二套催化1^#主风机自控系统问题分析及改进.pdf

二套催化 l 主风机 自控 系统 问题分析及 改进林来信 二套催化 1 主风机 自控系统问题分析及改进 P r o b le m An a iy s is a n d R e t r o f it o f A u t o ma t ic C o n t r o l S y s t e m f o r T wo o f C a t a l y s i s Un i t s V S． 1 Ma i n F a n Bl o we r 我厂二套催 化 1 主风机 的控 制 系统采用 了美 国 I R Y S E R一e N D公司的 D I T RO N I C SI V 系统 。在 长 期应用过程 中． 发现了该系统存在 的问题 ， 有些甚 至是 致命 的 ， 长期困扰机组安全稳定运行 。为此 ， 我们对存 在的问题进行认真分 析研究 ， 取 得 一定 成果。本文 对 这些成果进行总结 ， 并对 目前仉存在的问题进行分析， 提 出相应对策。 1 D I T R O N I C SⅣ 系统简介 1 主风机 D I T R O N I C SⅣ 控制 系统 以 G E g O 一7 O P L C为核心 ， 硬件上采用双 P L C热备方式 ， 软件采用阶 梯逻辑 、 模块化结构 ， 集 自保联 锁与过 程控 制于一体 ， 整个系统结构合理． 形成 了一个统一的整体 1 ． 1 硬件配置 G E g O 一7 0 P L C采 用双 总线 、 双 C P U热 备配 置 ， 远 程 I ／ O结 构 ， 9槽 机 架。其 主要 部 件包 括 电源模 块 、 C P L 模块 、 G S C 总线控制器 模块 、 通信模块 、 远程 I ／ O 模块以及操 作 员接 口系统。另外 ， 在该 系统 中还有 1 套外部继电器逻辑 ， 与 P L C并存 ， 在 P L C出现故 障情况 时 ， 能通过它实现安全停机 ， 从而大大提高 了系统的安 全 、 可靠性 。 1 ． 2 软件配置 1 ． 2 ． 1 操作员接 口及编程 器 操作员接 口软件 主要提供 了操作员的操作界面以 及仪表 日常维护所必 须的一些工具 软件 ， 其操作 环境 是 D O S 6 ． 2 2 。编程器工作环境是 D 0 s 6 ． 2 2 ， 应用软件是 L OGI G MASI ER VE R6． 0 1 。 1 ． 2． 2 P L C配 置 程序 该部分是 P L C硬件配置 的基础 ， 所有硬 件通过该 软件进行指定。 1 ． 2． 3 P L C主 程 序 这部分是整个 P L C的核心 部分 ， 机组 所有 逻辑控 制和过程控制 、 数据 传输 都由它来完 成。它 主要 包括 以下内容 棒 来诘 洛阳 石油化工总 厂， 洛阳 4 7 1 0 1 2 ① 润滑油温度控制回路； ② 烟机冷却蒸汽压力 控制 回路 ； ③ 烟机密封蒸汽差压控制 回路 ； ④ 压缩机防喘振控制 回路 ； ⑤ 再生器压力控制 ， 与烟机速度控制及 烟机 出 口 温度控制组成低选控制 回路 ； ⑥ 静叶控制 ， 与 风机 出 口压力 控 制组 成低 选 回 路 ； ⑦ 机组开机逻辑 ； ⑧ 正常停机及紧急停 机逻辑 ； ⑤ 机组 自保逻辑 ； ⑩ 正常停机终 止逻辑 ； ⑩ 主电机再合闸； ⑩ 油泵 自启动逻辑 ； ⑩ P I E与 D C S 通信 。 