丘東集氣站壓縮機(jī)控制系統(tǒng)升級(jí)改造

程鑫(吐哈油田公司鄯善采油廠， 新疆 鄯善 838200)

丘東集氣站壓縮機(jī)控制系統(tǒng)升級(jí)改造

程鑫(吐哈油田公司鄯善采油廠， 新疆 鄯善 838200)

本文簡(jiǎn)要概述了丘東集氣站壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)的升級(jí)改造。主要從舊控制系統(tǒng)組成、出現(xiàn)的問(wèn)題、改造方案、新控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介四個(gè)方面進(jìn)行了介紹。

CompactLogix系列PLC；壓縮機(jī)控制系統(tǒng)；ESM發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊

丘東集氣站1#壓縮機(jī)組是2007年由江漢三機(jī)廠配套生產(chǎn)的，壓縮機(jī)型號(hào)是2RDSB-1，發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為F3524GSI，是美國(guó)瓦克夏公司生產(chǎn)的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，屬四沖程、中速、頂置氣門發(fā)動(dòng)機(jī)[1]，其壓縮機(jī)控制系統(tǒng)采用ROCKWEL公司的SLC500系列PLC。近年來(lái)該機(jī)組控制系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)硬件故障、程序丟失等問(wèn)題，嚴(yán)重影響到壓縮機(jī)組的安全平穩(wěn)運(yùn)行，因此需要對(duì)該機(jī)組控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

1 原控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

(1)PLC控制系統(tǒng)的組成 舊控制系統(tǒng)采用ROCKWEL公司的SLC500系列PLC，由1個(gè)CPU模塊(型號(hào)1747-L542)、2個(gè)數(shù)字量輸入模塊(型號(hào)1747-IB16)、1個(gè)數(shù)字量輸出模塊(型號(hào)1747-OB16)、3個(gè)模擬量輸入模塊(型號(hào)1747-NI8)、1個(gè)模擬量輸出模塊(型號(hào)1747-NO4I)、1個(gè)通信模塊(型號(hào)MVI46-MCM)，通過(guò)串口DH-485與顯示屏進(jìn)行通訊，顯示屏為PanelBudiler32觸摸屏(型號(hào)2711-T10C9)，通信模塊通過(guò)Modbus通訊卡，使用RS485通訊實(shí)現(xiàn)與站內(nèi)DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。

(2)控制系統(tǒng)的功能 該控制系統(tǒng)的主要功能是整合現(xiàn)場(chǎng)采集的壓縮機(jī)上的各類數(shù)字量信號(hào)和模擬量信號(hào)，接收瓦克夏發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(ESM)提供的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)信號(hào)，通過(guò)PLC指令編程實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，通過(guò)觸摸屏和機(jī)組就地控制系統(tǒng)(Unit Control System，簡(jiǎn)稱UCS)控制柜上的按鈕可實(shí)現(xiàn)開機(jī)、停機(jī)、緊急停機(jī)、加減載、壓縮機(jī)預(yù)潤(rùn)滑、空冷器電機(jī)測(cè)試等功能，并可在觸摸屏上查看各類發(fā)動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)的重要參數(shù)，查看報(bào)警、關(guān)停報(bào)警的歷史信息，維護(hù)人員還可通過(guò)輸入二級(jí)賬戶和密碼，因地制宜地設(shè)置機(jī)組的報(bào)警值。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(ESM)是瓦克夏發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)獨(dú)立控制系統(tǒng)，可向PLC控制系統(tǒng)提供發(fā)動(dòng)機(jī)的各類參數(shù)信息并接受PLC發(fā)出的停開機(jī)的指令信號(hào)，維護(hù)人員需要通過(guò)在筆記本上安裝的瓦克夏ESM檢測(cè)軟件(Electronic Service Program)配合其通訊電纜(USB轉(zhuǎn)RS232)，在現(xiàn)場(chǎng)將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的詳細(xì)參數(shù)及故障代碼顯示在筆記本電腦中，用來(lái)幫助維護(hù)人員監(jiān)控和分析發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況。

