淺議合成氣壓縮機(jī)PLC監(jiān)控系統(tǒng)故障分析及處理

于政日

摘 要：本文主要是對合成氣壓縮機(jī)防喘振控制系統(tǒng)、PLC監(jiān)控系統(tǒng)PLC的故障以及導(dǎo)致故障的原因進(jìn)行分析，并提出診斷處理方法。主要目的為使合成氣壓縮機(jī)PLC監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行。主要目的為日后合成氣壓縮機(jī)PLC監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：合成氣壓縮機(jī)；PLC監(jiān)控系統(tǒng)故障分析；處理

中圖分類號：TH45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）09-0049-01

對于合成氣壓縮機(jī)PLC監(jiān)控系統(tǒng)來說，由于受到各種因素影響，會出現(xiàn)不同程度的故障，導(dǎo)致無法對合成氣壓縮機(jī)進(jìn)行時時監(jiān)測，以至于無法把握合成氣壓縮機(jī)是否得以正常運(yùn)行[1]。因此，對合成氣壓縮機(jī)PLC監(jiān)控系統(tǒng)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，并找出導(dǎo)致故障發(fā)生的原因，給予及時的故障處理，才能確保系統(tǒng)正常、安全運(yùn)行，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 防喘振控制系統(tǒng)故障現(xiàn)象、原因以及處理分析

1.1 防喘振控制系統(tǒng)故障現(xiàn)象

當(dāng)前序工況處于穩(wěn)定狀態(tài)之下，在操作者終端（OIT）喘振控制性能圖上，一區(qū)和二區(qū)喘振圖工作點(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)偏離，跑進(jìn)喘振區(qū)，即使是把全部打開一段和二段喘振閥，工作點(diǎn)也無法進(jìn)入到安全工作區(qū)，，情況嚴(yán)重的時候甚至?xí)?dǎo)致壓縮機(jī)聯(lián)鎖出現(xiàn)停車的現(xiàn)象，壓縮機(jī)機(jī)身沒有發(fā)喘振。

1.2 導(dǎo)致故障發(fā)生的原因

若離心式壓縮機(jī)負(fù)荷不斷減小，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定程度時候，會導(dǎo)致壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振的現(xiàn)象，這也是導(dǎo)致壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振最常見到的一個區(qū)域。為了有效的防止壓縮機(jī)發(fā)生喘振現(xiàn)象，應(yīng)保證不管是在任意一個轉(zhuǎn)速之下，喘振極限線所對應(yīng)的最小流量要小于通過壓縮機(jī)的實(shí)際流量。一般來說，可變極限流量法是較為常用的喘振控制方案，該方案主要是在壓縮機(jī)所能承受的負(fù)荷范圍之內(nèi)，保證其工作點(diǎn)沿著喘振安全操作線進(jìn)行變化[2]。如果壓縮機(jī)所能承受的負(fù)荷降低（入口流量不斷在減小），會促使工作點(diǎn)向左偏移，最終進(jìn)入到喘振區(qū)。

1.3 故障診斷處理

壓縮機(jī)入口實(shí)際流量的穩(wěn)定性與工藝狀況穩(wěn)定性有著直接的關(guān)系，若工藝狀況穩(wěn)定性那么壓縮機(jī)入口實(shí)際流量也同樣處于穩(wěn)定狀態(tài)之下，且可達(dá)到壓縮機(jī)在正常運(yùn)作狀態(tài)之對流量的要求。然而，在OIT性能圖上，不管是壓縮機(jī)一段還是二段的入口流量都呈現(xiàn)出偏低的現(xiàn)象。FC輸出控制信號之后，把防喘振控制閥打開，并不斷增加入口流量一直到滿量程。此時，對入口流量進(jìn)行觀察可發(fā)現(xiàn)其顯示值并沒有因此而增加，工作點(diǎn)也并沒有從喘振區(qū)移動到安全工作區(qū)。從喘振控制性能圖上顯示的壓力明顯要高于使用變送器所測量到的壓力[3]。