2 问题分析及对策 实践证 明 ， D I T R O MC SⅣ 控制 系统在应 用过 程 中性 能卓越 ， 主要表现在其人机界面友好 ， 控制功能 强 大 ， 方案实现容易 ， 自保联锁 可靠 ， 保密性强 ， 维修 、 维 护方便 。特别值得一提 的是 ， 该系统 中防喘振 方案非 常独特 ， 保护措施齐全 ； 在计算 机屏幕上还可对操作点 进行动态 显示 ， 设 有操 作 点正 常工 作 范围框 ， 超 出报 警 ， 有数地保护 了机组的安 全运行 ， 操作及维护人员普 遍反映很好 。但是 ， 这套系统存 在着一定的 问题 ． 有些 甚至是 致命 的。比如 1 9 9 7年 l 1 月 2 1日， 由于 受外界 无线 电的干扰 ， 烟机振动 大幅度 波动 ， 导致 主风机两次 事故停机 ， 对我厂安全 生产造 成极 大的危害 。针 对该 机控制 系统存在的问题 ， 经过 长期攻 关 ， 取得 了成绩 。 下面针对一些主要问题进行论述 ， 并提 出相应对策 。 2 ． 1 机组控制系统受无线电干扰严重 本来计算机系统 受无线 电干扰是 比较 正常 的， 比 如飞机在起飞 、 降落过程 中不允许使用无线电的设备 ， D C S机柜间不允许使用无 线 电 ， 都是 为了防止 系统功 51 维普资讯 ‘ 自动化仪表 第 2 2 卷 第 7期2 0 0 1 年 7月 能紊乱 产生事故。但 1 机控制系统受无线电干扰的 严重程度远 比想象的严重 ， 在该机组试运的第一天 ， 由 于受 无绳 电话的干扰 ， 曾造成停机 。后专门进行实验 ， 用无绳 电话在机柜前发射 ， 正常停机指示灯间隔变亮 ， 这说 明了无线电极 易造 成机组停 机。在 1 9 9 7 年 1 1 月 2 1日两次停机后进行的事故 分析 中， 又 专门进行 了系 统抗干扰实验 ， 得出的结论是 轴系检测 系统屏蔽层对 地， 同时系统受无线 电干扰 ， 会引起系统大幅度波动。 由于计算机受无线 电干扰 的原 因比较复 杂 ， 往往 与系统的初始整体设 计有关 ， 所 以很难 从根本 上消除 这一隐患。但根据实 验结果 ， 只要 保证 轴系屏 蔽层不 对地 ， 或堵住无线 电干扰源 ， 都能 保证 系统正 常运行。 针对这种情况 ， 进行 了如下整改 ① 开机前严格检查， 保证轴系系统电缆屏蔽层对 地绝缘 ； ② 在 主风机厂房附近严禁使用无线通信工具 ； ③ 修改程序， 摘除机组振动、 轴瓦温度联锁停机 条件 ； 位移联锁停机要实现二取二。 经过 以上改造 管理 ， 到 且前 为止机组 运行安全 可靠 ， 没有再 因此出现事故停机现象 2 ． 2 开机过程中无法实现静叶故障停机 静 叶故障停机功能的古 义是在开 机过程 中 ， 当风 机转速达到 5 0 C 0 r ／ r fi n 后 ， 静叶要从原始启动位置 自 动移至最小位置 ， 并且这个 动作过 程要 在 1 0 s内完成 ， 如果超 出 1 0 s ， 说明静叶机构有故障 ， 机组要联锁停 机。 这种情况 下如 果强制 开机 很 可能对 机组 造 成致命 危 害 ， 这是不允许的。但 是 ， 由于 客观原 因 ， 静 叶执行 机 构作用方式供货时搞反 ， 本应是 正作用 ， 实际供货是反 作 用 。经过现场改造调试 ， 纠正作 用方式 ， 基本控制功 能可以实现 ， 但 由于位 置反馈机构 限位开 关 无 法改 变 ， 所以不可能实现静叶故障停 机。 如图 l 所示 ， 调整前 的支点在启 动位 置和最 小位 置之问； 调整后的支点在最大位置和最小位置之间， 前 后对于最小位 置来说作 用方式 正好相 反 ， P L C逻辑 无 法实现 这种转变 ． 