基于PLC的潤滑油站控制系統(tǒng)設(shè)計

劉瑩　王小寧　劉力源

摘 要：基于PLC對240 t/h鍋爐給水泵稀油潤滑站的控制系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計與優(yōu)化，文章針對實際的工藝要求和安全要求，并對連鎖條件進(jìn)行了優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：PLC；潤滑站；控制系統(tǒng)；設(shè)計

中圖分類號：TP273 劉 瑩 王小寧 劉力源14 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）17-0014-02

PLC（Programmable Logic Controller）可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。它已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制，通過用戶存儲的應(yīng)用程序來控制生產(chǎn)過程，具有強(qiáng)大的優(yōu)點。也為工業(yè)自動化提供近乎完美的現(xiàn)代化自動控制裝置。隨著技術(shù)的快速發(fā)展，PLC技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，如合理應(yīng)用PLC技術(shù)，是現(xiàn)代工業(yè)控制正在努力發(fā)展的方向之一。

作為4 747 m3高爐重要配套設(shè)施的240 t/h鍋爐，其給水泵是關(guān)系到鍋爐系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。240 t/h鍋爐的給水泵系統(tǒng)由兩臺給水泵組成，由一臺啟動給水泵為主，另一臺給水泵作為備用或輔助。這樣的給水泵配置有利于給水泵主機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或不能滿足鍋爐運(yùn)行需求時，啟動備用給水泵系統(tǒng)補(bǔ)充不足，避免由于給水泵故障造成的鍋爐停爐。而稀油潤滑站為鍋爐給水泵的運(yùn)行提供潤滑用油，以保證給水泵的順利運(yùn)行，進(jìn)一步保障了鍋爐的安全運(yùn)行。作為給水泵運(yùn)行的重要條件，稀油潤滑站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是整個鍋爐系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的根本。240 t/h鍋爐自2011年投運(yùn)以來，因潤滑油站故障先后造成4#給水泵軸瓦和電機(jī)、1#給水泵軸瓦燒毀，嚴(yán)重影響生產(chǎn)穩(wěn)定，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。出于以上原因，為保證鍋爐系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對稀油潤滑站的控制方式進(jìn)行改造十分必要。

1 原設(shè)計方案程序及存在的問題

根據(jù)系統(tǒng)原設(shè)計方案，每臺給水泵各配有一個獨立的稀油潤滑站，每個潤滑油站各有兩臺潤滑油泵。而遠(yuǎn)程控制時，一個啟動命令控制兩臺泵的啟停。兩臺油泵共用一個備妥信號，油泵啟動后若備妥信號消失，則會造成停泵，且備用泵無法遠(yuǎn)程啟動。潤滑油壓只有一個測壓點，在聯(lián)鎖狀態(tài)，當(dāng)油壓低于設(shè)定值時，由電氣系統(tǒng)進(jìn)行判斷后，備用泵自動啟動，油壓高于設(shè)定值時，備用泵自動停止。若油泵啟動后，油壓依然低于設(shè)定值，水泵停止。兩個潤滑油泵的互備在電器柜上實現(xiàn)?？刂葡湓谄啓C(jī)0 m平臺，操作室在8 m的平臺。

這種方案存在以下問題：

①兩臺油泵只有一個啟停，備妥以及壓力低信號，反映出的信息較為籠統(tǒng)，不夠直觀，水泵出現(xiàn)故障時，不能夠及時清楚的判斷是哪臺油泵的問題，不利于油泵的檢修。