2 PLC監(jiān)控系統(tǒng)PLC的故障、原因、處理分析

2.1 PLC監(jiān)控系統(tǒng)PLC的故障現(xiàn)象

一般來說，當(dāng)壓縮機(jī)防喘振控制系統(tǒng)處在正常運(yùn)行狀態(tài)下兩年之后，容易導(dǎo)致壓縮機(jī)性能曲線工作點(diǎn)周期性出現(xiàn)上移的現(xiàn)象，進(jìn)入到喘振區(qū)內(nèi)。觀察喘振控制性能圖可得知，不管是壓縮機(jī)的出口還是進(jìn)口，它們的壓縮比都在不斷增大。同時，對OIT喘振控制性能圖進(jìn)行觀察還可得知，進(jìn)口、出口壓力變送器表測量值都要低于壓力表顯示值。當(dāng)使用金屬與這幾個壓力輸入端子相互接觸的時候，對OIT發(fā)現(xiàn)壓力顯示值與變送器的測量結(jié)果是一致的，并沒有下降。

2.2 導(dǎo)致故障的原因分析

壓力變送器輸出電流信號以及PLC模擬量輸入卡件電流信號分別為1V～5V、4mA～20mA，它們中間跨接這250Ω精密電阻，對4mA～20mA電流信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，成為了1V～5V電壓信號，壓力變送器的測量值在經(jīng)過轉(zhuǎn)換之后再送入到PLC的I/O輸入模塊中的時候，信號已經(jīng)被抬高。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，PLC機(jī)架、各種干擾因素以及輸入卡件是導(dǎo)致電壓信號發(fā)生抬高的主要原因。此外，在PLC系統(tǒng)內(nèi)部，電路和各種元器件之間的電磁輻射也會產(chǎn)生干擾因素，例如：模擬電路會受到邏輯電路之間相互產(chǎn)生的輻射產(chǎn)生的影響。

2.3 故障診斷處理

對于合成氣壓縮機(jī)PLC控制系統(tǒng)來說，PLC和模擬量的輸入信號均為雙冗余。PLCA、PLCB作為主機(jī)運(yùn)行的時候，分別以AI301卡件上的輸入信號、AI302卡件上的輸入信號為主。當(dāng)PLCA停止運(yùn)行而PLCB單獨(dú)運(yùn)行的時候，觀察喘振控制性能圖發(fā)現(xiàn)，壓縮機(jī)進(jìn)、出口壓力的顯示值與變送器測量值是一致的。當(dāng)PLCA和PLCB同時運(yùn)行的時候，同樣會出現(xiàn)上述的故障現(xiàn)象。分別把PLCA作為熱備冗余以及把PLCB作為主機(jī)運(yùn)行，并交換安裝二者內(nèi)部的CPU模塊，可防止PLCA內(nèi)部產(chǎn)生干擾影響到輸入信號，OIT喘振控制性能圖上的顯示值高于變送器測量值的現(xiàn)象可有效避免。

3 結(jié)語

綜合以上所述，在對合成氣壓縮機(jī)PLC監(jiān)控系統(tǒng)故障進(jìn)行處理的過程當(dāng)中，不僅僅需充分考慮控制系統(tǒng)的硬件、軟件，還需要考慮測量儀表、干擾問題等等，才能及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障問題，及時做出對應(yīng)處理，確保系統(tǒng)得以正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]孫志琛，譚麗.天然氣壓縮機(jī)組PLC控制系統(tǒng)的故障診斷與排除方法[J].長江大學(xué)學(xué)報（自科版），2016（31）：990-993.

[2]賈旭飛.合成氣壓縮機(jī)試車故障分析[J].內(nèi)蒙古石油化工，2015（18）：661-663.

[3]鐘龍風(fēng)，康克家，馮偉.合成氣壓縮機(jī)視情診斷[J].潤滑與密封，2015（01）：772-775.