改造前后菲斯特称的电控系统见图3、图4。通过图3和图4比较，就可以明显看出，新的电气控制系统采用的都是市场上随处可见的通用电气元器件，我们不再局限于菲斯特高额的专用备件费用。