我廠輕灰自控系統(tǒng)改造

張連剛，杜竹之

（山東?；瘓F(tuán)純堿廠，山東 濰坊 262737）

?；瘔A廠老線(xiàn)輕灰系統(tǒng)有5臺(tái)煅燒爐，每臺(tái)煅燒爐的電氣部分由一套西門(mén)子S5PLC控制，外圍系統(tǒng)由另外兩套S5PLC控制。本工段儀表部分及其它工段采用艾默生DCS控制，每套PLC系統(tǒng)均有一只S5通訊卡與DCS的DELTAV通訊卡相連，通過(guò)MODBUS協(xié)議通訊，DCS上配有上位機(jī)，DCS向PLC發(fā)出指令和讀取信息，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對(duì)PLC控制的設(shè)備進(jìn)行控制和指示。供電方面：PLC輸入卡、輸出卡均為交流220V，每套PLC均由一只穩(wěn)壓電源供電，該穩(wěn)壓電源既供給PLC工作，也供給接于該P(yáng)LC系統(tǒng)的接觸器線(xiàn)圈電源。如圖1所示。

控制電纜采用的是KVV10＊1.5，一根電纜帶2至3臺(tái)設(shè)備。

圖1 改造前的接線(xiàn)圖

1 存在的問(wèn)題

該系統(tǒng)運(yùn)行了十幾年，發(fā)現(xiàn)存在如下問(wèn)題：

1）輸出卡件經(jīng)常燒毀。由于煅燒工藝特點(diǎn)，某些設(shè)備容易結(jié)疤，落下來(lái)的疤塊會(huì)卡停運(yùn)行的設(shè)備，工藝操作人員會(huì)對(duì)卡停的設(shè)備頻繁點(diǎn)車(chē)（連續(xù)快速開(kāi)停電機(jī)），將堿疤打碎，這個(gè)過(guò)程中該設(shè)備的接觸器要切斷啟動(dòng)電流，該電流要比正常電流大許多，所以拉弧較大，有時(shí)波及到線(xiàn)圈接線(xiàn)處，引至PLC輸出卡，造成卡件燒毀。其原因是卡件輸出未加中間繼電器隔離，外部故障直接引入到了卡件內(nèi)部。

2）備品備件價(jià)格高、周期長(zhǎng)。目前西門(mén)子公司的S5產(chǎn)品已經(jīng)停產(chǎn)多年，采購(gòu)的備件主要依賴(lài)全國(guó)各地的庫(kù)存，價(jià)格高，而且周期長(zhǎng)達(dá)半年，給生產(chǎn)維護(hù)帶來(lái)了不便。

3）感應(yīng)電壓高，維護(hù)不便。由于控制電纜采用的是非屏蔽電纜，而且PLC柜至配電盤(pán)的接觸器線(xiàn)圈線(xiàn)只接火線(xiàn)，零線(xiàn)在配電室內(nèi)直接接入零排，造成控制電纜內(nèi)部產(chǎn)生大量不平衡電場(chǎng)，使不帶電的控制纜感應(yīng)電壓較高，能高達(dá)180V，維護(hù)人員無(wú)法單純用電筆測(cè)量端子的帶電情況，不便于故障處理。

4）聯(lián)鎖不可靠。原系統(tǒng)是在PLC內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的聯(lián)鎖，它通過(guò)讀取PLC中輸出通道狀態(tài)來(lái)判斷聯(lián)鎖，這會(huì)使設(shè)備發(fā)生某些故障如線(xiàn)圈燒壞、接線(xiàn)頭松等，造成接觸器沒(méi)有吸合或接觸器釋放，設(shè)備不運(yùn)轉(zhuǎn)，但PLC的輸出存在，PLC仍然認(rèn)為設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，所以前方設(shè)備不聯(lián)鎖停車(chē)，造成設(shè)備堵料，導(dǎo)致較大的事故發(fā)生。