②油壓檢測只反饋一個壓力低信號，發(fā)生誤報的可能性較大，結(jié)果可能會不準(zhǔn)確。

③操作室在16 m平臺，控制箱在0 m平臺，距離較遠(yuǎn)，出現(xiàn)緊急情況時，不方便操作人員進(jìn)行應(yīng)急操作。

2 油泵控制改造原則

鑒于以上問題，對水泵稀油潤滑站控制方式進(jìn)行改造，應(yīng)遵守以下原則：

①在操作室能實時監(jiān)控油泵的運(yùn)行情況，并能在就地操作箱和操作室共同控制油泵的啟停。

②增強(qiáng)連鎖條件的準(zhǔn)確性。

③在滿足連鎖條件時能快速準(zhǔn)確的啟動備用設(shè)備，從而不影響給水泵的正常運(yùn)行。

為滿足上述油泵控制的改造原則，引入施耐德PLC自動控制體統(tǒng)，用PLC程序來控制油泵的啟停和連鎖，真正做到高度的精準(zhǔn)控制。

針對改造原則和PLC的引入，做到以下幾點：

①增加一個啟停控制信號，使兩臺潤滑油泵各具有一個啟?？刂菩盘?。增加一個備妥信號，使兩臺潤滑油泵各有一個備妥信號，備妥信號等同于集中信號參與控制。

②兩臺油泵的電源準(zhǔn)備好的信號由原來的在電器盤上變?yōu)樯蟼鞯絇LC，方便操作人員在上位機(jī)觀察，及時發(fā)現(xiàn)問題。

③在潤滑油泵出口油壓力只有一個測壓點的基礎(chǔ)上再增加為三個壓力開關(guān)，并調(diào)整至給水泵正常工作所需的潤滑油油壓力值，在潤滑油壓力低時壓力開關(guān)動作。

④在運(yùn)行中如果有至少兩個壓力開關(guān)動作，且油泵處于聯(lián)鎖狀態(tài)時，自動啟用備用泵，以保證水泵的潤滑系統(tǒng)正常工作。

⑤所有聯(lián)鎖控制全部由下位機(jī)程序判斷，全部由上位機(jī)集中控制，現(xiàn)場操作箱只有啟停功能和就地集中切換開關(guān)。

3 油泵控制的改造過程

根據(jù)以上設(shè)想，進(jìn)行以下工作：

①在稀油潤滑站出口總油管上加裝3個壓力開關(guān)，在潤滑油壓力低于給水泵正常工作所需要的壓力值，在油壓低于此值時，壓力快關(guān)吸合，并接線將此信號傳送至PLC控制系統(tǒng)。

②從油泵的電源柜中取兩臺油泵的電源準(zhǔn)備好信號，運(yùn)行和停止信號，接線進(jìn)入PLC控制系統(tǒng)。

③在操作站上位機(jī)的畫面上增加集中，電源準(zhǔn)備好，開泵，停泵，連鎖投入，壓力低等按鈕和指示燈。

④對下位機(jī)程序進(jìn)行修改，使其具有以下功能：兩臺泵都處于自動狀態(tài)，主泵集中信號到，電源準(zhǔn)備好，鍵盤開啟動，則主泵啟動，而后自鎖，主泵運(yùn)行。當(dāng)主泵意外停止（非手動停止）時，另外一個泵自動啟動。當(dāng)檢測潤滑油壓力的三個壓力開關(guān)信號出現(xiàn)兩個以上時，未啟動的油泵自動啟動。

⑤完成以上工作后，我們又對新增設(shè)以及改動后的部分進(jìn)行打點，經(jīng)試驗，所有改動前后畫面比較，如圖1所示。

4 改造后的應(yīng)用效果

經(jīng)過這次對給水泵潤滑油站的改造，提高了現(xiàn)場反饋信號的準(zhǔn)確度以及清晰度，便于操作人員及檢修人員發(fā)現(xiàn)和解決問題，由上位機(jī)集中控制，方便操作人員的及時采取應(yīng)急措施。在很大的程度上降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，改造前每半小時都需要到現(xiàn)場查看油泵運(yùn)行情況，改造后只需在操作站上就能準(zhǔn)確的觀察油泵的運(yùn)行情況，只需每小時定點檢時觀察即可。

兩臺泵互備，一臺泵意外停止，自動啟另一臺泵，降低了水泵發(fā)生故障的可能性，確保了水泵和鍋爐系統(tǒng)的正常運(yùn)行，有力地維護(hù)了生產(chǎn)的穩(wěn)定，為創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益提供了根本保證。

5 結(jié) 語

在對240 t鍋爐給水泵稀油潤滑站控制系統(tǒng)的改造后，實現(xiàn)了油泵的連鎖自動啟停，解決了在油壓底時，備用油泵不啟動，而使得給水泵不能正常工作，大大減少了生產(chǎn)隱患的發(fā)生，相比原有的系統(tǒng)而言，很大程度上降低了操作人員的勞動強(qiáng)度；設(shè)備的運(yùn)行更加穩(wěn)定，備件的消耗明顯降低，實現(xiàn)了低成本的運(yùn)行，并對類似的控制系統(tǒng)提供了技術(shù)支持。

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