故障停机功 能无法实现 ， 对机组运行 构 成T潜在的危害。 t ． o J B ／ b ■生后 囤 1 作 用方式调整前后静叶 机构反馈结构 囤 针对静叶机构存在的问题 ， 制定了如图 2所示的 改造方案 ， 改 变支点位置 ， 仍使支点处于启动位置和最 小位置之问 ， 这样静 叶故障停机逻辑就可实现 。 囤 2 政造方 隶 2 ． 3 烟机转速 S 锄 I 一 6 2 C回路不台理 在 1 主风机控制系统 中还存 在这样一个 问题 ， 机 柜 不 敢 断 电 ， 否 则 再 次 通 电 时 ， 烟 机 转 速 转 换 器 S S H H一 6 2 C必坏。这种情 况 已出现两次 ， 并 且每 次都 是出现 在开机前的 关键 时刻 ， 给 工作造 成了很大 的被 动。烟机转速在机组控制 中的地 位非 常重要 ， 具 有保 护功能 ， 采用三取二停机 ， 一 旦一 路 出现 问题 ， 整个 系 统将无法工作 。经过认真 分析 研究 ， 查 出 了问题 的根 源 ， 是 由于 电 源配送设 计 不舍 理 。在 电源分 配方 面， S S H H一 6 2 A、 S S H H一 6 2 B都是单 独电源开关供 电 ， 唯有 S S H H一 6 2 C一路供 电负荷很 重 ， 并 和系统 中的大部分 继电器等感性元件共 电 ， 这一路送 电时 ， 会产生较 大的 反 冲电压 ， 将转换 器击穿 。针对这种情况 ， 采取的整改 措施是将 S S H H一6 2 C供 电与继电器分 开 ， 亦 果用单路 开关供电方式。这样可从根本上解决这一问题 。 2 ． 4 1 主风机风机入口过滤器反映系统攻关 人 口过滤器反 吹系统 自 1 主风机 开工 以来 一直 不能投用 。外方人员两次 到我 厂都 没能解决 ， 唯一的 解释是所供空气压缩机太小 ， 不能满足系统要求 ， 需要 更换一 台大的压缩 机。但 据所 盔资料 ， 该 压缩 机的设 计 能力完全能够满足系统要 求。 经 过反复实验 ， 多次拆装， 发现问题 的关键在反吹 隔膜阀上。该隔膜阀与常规阀门结构及工作原理都 不 相同， 它是 自力结构 ， 不需 要外 部供动力 风 ． 它 的工作 是通过工艺介质 压缩空气 来完成的。 由图 3可知 ， 压缩 空气通 过节 流孔 进入隔膜 闷气 室。静止状态下， 压缩 空气 入 口压力 和 隔膜阔气室 内 气压相等， 隔膜阀在弹簧力的作用下关闭， 不进行反 吹 ； 一旦放空阀带 电 ， 气室 内气体 通过放空 口放空 ． 压 力下降 ， 隔膜 阀 自动打开 ， 压缩 空气进入过滤器进行 反 吹。放空阀失 电后 ， 气 室 内重 新建 立 平衡 ， 关 闭隔膜 阀 。 原理搞 清后， 对隔膜闷进行了检查 ， 发现 大部分阀 门存 在泄漏现象 ， 这就是压缩机为何敝不上压 厂家认 为是压缩机小 的 主要 原 因。隔膜 阗泄祸 是 由于 内部 弹簧老化， 失去弹性的缘故。事后将隔膜阗内部弹簧 V 0 I ． 2 2 ， N o ． 7 J瞳． ，2 0 0 1 维普资讯 二套催化 1 主风机自控系统问曩分析爰改进林来信 隔睦鹤 节毒孔 竹簧 囝 3隔膜 闰 结 构 原 理 囤 全部更换 ， 系统 立 刻恢 复 正常。至此 ， 攻关成功 ， 它不 仅保证 了主风机组的安稳运行 ， 还节约了设备购置费。 2 ． 5 远程操作台不能实现 远程操作 1 主风 机有 2个 操作 台， 一 个 设在 主 风机 控 制 室 ． 另一个设在二催装 置 主控 室。