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1存在的問題

空分膨脹機(jī)控制系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)問題，如上位與下位通訊遲滯時(shí)間達(dá)到3～5s；程序繁瑣，沒有可讀性和可操作性，且存在許多功能模塊的錯(cuò)誤使用；上位操作點(diǎn)組態(tài)錯(cuò)誤眾多；硬件中多塊卡件健康燈在運(yùn)行期間出現(xiàn)紅閃，甚至出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)紅，無法通過復(fù)位消除等。考慮到系統(tǒng)負(fù)荷問題和生產(chǎn)穩(wěn)定等問題，如果因膨脹機(jī)跳車而引起整個(gè)煤化工裝置跳車，造成的經(jīng)濟(jì)損失是可想而知的。所以，對(duì)膨脹機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行改造是十分必要的。

2改造方案的確定和實(shí)施

針對(duì)存在的問題，經(jīng)過認(rèn)真研究分析，決定對(duì)膨脹機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。本次改造采用FOXBORO公司的高性能的、成熟的I／ASeries控制系統(tǒng)來替代原有的ITCC控制系統(tǒng)；將膨脹機(jī)噴嘴調(diào)節(jié)和防喘振調(diào)節(jié)改到I／ASeries系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，其他功能和操作方式則基本不變。現(xiàn)場儀表和操作盤不做任何改動(dòng)，只是把膨脹機(jī)的信號(hào)線重新拉電纜到備用的接線盒里，再將接線盒到DCS控制系統(tǒng)的備用點(diǎn)找到，接到相應(yīng)的端子排上。本次改造用的是原有I／ASeries控制系統(tǒng)的備用通道，信號(hào)線接好后直接進(jìn)行組態(tài)調(diào)試就行，不需要增加任何硬件和軟件。改造后所有的點(diǎn)均采用冗余卡件；考慮到現(xiàn)場危險(xiǎn)源的問題，所有點(diǎn)都通過安全柵后再上卡件。另外，HV01310和FV01312的電磁閥為防止線路故障和電磁閥失電而跳車影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性，均采用雙電磁閥。

3I／ASeries控制系統(tǒng)的編程組態(tài)其組態(tài)包括控制功能和顯示功能兩部分。

3．1控制功能部分

3．1．1膨脹機(jī)的開停及控制通過就地／控制室盤選擇開關(guān)，選擇在控制室或就地啟／停膨脹機(jī)。通過膨脹量來控制轉(zhuǎn)速及噴嘴、防喘振閥控制。具備膨脹機(jī)出入口氣體溫度、內(nèi)外軸承溫度、油過濾器后的油溫、出入口氣體壓力、潤滑油進(jìn)軸承油溫、密封氣壓力、膨脹機(jī)軸振動(dòng)、導(dǎo)流器與膨脹機(jī)出口壓差、油箱液位以及油泵運(yùn)行情況等監(jiān)測(cè)指示功能。

3．1．2聯(lián)鎖保護(hù)功能系統(tǒng)出現(xiàn)保護(hù)性故障時(shí)，具有報(bào)警、停機(jī)功能；軸瓦溫度、軸振動(dòng)軸位移、油系統(tǒng)、密封氣系統(tǒng)、出入口氣體溫度、壓力以及轉(zhuǎn)速出現(xiàn)異常等，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警，并記錄報(bào)警信息。

3．1．3輔助系統(tǒng)控制包括輔助油泵啟停控制、兩個(gè)油泵的互啟控制、油電加熱器的控制。

3．1．4噴嘴控制功能具備組態(tài)噴嘴調(diào)節(jié)器（FV01309）完成噴嘴控制，組態(tài)控制選擇方式，手動(dòng)／自動(dòng)轉(zhuǎn)換，快開／快關(guān)按鈕等功能。開車時(shí)，F(xiàn)V01309在全關(guān)位置（即開度為0）；當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)聯(lián)鎖直接給FV01309放開0～100％，可對(duì)噴嘴開度進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)機(jī)組運(yùn)行信號(hào)丟失或聯(lián)鎖時(shí)，F(xiàn)V01309在全關(guān)位置。

3．1．5防喘振閥控制功能在程序聯(lián)鎖中，開機(jī)組時(shí)喘振調(diào)節(jié)器（FV01312）全開（即100％開度），F(xiàn)V01309和HV01310全關(guān)。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)直接給FV01312放開0～100％，同時(shí)電磁閥帶電；HV01310全開，同時(shí)電磁閥帶電，據(jù)工況直接手動(dòng)調(diào)節(jié)FV01312和FV01309的閥位。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行信號(hào)丟失或聯(lián)鎖時(shí)，系統(tǒng)直接聯(lián)鎖FV01312輸出100％，同時(shí)電磁閥失電；當(dāng)進(jìn)行緊急放空操作時(shí)，系統(tǒng)直接聯(lián)鎖FV01312輸出100％，同時(shí)電磁閥失電。

3．2顯示功能部分改造后的控制系統(tǒng)用CIO控制組態(tài)器進(jìn)行組態(tài)。該系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，功能強(qiáng)大，操作簡單。操作畫面的流程采用FoxDraw軟件來完成。改造后膨脹機(jī)系統(tǒng)流程如圖1。DCS工程師站通過工業(yè)以太網(wǎng)與CP通訊，連續(xù)不斷地從生產(chǎn)過程中獲得大量的信息，并及時(shí)為工藝操作人員顯示設(shè)備狀態(tài)，提供彩色畫面詳圖、趨勢(shì)圖、報(bào)警表以及動(dòng)態(tài)流程圖。因此，操作人員可以通過上述畫面檢查各種信號(hào)的詳細(xì)情況，修改設(shè)定值、改變操作方式，從而起到指導(dǎo)實(shí)時(shí)操作和控制的作用。

4改造控制點(diǎn)

鑒于安全生產(chǎn)的需要和對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的考慮，控制點(diǎn)不但采用冗余卡件，還要經(jīng)過安全柵后再上卡件。AI點(diǎn)共20個(gè)，其中溫度點(diǎn)通MTL5074型安全柵后上FBM216卡；其他AI點(diǎn)通MTL5041／5042型安全柵上FBM216卡；AO點(diǎn)共2個(gè)，通MTL5045安全柵上FBM237卡；DI點(diǎn)共25個(gè)，通MTL5045型安全柵上FBM217卡；DO點(diǎn)共11個(gè)，直接上FBM242卡。5聯(lián)機(jī)調(diào)試當(dāng)完成控制柜接線和軟件編程組態(tài)工作后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，檢查控制功能和邏輯、聯(lián)鎖保護(hù)等功能是否和原來一樣。調(diào)試合格后，做好系統(tǒng)程序和用戶程序備份，交付生產(chǎn)使用。6實(shí)施效果經(jīng)過大家的努力，現(xiàn)場及系統(tǒng)接線，組態(tài)，回路測(cè)試，功能模擬測(cè)試等，均在大修結(jié)束之前完成。在公司2012年度大修開始后，僅僅用了兩周的時(shí)間就實(shí)現(xiàn)了新老系統(tǒng)的交替，而且保證了所有重要功能的同步實(shí)現(xiàn)。

作者：周玉紅高波徐清慧單位：河南煤業(yè)化工集團(tuán)中原大化公司