新乡技改工程2×135MW机组为440t/h循环流化床机组，DCS采用了SIEMENS公司的SIMATICPCS-7系统。锅炉侧大部分风
机进、出口挡板执行器和机组旁路系统执行器采用了SIEMENS公司的SIPOS5执行器，共20台。这20台SIPOS5执行器是智
能一体化的整体调节型执行器，输入、输出信号都是4～20mA标准信号，执行器性能优良，使用效果不错，但在与DCS接口上出现了不能正确显示的问题。
结论先行:新乡某 2×135MW 循环流化床机组的 20 台 SIPOS5 智能执行器,阀位反馈在开度 30%~40% 及以上时 DCS(SIMATIC PCS-7)不能正确显示,而执行器本体显示与万用表实测均正常。根因是执行器反馈信号的对地电压与 DCS 模件输入允许值不匹配(AI 模件 6ES7331-7KF02-0AB0 允许输入端与模拟地 MANA 间直流电压仅 2.5V)。两种可行解法:①反馈端加装光电隔离器;②将执行器阀位指令负端与执行器模拟地短接——工程最终采用方案②,省去 20 个隔离器的投资与二次接线,改造后所有执行器运行良好。
在调试执行器初期，执行器就地及远方操作正常，阀位反馈在DCS画面上也显示正常。但随着机组的试运行，一些问题就逐渐暴露出来。如执行器开度在较小范围内可以显示阀位反馈，但DCS不能正确显示其整个行程的阀位反馈。即DCS的输出在全行程上能控制就地执行器，且执行器本体显示的阀位反馈与DCS输出指令一致；用万用表测量的反馈电流也与指令平衡；当阀位反馈在30%～40%或以上时，DCS不能正确显示。
上述情况在其他机组的调试过程中，在某些执行器上也曾经出现过，通过在阀位反馈端加装光电隔离器解决了问题。为了查清原因，我们采取了下述步骤：
六步排查的操作与结果如下——思路是“先隔离变量,再查两侧地线结构,最后实测电压”:
| 步骤 | 操作 | 结果与说明 |
|---|---|---|
| 2.1 | 将 DCS 反馈回路与 DCS 断开,手动操作执行器 0→50%→100% | DCS 画面反馈仍显示断线;万用表实测执行器反馈与 DCS 指令一致——反馈回路断开不影响执行器操作 |
| 2.2 | 在执行器阀位反馈端加装光电隔离器 | 手动操作执行器,全行程阀位反馈在 DCS 上显示正常 |
| 2.3 | 查阅 DCS 硬件手册 | AI 模件型号 6ES7331-7KF02-0AB0,输入通道与总线、通道与控制电源均经光电隔离;输入端与模拟地 MANA 之间、通道共模直流电压允许值均为 2.5V |
| 2.4 | 查阅执行器说明书并实测 | DCS 电流输出负端未与执行器 MANA 相接,而执行器反馈负端与 MANA 相连;DCS 输出负端又与 DCS 的 MANA 相接——反馈负端电势与 DCS MANA 存在差别,可能影响正确采样 |
| 2.5 | 用万用表电压挡测量 | 执行器反馈端子与 DCS MANA 之间的电压超出模件允许范围 |
| 2.6 | 在执行器侧将 DCS 阀位指令负端与执行器 MANA 短接,反馈不加隔离器 | 全行程阀位反馈在 DCS 上显示正常 |
经过上面的操作，初步断定：由于执行器反馈信号的电压与DCS的模件输入之间不匹配，因此，DCS不能正确显示阀位反馈。
编者注:原文第 3 节引用的“表 1”(低旁执行器加装光电隔离器前、后及指令负端短接后的电压比较数据)在早期网站迁移中未随文保留,数据以正文描述为准。
为了进一步查清原因，对多台执行器的反馈信号与DCS的MANA之间的电压进行了测量，并且在执行器的反馈上加装光电隔离器后以及执行器指令负端与执行器的MANA短接后进行了同样地测量，获得了大量数据。经过对数据的分析与比较，也证实了我们上述的判断。表1为低旁执行器加装光电隔离器前、后及指令负端短接后电压的比较表。
4.1新乡技改工程2×135MW机组出现SIPOS5执行器开度在较小范围内可以显示阀位反馈，但DCS不能正确显示整个行程阀位反馈的问题。经对多台执行器的反馈信号与DCS的MANA之间的电压进行测量和在执行器的反馈上加装光电隔离器后及执行器指令负端与执行器模拟地短接后的测量，在对测量数据的分析、比较后，查明问题的原因是：执行器反馈信号的电压与DCS模件输入之间不匹配，因此，DCS不能正确显示阀位反馈。
4.2经过分析与比较，最终选取将执行器指令负端与执行器的模拟地短接的方法解决问题。这样不仅可节省购买20个光电隔离器的设备投资，也省去了因安装光电隔离器的二次接线问题，为加快机组的试运行创造了条件。
两种可行方案的对比如下:
| 方案 | 做法 | 效果与代价 |
|---|---|---|
| A. 加装光电隔离器 | 在每台执行器阀位反馈端加装光电隔离器(其他机组调试中已验证的做法) | 全行程显示正常;20 台需购 20 个隔离器,增加设备投资与二次接线工作量 |
| B. 指令负端与 MANA 短接(最终采用) | 在执行器上将 DCS 阀位指令负端与执行器模拟地短接 | 全行程显示正常;节省 20 个隔离器投资,免去二次接线,加快机组试运行 |
4.3采取这一经过改进的措施后，到目前为止，所有执行器运行良好，没有再出现上述问题。
遇到 SIPOS/AUMA 等进口执行器与 DCS 的信号匹配、调试或备件问题?欢迎提交询价。
