重整氨壓機(jī)的控制系統(tǒng)改造

戴樂(lè)強(qiáng)，徐榮剛

（中國(guó)石化海南煉油化工有限公司 機(jī)動(dòng)部，海南 儋州 578101）

0 引言

本公司連續(xù)重整裝置中氨壓機(jī)，是氨制冷系統(tǒng)中的重要設(shè)備，采用英國(guó)嘉德（GUARDIAN）國(guó)際控制生產(chǎn)的SCC40微電腦控制器智能控制。

目前，該設(shè)備信號(hào)處理及操作均在現(xiàn)場(chǎng)控制柜,部分重要信號(hào)通過(guò)RS485通訊至DCS上監(jiān)控。操作人員無(wú)法在中控室進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；另外，設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)臨近海邊，腐蝕嚴(yán)重，對(duì)控制柜內(nèi)設(shè)備影響較大；控制系統(tǒng)備件停產(chǎn)，新的升級(jí)備件無(wú)法直接替代使用，須由廠家進(jìn)行升級(jí)后才能使用，查找故障不方便，且由于程序固化在控制器芯片內(nèi)，無(wú)法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行邏輯、控制及修改，對(duì)生產(chǎn)造成不利影響。做好儀表預(yù)防性維護(hù)是確保設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行的關(guān)鍵[1]，針對(duì)連續(xù)重整氨壓機(jī)的現(xiàn)狀，提出了對(duì)其控制系統(tǒng)擇機(jī)改造，以保證設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行。

1 控制方案

1.1 機(jī)組控制點(diǎn)表

根據(jù)機(jī)組控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)整理控制點(diǎn)表如表1所示。

1.2 開(kāi)停機(jī)邏輯

1.2.1 開(kāi)機(jī)邏輯

點(diǎn)擊開(kāi)機(jī)軟按鈕，氨壓機(jī)自動(dòng)減載，當(dāng)能級(jí)為0時(shí)，油泵首先啟動(dòng)，在油泵預(yù)潤(rùn)滑延時(shí)之內(nèi)若油壓差建立，則在延時(shí)30s后，壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)發(fā)出，壓縮機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。在又一個(gè)30s延時(shí)后，壓縮機(jī)狀態(tài)反饋，如果有反饋信號(hào)，則自動(dòng)增載，直到“能級(jí)零點(diǎn)”指示燈熄滅后停止增載。

1.2.2 停機(jī)邏輯

點(diǎn)擊停機(jī)軟按鈕，機(jī)組自動(dòng)減載30s，當(dāng)能級(jí)零點(diǎn)為“1”時(shí)，機(jī)組停機(jī)，當(dāng)能級(jí)零點(diǎn)為“0”時(shí)，給予提示，“能級(jí)沒(méi)有回到零”，機(jī)組隨后停機(jī)。

1.3 油加熱器、油泵、盤(pán)車、主電機(jī)、機(jī)組聯(lián)鎖

機(jī)組相關(guān)聯(lián)鎖的主要目的是保護(hù)機(jī)組正常開(kāi)停機(jī)、運(yùn)行時(shí)機(jī)組的安全，邏輯圖如圖1所示。

表1 控制系統(tǒng)IO點(diǎn)表Table 1 Control system IO table

故障停機(jī)信號(hào)是綜合吸氣壓力、排氣壓力、噴油壓力、過(guò)濾器壓力、油壓差、過(guò)濾器壓差、電機(jī)電流、吸氣溫度、排氣溫度、噴油溫度、電機(jī)繞組溫度、前后軸承溫度、氨分液位、油液位、電機(jī)過(guò)載等信號(hào)的聯(lián)鎖的綜合信號(hào)。

1.4 氨壓機(jī)增減載控制

氨壓機(jī)的增減載主要是控制在油分離器進(jìn)氣一端增減載電磁閥的開(kāi)關(guān)，當(dāng)氨壓機(jī)增載時(shí)，602-FV-4101A、602-FV-4104A兩個(gè)電磁閥打開(kāi)，602-FV-4102A、602-FV-4103A兩個(gè)電磁閥關(guān)閉；當(dāng)氨壓機(jī)減載時(shí)，602-FV-4102A、602-FV-4103A兩個(gè)電磁閥打開(kāi)，602-FV-4101A、602-FV-4104A兩個(gè)電磁閥關(guān)閉；當(dāng)氨壓機(jī)不增載也不減載時(shí)，602-FV-4101A、602-FV-4102A、602-FV-4103A、602-FV-4104A 4個(gè)電磁閥關(guān)閉。

1.5 氨壓機(jī)自動(dòng)控制

氨壓機(jī)自動(dòng)控制主要是以下幾個(gè)控制設(shè)定點(diǎn)的邏輯作用。

1.5.1 油加熱溫度設(shè)定點(diǎn)

油加熱溫度設(shè)定點(diǎn)用來(lái)控制油加熱器的開(kāi)停。當(dāng)溫度低于設(shè)定值-1℃時(shí)，啟動(dòng)油加熱器；當(dāng)高于設(shè)定值+1℃時(shí)，停止加熱。

1.5.2 電流設(shè)定點(diǎn)

當(dāng)壓縮機(jī)電流達(dá)到控制設(shè)定點(diǎn)時(shí)，不論處于何種操作方式下，機(jī)組都會(huì)自動(dòng)減載。

