PLC5程序在W121发电机组故障处理中的应用.pdf

P L C 5 程序在W1 2 1 发 电机组故障处理中的应用 钱 程 中海油能源发展湛江采油服务文昌分公司 ，广东 湛江 5 2 4 0 0 9 [ 摘 要] P L C 5 序控制下的s I E M E N s 发电机组出现故障，厂家未能解决。作者通过对发电机组程序分析以及掌握的相关运 行经验 ，找 到 了症结，解 决 了发 电机组 的运行故 障，为油 田安全生产提供 了保障 ，经济效益及社会 效益显著 。 [ 关键 词]P L C 5 软件 ；程序控制 ；监控 ；应用 中海油w1 2 l 海 上平 台使用3 台4 3 0 0 k W德 国 S I E ME NS 公 司 提供 的双 燃料 燃 油燃 气 发 电机 组，其 中A机组在使用过程 巾出现燃气不能正常运 行 ，机组燃气运行5 ． 1 0 分钟后即 自动关停；由于平 台优选燃料为燃气 ，平台燃气 来源 为工艺处理尾 气 ，工 艺 尾 气 不 能 进 入 下 油外 输 ，而 最 终 被 放 空 燃 烧 排 放 。燃 气 机 组 的 不 正 常运 行 导致 了资 源 的 极 大浪 费 。 为 解 决 A机 组 燃 气 运 行 故 障 问 题 ，外 雇 了 S I E ME NS 厂家人员3 次上平台处理 ，每次厂家都更 换大量与燃气系统相关的配件 ，但 结果仍 旧；厂 家最后分析认定平 台存在 次生无线 电波干扰 。由 于 油 田进 行 了 平台 间 组 网运 行 ，添 置 了 一部 分 大 功率 电气设备 高 电压大容量变压器 ，致使该 观 点一度 被接 受 。 为聘请外方人 员，每次都需经过复杂 的商务 程序 ，办理签证及 中海油工作准证 ，3 次共历 时6 个 月 ，延 误 了时 问 ，耗 费大 量 燃 气 资源 ，公 司 决 定 由内部进行 解 决 。 1 故 障分析 根 据 平 台机 组 实 际运 行 情 况 ，机 组 可 以实 现 燃气启动并正常运行几分钟 ，同时机组可实现燃 油启动并成功完成燃气切 换运行 ，通过一系列现 象 分 析 ，判 断 机 组 逻 辑控 制 功 能 正 常 ，机 组 关 停 可能来源于燃料系统相关的检测控制功能。 机组在燃气模式下运行 ，燃油 阀控制开度在 最小位置5 ％，机组燃油阀门长期静态保持在 同一 位置 ，由于各种 原因，燃 油阀门容 易出现卡滞现 象 。油 田投 产 初 期 ，机 组 曾经 出现 燃 气 转 燃 油 运 行很难成功，经 常导致投产初期 油田停产 ，当初 家的解 决方案 是在燃气运行模式下 ，编制一段 定时活动燃 油控 制 电机 的程序 ，从而减少燃油转 燃气运行阀门卡滞 故障。经过 改编 的程序起到 了 很好 的效果，一直保障机组稳定运行 。 机组燃油情况下可 以稳定运行 ，稳 定运行 时 燃 油 阀开度 保 持在2 0 ％以上 ， 阀门控制 开度 在2 0 ％ 到6 0 ％之间线性 良好，控制电机卡滞现象基本不存 在 ，所 以机 组在 燃 油情 况 下 运 行 良好 。 由于燃 油 运行 的良好状况 ，导致 国外 々家解决问题 时发生 错 误 判 断 ， 始 终认 为 问题 不 会 出现 在燃 油 系统 ， 从 而 导致 了 一再延 误 。 由于 S I E ME NS 公 司封 闭所 有 的 核心 程 序 ，仅 提 供 修 改 部 分参 数 的接 口界 面 ，唯 一完 整 留下 的 是P L C 5 程序 。 解决问题的唯一‘ 方法落在准确分析P L C 程序， 充 分利用P L C 5 功 能去解 决 目前存 在 的 问题 。 2 S I E ME NS 机组控制程序分析 2 ． 