隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，閥島性價比不斷提高，新建電廠正在廣泛使用電磁閥島技術(shù)。閥島是氣電一體化控制模塊，已從最初多針接口發(fā)展到現(xiàn)場總線接口，現(xiàn)推出了可編程控制閥島及模塊式閥島。閥島與控制系統(tǒng)的信號傳輸采用通信線相連，不僅簡化了接線，而且簡化了復(fù)雜系統(tǒng)的調(diào)試以及診斷檢測等工作。
1總線閥島結(jié)構(gòu)及優(yōu)勢
ASCO的G3總線電磁閥島，就是把電磁閥輸出模塊、總線通信模塊、輸入/輸出（I/O）卡件集成布置在一個機(jī)架內(nèi)。該閥島采用圖文顯示界面，提供了直觀、便捷的調(diào)試、診斷及狀態(tài)信息；可設(shè)置網(wǎng)絡(luò)地址、波特率、I/O容量；能進(jìn)行負(fù)載短路及開路檢測、傳感器及電纜短路檢測、低壓或失電檢測、模塊故障檢測、自診斷、子網(wǎng)故障檢測、網(wǎng)絡(luò)故障檢測；自動恢復(fù)模塊（ARM）可在電路發(fā)生意外時對配置參數(shù)進(jìn)行保護(hù)，且將配置參數(shù)保存或下載到維修部件模塊內(nèi)。
電磁閥島模塊采用燕尾槽設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，方便模塊熱插撥，更換電磁閥時只需要拆下終端模塊，快捷的內(nèi)部配線結(jié)構(gòu)，接頭可快速連接。電磁閥采用金屬閥芯閥套結(jié)構(gòu)，抗污染能力強(qiáng)，免維護(hù)，壽命長。電磁閥的流量設(shè)計(jì)可達(dá)1000L/min，足以保證壓降略低于設(shè)計(jì)壓力時，仍能可靠地快速打開閥門。
每個電磁閥島最多可帶16個通信模塊，每個通信模塊最多帶32臺閥，一個通信模塊可帶16個I/O模塊，最大可支持1200點(diǎn)輸入/1200輸出。每個通信模塊可帶32個線圈，當(dāng)單雙電控混裝時，總線閥數(shù)不能超過32臺。
系統(tǒng)擴(kuò)展時，僅在最后新增加模塊，各個模塊的地址位置不會發(fā)生變化。
普通電磁閥箱內(nèi)電磁閥的控制信號采用硬接線接入DCS或PLC，電纜數(shù)量多，而電磁閥島與DCS或PLC通信連接，只需1根ProfibusDP總線電纜，大幅節(jié)省電纜及敷設(shè)工作。
2應(yīng)用案列
火電廠鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)由原水預(yù)處理、超濾反滲透、離子交換系統(tǒng)組成。水處理設(shè)備普遍使用氣動閥門，閥門布置相對集中，1個容器或1個模組架，只需設(shè)計(jì)1個電磁閥島箱，內(nèi)配通信模塊、電磁閥、數(shù)字量輸入卡件等，通過ProfibusDP總線與控制系統(tǒng)進(jìn)行通信傳輸。首先，統(tǒng)計(jì)工藝系統(tǒng)的氣動閥門，并分配到不同的電磁閥島箱，其次設(shè)計(jì)電磁
閥島主要元器件，根據(jù)工藝需要，氣動閥門選用雙電控或單電控電磁閥；統(tǒng)計(jì)氣動閥門數(shù)字輸入量模塊，確定氣動閥門是單路進(jìn)氣或雙路進(jìn)氣。最后設(shè)計(jì)電磁閥島主要元器件在閥箱內(nèi)的布置、閥箱對外進(jìn)出氣路數(shù)、電纜進(jìn)出線開孔尺寸。
下面以電廠鍋爐補(bǔ)給水離子交換的混床為例，對如何設(shè)計(jì)電磁閥島箱進(jìn)行介紹。