2 系統(tǒng)改造

鑒于以上幾方面的原因，我廠于2012年8月大修期間對(duì)該P(yáng)LC系統(tǒng)進(jìn)行改造，改為DELTAV系統(tǒng)的DCS。本次改造本著與原DCS系統(tǒng)統(tǒng)一的原則，并對(duì)原配電盤(pán)盡可能少的改動(dòng)。

1）將PLC柜更換為DCS柜，保留原PLC的穩(wěn)壓電源，DCS系統(tǒng)的輸入和輸出信號(hào)均采用24V直流信號(hào)，輸出卡增加輸出中間繼電器（圖2中KA），中間繼電器輸出結(jié)點(diǎn)接220V穩(wěn)壓電源，既能將輸出的24V電壓轉(zhuǎn)換為220V輸出，還能將外部故障隔離在卡件外部，中間繼電器在DCS柜定做時(shí)由廠家集成到DCS柜中。

2）為確保DCS準(zhǔn)確識(shí)別設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，作出可靠的聯(lián)鎖動(dòng)作，增加了原有的接觸器的一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)作為開(kāi)車(chē)指示（圖2中5號(hào)端子），這種信號(hào)反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)準(zhǔn)確，設(shè)備聯(lián)鎖程序作在DCS中，DCS通過(guò)讀取接觸器常開(kāi)觸點(diǎn)的狀態(tài)，判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，作出準(zhǔn)確的聯(lián)鎖輸出。

3）由于開(kāi)車(chē)指示信號(hào)的增加，原有控制纜的芯數(shù)不足，每個(gè)配電盤(pán)增加一根KVVRP7＊1.5控制電纜，DCS的輸入信號(hào)為直流24V，而經(jīng)中間繼電器輸出的信號(hào)為交流220V信號(hào)。為防止兩種不同信號(hào)在同一根電纜中產(chǎn)生干擾，而將新增的屏蔽控制電纜接經(jīng)中間繼電器輸出的交流220V信號(hào)（圖2中4號(hào)端子），給接觸器線(xiàn)圈供電，同一個(gè)配電盤(pán)內(nèi)所有的接觸器共用此電纜，原有的控制電纜接24 V輸入信號(hào)，這樣，同一根控制電纜傳輸?shù)男盘?hào)一致。在配電盤(pán)內(nèi)部，將原來(lái)接接觸器線(xiàn)圈的電纜芯改為接觸器常開(kāi)觸點(diǎn)（開(kāi)車(chē)指示）的返回信號(hào)（圖2中5號(hào)端子），這樣在盤(pán)內(nèi)改動(dòng)最少，屏蔽控制電纜的屏蔽層在DCS側(cè)單端接地，此種接線(xiàn)，使得控制電纜中交流220V產(chǎn)生的不平衡電場(chǎng)隔離在電纜內(nèi)部，消除了感應(yīng)電的產(chǎn)生。另外DELTAV系統(tǒng)控制輸出的電源為直流負(fù)端（或接地端），當(dāng)產(chǎn)生感應(yīng)電壓時(shí)，經(jīng)直流負(fù)端接地也能將其消除。改造后的接線(xiàn)圖如圖2。

圖2 改造后的接線(xiàn)圖

3 改造總結(jié)

該項(xiàng)目于2012年8月25日完成，此次改造的設(shè)備共計(jì)97臺(tái)，而新增的電纜僅有460m，節(jié)省了電纜的投資，改造過(guò)程中，配電室側(cè)僅將接觸器增加了一對(duì)結(jié)點(diǎn)引至端子排，調(diào)整了線(xiàn)圈接線(xiàn)端子，在配電盤(pán)內(nèi)其它均未改動(dòng)，做到了最少改動(dòng)。

DCS投用后，至今運(yùn)行正常。經(jīng)測(cè)量感應(yīng)電壓較低，最高時(shí)僅有十幾伏，發(fā)生異常事故時(shí)能正常聯(lián)鎖停車(chē)，也未因頻繁點(diǎn)車(chē)造成卡件燒毀，達(dá)到了改造的目的。