1 S I E ME NS 机组控制系统简介 机组控制系统如简图1 ，其基本控制思路是 P L C5 4 0 L 控制 器 作为 主控 制器 ；但 P L C5 4 0 L 存 浮 点 运 算 方面 的速 度 达 不 到 阀 门控制 速 度 、精 度 的 要 求 ，控 制 系统 单 独 配 置 一 块 运算 协 助 处 理 模 块 C E C 模 块 ， 目的在 于 加 强 数 据 处 理 能力 ，该 模 块 开 放 有 调 整 界面 ，机 组 运 行 中 需调 整 的一 些 关 键 参 数 可 以在 界而 修 改 。但 界 面 分级 分 密 码 控制，现场人员只能对部分进行修改。 机 组 燃 气 、燃 油 控 制 阀 门 的控 制 模 块 E C U、 A P U在现场机撬F DA E内，通过该控制模块的数据 需 经 过DI VI C E NE T 通 信 协 议 模块 S C ANNE R进行 数 据通信 。 在P L C5 ． 4 0 L 控 制系统 中 ，专用模 块及模拟 量 模 块数 据 都 通 过数 据 块 读 写 指令 B T R、B T w指 令 ，其他 离 散量通 过控 制箱 背板通 信 。 数据流 向有关 阀门控制 的现场仪表 数据 、 阀门控制反馈信 号一现场E CU模块一数据 通信至 作者简介 钱程 1 9 7 2 一，男，湖南邵阳人， 大学本科，热能 工程 专业 ，电气工程师 ，在中海油能源发展湛江采油服务文 昌分公 司工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第2 期 钱程P L C5 程序在W1 2 1 发电机组故障处理中的应用 一 3 9一 S C AN NE R模 块 一B T R到P L C5 ～ 4 0 LB T w 到C E C 模块 进行数学运算、逻辑控制 一B T R 到P L c5 4 0 L 完成逻辑控制 一B T w到S C ANNE R 模块一数 据 通 信 到现 场 E C U模 块 一 进 行 现 场 燃 气 、 燃 油 阀 门控 制 。 图 l S I E M E N S 机组控制简图 2 ． 2控制关停分析 通过对机组程序分析 ，P L C程序对F DAE 通信 的数据产生逻辑关停采用检测字关停 ，而F DAE 反 馈 的关 停信 息按逻辑 位提供 ，所 以在现场控制模 块准确关停信息在P L C界面仅反应部分 ，靠监控界 面 反应 的 信 息 来 指 导 解 决 问题 可 谓 难 上 难 ，需 通 过 联机 界 面寻 求数 据监 控 解 决 。 3故 障解 决 3 ． 1 核实数据对应关系 厂 家 工 程 师 在 调 试 及 后 期 维 护 留 下 相 当 部 分 的参考 资料 ，但部分 资料 需确认其 准确性；根据 厂家资料寻找F DAE 与P L C数据 区对应关系 ，其对 应关系如下表 。对其 中数据进行详 细分析得 知， F DAE 数据 2 1 9 0 S R E G S T A T US WOR D与P L C程序 数据N5 6 3 6 4 相 对应 ； 2 1 9 1 S R E GB S E C OND AR Y S E C O ND W O R D与P L C 程 序 数据N5 6 3 6 5 相 对应 ； 该两个数据每 位都对应 某种特定 的F DAE 控 制故 障 ，根据 监控 结 果可确 认 故 障来源 。 3 ． 2 启动机组获取故障数据 联机 P LC，打开 数据N5 6 区 ，定位到N5 6 3 6 4 、N5 6 3 6 5 ，采用 二进制监控，启动机组燃气 运行 ，与往常一样 ，1 5 分钟后 自动关停 ，机组关 停信息一样；关停时侯发现N5 6 3 6 4 ／ 1 4 置 1 ，对照 上述 资料 即发现 故 障点 ，G AS F L OT R I P 2 P i l o t G a s f u e l fl o w t r i p o n l i g h t o f f 1 f a u l t 。 