从硬件 配置方 面来 说 ， 这 2 个操作站 的功 能和级 别是 一样 的 ， 不分 主状 ， 图 4是操作站原理图。 i聃 i 二 一 芒 兰 一 一 j 囝 4 操作站 原理 图 作 ， 而一些很重要的功能却无法实现 ， 比如机组的 正常 开停机 、 紧急停机 、 油站机泵的操作 、 报警的确认 、 复位 消音及声音提示等 ， 所以现有的远程操作台等同虚设。 为了使远程操作 台真正能 够 实现远程操 作 ， 达 到 装置系统操作 的 目的 ， 我们专门对此进行技术攻关， 对 系统进行 了必要的改动。在不影响原系统 和操作的基 础上 。 增加 了如下功 能 紧急停机 ； 消音 ； 确认 ； 复位 和 音响报警 。其 中， 紧急停 机功能是 在 原来 紧急 停机 回 路中串人一个常闭按钮 ； 消音 、 确认和复位功能是在 原 回路 中并 了常 开按钮 ； 音 响报 警和 原音 响回路 并联 。 将 它们 置于远程操作 台盘面 上 ， 就可 实现主风 机的远 程操作 。但 由于受条件 盘 面位 置 的限制 ， 本 次改造 还不彻底 。 不能实现远程开机 ， 所以开机过程须在现场 进 行 3 结束语 经过我们的工作 ， 基 本 了解 了主风机控制 系统存 在的主要问题 ， 并进行了必要的改造， 取得 了圆满的成 功。对于 目前仍存在的 问题也作 到心 中有数 ， 并制定 了相应的整 改方 案。1 主风 机控制 系 统 目前 运行 平 稳 ， 有力地保障 了 2 套催化装置的安全 、 稳定运行 。 设置远程操作 台的 目的是 在主控 室能对 主风机进 牧 稿日 扎 瑚 一 昕 一0 2 。 行操作 ， 然而事实上远程操作 台却 并不具备 安全操 作 作 者肆 采信 ，男， l 9 l 9年毕业于石油太学 华东 ， 工程师； 鼠事炼油 的功能 ， 它只 能对现场数据 进行监视和 实现有 限的操 化工 生 产暮 王的自 甘 化 谩备的 应用 与堆 护 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯● 上接第4 3 页 器， 有效地解决 了控 制器结构 简 洁与功能分 布之 间的 矛盾 。各智 能化 的功能模块 均带有 自己的 c P U ， 所 以 能相对独立地运 行 ， 且数 据处理 能力强大 。 由于每块 功能模块 的功 能 明确 ， 结 构 简单 ， 并设 计有 自诊 断 功 能 ， 所 以 易于 维 护。错误 处 理 和抗 干 扰能 力 强大 的 C A N总线 的采用使 功能模块 问的连接线大大少于基于 并行总线的控制器 的模块 间连接 线 ， 且能保证 模块 间 数据交换 稳定 可靠 。多 c P U协 同工 作方 式又使 控 制 器 整体功能强大 ， 可实现对复 杂工业 过程的 高度智 能 化控制 。 ② 智能化、 模块化及全分布式的设计原则使开发 出的功能模块具有 良好 的通 用性 和适用性 ， 并使控 制 器具有很好的灵活性和 可扩展性 ， 因此具 有很好 的市 场前景和推广应用价值。 ③ 在铝电解过程控制中的应用实例证明了技术 方案 的有技性与先进性。 参考文献 I 邬宽 明 c A N总线原理 和应 用 系统设 计 ． 北京 北京航空航 天大 学 出牍 社 ， 1 9 ％ 1 9 辨年度 固末蛙冒委 国寡技术创新嘎 耳 收稿 日期 ∞0 一l 0 一∞。 第一作者丁风其， 男， 1 9 6 2年生， 1 9 盼 年毕业于中南工业太学 南短 工程师； 主要方向曲计算机拄稍 系统和智生控幸 】 桂 术且其在铝 电解过程 中的应用 。 维普资讯