混床共有12臺氣動閥門：進(jìn)水閥、出水閥、反洗進(jìn)水閥、正洗排水閥、頂部排水氣閥、進(jìn)酸閥、進(jìn)堿閥、進(jìn)氣閥、上部排水閥、下部排水閥、產(chǎn)水排水閥和分析取樣閥。進(jìn)水閥、出水閥是氣動蝶閥，屬于雙氣動閥門，進(jìn)出2路氣源，其他閥門是氣動隔膜閥，屬于單氣動閥門，進(jìn)出只有1路氣源，在閥箱側(cè)面需要設(shè)1路總進(jìn)氣；12臺閥門開、關(guān)信號進(jìn)16點(diǎn)開關(guān)量輸入模件。進(jìn)水閥、出水閥采用雙電控電磁閥，其他10臺閥門采用單電控電磁閥。每個電磁閥島配1個電源、1個Profibus接口模件、2塊16點(diǎn)開關(guān)量輸入模件。
3故障排除
筆者曾參與多個項(xiàng)目電磁閥島調(diào)試，針對實(shí)際的應(yīng)用總結(jié)出如下排除故障的經(jīng)驗(yàn)。
3.1通信模塊故障
（1）電磁閥島通信不正常，應(yīng)檢查通信線接線是否正確，附近是否有干擾源，接地是否正確，接線有無松動，有無終端電阻及電阻值。
（2）由于通信電纜過長造成了信號的衰減、接地和電磁干擾、ProfibusDP通信頭的電阻值太小等。解決辦法：重新鋪設(shè)通信電纜，加裝中繼器，明確良好接地等措施，確保通信的網(wǎng)路正常。
3.2電源故障
主通信模塊可帶多個分支通信模塊，它不對分支通信模塊進(jìn)行單獨(dú)供電，否則會出現(xiàn)電壓過低的問題，顯示屏上會提示報(bào)警。解決辦法：增加分支通信模塊單獨(dú)供電，以消除通電電壓不足的問題。3.3氣路故障
現(xiàn)場調(diào)試時常開氣動隔膜閥，但開啟緩慢。懷疑是閥島氣路排氣不暢?，F(xiàn)場檢查：現(xiàn)場進(jìn)氣壓力為700kPa，二位三通電磁閥得電通氣后，隔膜閥可以迅速關(guān)閉。當(dāng)電磁閥失電后，閥島的對外排氣量不大，隔膜閥打開較慢。
筆者分析了隔膜閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，隔膜閥內(nèi)部彈簧的彈力較小，氣源管路也起著節(jié)流作用。只有迅速排除閥門內(nèi)腔的氣體，才能快速開啟閥門。
解決辦法：在閥門氣控頭接口加裝1個快速排氣閥，正向進(jìn)氣，即管路進(jìn)氣時相當(dāng)于通路；而反向進(jìn)氣，即閥排氣時，不通過管路而是直接通過快速排氣閥排向大氣，隔膜閥腔體的氣體立刻排出，閥門會立刻打開。
3.4氣源質(zhì)量問題
電磁閥動作卡澀，首先要檢查氣源，氣源含油、含水、含塵是否滿足動作要求，氣源壓力是否在0.4～0.7MPa。氣源含水高，需要定期排水，空壓機(jī)換干燥劑，含油、含塵的壓縮空氣會造成閥芯卡死。
電磁閥安裝后長期不用，應(yīng)先通氣源動作數(shù)次，方可正式投用。檢修后安裝不到位，有大量灰塵積聚在接頭處，造成電磁閥不能正常受電，導(dǎo)致氣動電磁閥無法正常工作。
4結(jié)束語
鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)氣動閥門控制采用了現(xiàn)場總線技術(shù)
電磁閥島，大幅簡化了設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了雙向數(shù)據(jù)傳輸，給SIS提供了更詳細(xì)的數(shù)據(jù)，電廠的自動化和管理水平上了一個新臺階，方便了電廠實(shí)現(xiàn)智能化管理。