(3)舊控制系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題 近年來(lái)該控制系統(tǒng)出現(xiàn)了許多問(wèn)題，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全平穩(wěn)運(yùn)行，增加的維修維護(hù)人員的工作量。①PLC硬件故障，CPU模塊多次故障失效，控制系統(tǒng)不起作用，更換CPU模塊次數(shù)頻繁而且供貨困難。②PLC程序頻繁丟失，因CPU模塊有權(quán)限保護(hù)，每次丟失程序后，必須等廠家工程師到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維護(hù)，耽誤維修效率，而且維護(hù)賬戶密碼已經(jīng)丟失。③控制屏老化嚴(yán)重，測(cè)試頁(yè)的預(yù)潤(rùn)滑測(cè)試、空冷器風(fēng)機(jī)測(cè)試都已經(jīng)失效。(4)系統(tǒng)換算的載荷量參數(shù)無(wú)法顯示，與站內(nèi)DCS系統(tǒng)通訊經(jīng)常受到新接線路的干擾。

2 升級(jí)改造的設(shè)計(jì)要求

UCS控制柜不改變，柜內(nèi)接線端子、電源、布線槽、繼電器等盡量不更換，新更換的PLC控制器和控制屏結(jié)構(gòu)上應(yīng)緊湊，體積上應(yīng)更小，在無(wú)需更改原控制系統(tǒng)線路布置的條件下安裝，新系統(tǒng)配件市場(chǎng)普及率應(yīng)更高、性能更先進(jìn)、可靠性更好。按照生產(chǎn)的實(shí)際需要，UCS應(yīng)具備電源保護(hù)和DCS通訊保護(hù)功能，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)控制屏能夠顯示發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊ESM的故障報(bào)警及發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)信息。

3 升級(jí)改造后的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

(1)新PLC控制系統(tǒng)的組成 新控制系統(tǒng)采用羅克韋爾CompactLogix 系列PLC和Panelview Plus1000 HMI控制屏。CompactLogix 系列PLC是ROCKWEL公司于2012年推出的中型PLC系統(tǒng)，其具有較強(qiáng)的功能力和豐富的通訊接口功能，適合中小規(guī)模的控制系統(tǒng)解決方案[2]。整個(gè)系統(tǒng)的組成是1個(gè)CPU模塊(型號(hào)1769-L33ERM)、2個(gè)數(shù)字量輸入模塊(型號(hào)1769-IQ16)、1個(gè)數(shù)字量輸出模塊(型號(hào)1769-OB16)、4個(gè)模擬量輸入模塊(型號(hào)1769-IF8)、1個(gè)模擬量輸出模塊(型號(hào)1769-OF4)、1個(gè)通信模塊(型號(hào)MVI69-EMBS)，新的系統(tǒng)使用通訊速度更快的以太網(wǎng)通訊，增加了以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)與控制屏的通信。

(2)新控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì) 新的控制系統(tǒng)使用MOX公司的TCC-120I光電隔離型通訊系統(tǒng)，增強(qiáng)了系統(tǒng)與DCS通訊的穩(wěn)定性及抗干擾性。電源保護(hù)和硬件保護(hù)做的更好，以減小硬件故障和程序丟失的問(wèn)題。本次改造之后，發(fā)動(dòng)機(jī)ESM內(nèi)的重要參數(shù)信息可實(shí)時(shí)顯示在現(xiàn)場(chǎng)顯示屏上，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的各類故障的分析、處理能起到重要作用，同時(shí)也方便了巡檢及維護(hù)人員了解發(fā)動(dòng)機(jī)信息。

4 結(jié)語(yǔ)

改造后的控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中得到應(yīng)用，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，滿足了設(shè)計(jì)要求，該機(jī)組的升級(jí)改造成功為其他機(jī)組的控制系統(tǒng)升級(jí)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1]楊小平,張濤,王建鑫,范衛(wèi)民.F3524GSI 發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用溫米油田干氣的適應(yīng)性分析及調(diào)試對(duì)策[J].中國(guó)新技術(shù)產(chǎn)品,2009：111-112.

[2]孟洪亮.CompactLogix系列P LC在4S 2500四輥壓延機(jī)生產(chǎn)線上的應(yīng)用[J].遼寧化工,2012，41(3):268-269

程鑫(1990- )，男，漢，黑龍江人，大學(xué)本科，自動(dòng)化專業(yè)，助理工程師。