1.5.3 能級(jí)控制設(shè)定點(diǎn)

圖1 油加熱器、油泵、盤(pán)車、主電機(jī)、機(jī)組聯(lián)鎖邏輯圖Fig.1 Oil heaters, oil pumps, turning, main motor,compressor interlock logic diagrams

用來(lái)控制經(jīng)濟(jì)器電磁閥的開(kāi)、關(guān)，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行且無(wú)任何報(bào)警信號(hào)時(shí)，經(jīng)濟(jì)器電磁閥就會(huì)在能級(jí)達(dá)到這個(gè)設(shè)定點(diǎn)時(shí)打開(kāi)。

以下兩種情況出現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)器電磁閥就會(huì)關(guān)閉：

1）能級(jí)低于設(shè)定點(diǎn)5%。

2）過(guò)電流或排氣壓力高引起的保護(hù)性減載。

保護(hù)性減載過(guò)后，經(jīng)過(guò)一段延時(shí)（可根據(jù)實(shí)際設(shè)定），經(jīng)濟(jì)器電磁閥就又可以打開(kāi)。

1.5.4 吸氣壓力控制設(shè)定值

壓縮、冷凝機(jī)組自動(dòng)增減載：運(yùn)行后，若吸氣壓力當(dāng)前值高于控制設(shè)定值加上控制死區(qū)，那么機(jī)組自動(dòng)增載。同樣道理，若吸氣壓力低于控制設(shè)定值減去控制死區(qū)，則機(jī)組自動(dòng)減載。當(dāng)吸氣壓力高于或低于該控制設(shè)定點(diǎn)0.3bar時(shí)，增減載脈沖寬度都會(huì)自動(dòng)加倍，此時(shí)的增/減載時(shí)間間隔為5s。

2 人機(jī)界面

本次改造控制系統(tǒng)選用的是DCS系統(tǒng)。DCS控制系統(tǒng)融合了有關(guān)各領(lǐng)域?qū)W科的先進(jìn)技術(shù)，更加注重系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性、易用性及開(kāi)放性的特點(diǎn)，逐漸成為自動(dòng)化控制領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合體[2]，針對(duì)本公司控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀，使用IA智能化系統(tǒng)。IA智能自動(dòng)化系統(tǒng)是Foxboro公司在1987年發(fā)表的新一代控制系統(tǒng)[3]，本設(shè)備控制系統(tǒng)功能在FoxBoro IA系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，改造后的控制系統(tǒng)人機(jī)界面在IA操作站上顯示，底層邏輯及顯示控制等用IACC軟件組態(tài)，用FoxView繪制和組態(tài)，其中流程畫(huà)面及能級(jí)控制畫(huà)面一幅，開(kāi)停機(jī)等聯(lián)鎖邏輯畫(huà)面一幅。

3 系統(tǒng)配置

改造后的控制器系統(tǒng)、邏輯及所有信號(hào)點(diǎn)都在一對(duì)CP中，其中DI點(diǎn)8個(gè)，DO點(diǎn)8個(gè)，AI壓力點(diǎn)4個(gè)，AI熱電阻9個(gè)，特殊（非4-20MA）AI點(diǎn)兩個(gè)。

3.1 硬件及附屬配件

FoxBoro IA’S卡鍵FBM207（16通道開(kāi)關(guān)量輸入卡）1個(gè)，F(xiàn)BM242（16通道開(kāi)關(guān)量輸出卡）1個(gè)，F(xiàn)BM214/216（8通道模擬量輸入卡）2個(gè)，OMRON MY2N繼電器（含底座）16個(gè)，MTL SDRTD浪涌保護(hù)器9個(gè)，MTL IOP32浪涌保護(hù)器22個(gè)，MTL 5541安全柵6個(gè)，MTL 5575安全柵9個(gè)等配套附件。

3.2 主要控制

負(fù)荷控制是該改造中最重要的控制，在組態(tài)中控制4個(gè)電磁閥的信號(hào)，讓4個(gè)電磁閥的組合狀態(tài)滿足增減載，實(shí)現(xiàn)氨壓機(jī)增減載控制。在DCS界面上，繪制一個(gè)增減載按鈕，當(dāng)點(diǎn)擊增減載按鈕時(shí)，給現(xiàn)場(chǎng)電磁閥24VDC信號(hào)，控制現(xiàn)場(chǎng)電磁閥開(kāi)啟。4個(gè)電磁閥的開(kāi)關(guān)組合，實(shí)現(xiàn)氨壓機(jī)增減載的功能。松開(kāi)增減載按鈕時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)電磁閥失電，氨壓機(jī)保持目前負(fù)載的狀態(tài)。

其余控制均為常規(guī)邏輯程序控制，可直接在DCS系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

系統(tǒng)改造后，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控氨壓機(jī)的功能，系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性將大大提升，方便操作及設(shè)備維護(hù)，保證了設(shè)備長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行的目的。

[1]練永青.淺談煉化企業(yè)儀表自動(dòng)化設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)[J].石油化工自動(dòng)化,2010,01.

[2]張建新.DCS控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)氯堿,2005,10.

[3]張宗新.Foxboro I/A分散控制系統(tǒng)考察[J].山東電力技術(shù),1996,04.