具 体采 集 到画 面如 下 下转4 5 页 图2 P L C 数据监控截图画面 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第2 期 陈雪松等油气回收技术在石油库中的应用 一 4 5 一 一 套活性 炭油气 回收装置 总投资 约为4 5 0 万 元 ，年 运 行 费 用 为 8 0 万 元 ，人 员 工 资 2 4 万 元 ，则 年 利 润 额9 9 ． 8 4 万元 。考 虑 到成 品油 价 格 继续 上 涨 的趋势 ，该装置投资回收期为4 ～ 5 年 。 4 ． 2社会 效 益 油 气 回 收对 大气 环 境 保 护 极 为 有 益 ，可 大 大 降低装车作业 区的油气浓度 ，有效防止装车过程 中挥发 出的油气 向周 围扩散 ，保护 了装车现场 的 环境 ，有利于装车作业人员 的身体健康和周 围居 民的安 全 。 5结论 推广油气 回收技术符合 国家环保要求和人 民 日益增强的环保 意识 。该技术 的推广 使用 具有 明 显的社会效益、环境 生态 效益和经 济效益 。奥运 会召开前后，北京 市各油库和加油站 陆续 设置 了 油气 回收装置。根据GB 2 0 9 5 0 ． 2 0 0 7 储油库大气 污染物排放标准 的要求 ， rJ 2 0 1 1 年底全 国设市 城市和承担相应城市加油站供应 的储油库均应设 置油气 回收装置 。汽油密 闭液下装车及油气 回收 装置的实施 ，将使汽油装车技术提高到一个新水 平 ，这 将 为 降 低 汽 油 装 车 损 耗 ，减 少 大 气 污 染 ， 回收宝贵 的石油资源，做出巨大的贡献。 ◆参考文 献 [ 1 ] 彭 国庆． 浅谈 石油储运工作 中的环境 问题和对策 [ J ] ． 石油 化工环境保护 ，1 9 9 8 ， 1 5 1 - 5 6 ． [ 2 】h t t p ／ ／ ww w． c h i n a n e ws ． c o rn． c n ／ e j ／ c y z h ／ n e ws ／ 2 0 0 8 ／ 0 2 0 l ／ 1 1 5 328 7． s ht m1 ． [ 3 ] 竺柏康 ． 加 油站建设应设 置油气 回收系统[ J ] ． 石油库 与加 油站，2 0 0 3 ，1 2 2 3 5 3 6 ． [ 4 ] 童健 昆，唐 良桂_ 、油气 回收的必要性和主要油气处理设备 介绍 【 J 】 ． 石油 商技 ，2 0 0 2 ，2 0 5 2 8 ． 3 0 ． [ 5 】 张建伟． 我 国吸收法油气回收技术发展状况[ J ] ． 石油商技 ， 2 0 0 1 ， 1 9 3 21 - 2 3 ． [ 6 】 E d w a r d s R C． V a p o r R e c o v e r y S y s t e m f o r V o l a t i l e L i q u i d s a nd Con de n s i ng A p pa r a t us f or Us e The r e i n．U S 402 74 95． 1 97 7 上接3 9 页 3 ． 3 处 理故 障 阀位 置 指 示 错 误 。手 动 活 动 燃 油 控 制 阀 ，在 阀 门 电气连接 图如下 开 度 小 的 情 况 下 ， 阀 I q 很 难 活 动 ，并 且 不 能 活 动 据 姜 囊 警 于 鎏 及 阀 门 ， 重 新 测 控 制 阀 。断开控制 系统 电源 ，检 查燃 油阀，燃 油 儿 酞 匕 世 伍 』 0 。 。 图3 F D A E 电气连接图 4结束语 该机 组在 故 障排 除 前 ，只 能在 燃 油模 式 下 运行 ，机组每 天消耗燃油约2 4 吨，每吨燃油7 0 0 0 元 ，1 天的燃油费用近1 7 万元 ，六个 月即耗 费燃油 3 0 0 0 万元 。故 障排 除后 ，为油 田节约 了大笔燃料 费 ；同时为安全稳定运行提 供 了保障，经济效益 及社会效益显著 。通 过此 次实践，发现 国外 设计 的控制程序 并非无懈 可击 ，仍然存在 一些 需完 善 之 处 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m