重整氨压机的控制系统改造

2015-12-17戴乐强徐荣刚

仪器仪表用户 2015年2期

戴乐强，徐荣刚

（中国石化海南炼油化工有限公司机动部，海南儋州 578101）

0 引言

本公司连续重整装置中氨压机，是氨制冷系统中的重要设备，采用英国嘉德（GUARDIAN）国际控制生产的SCC40微电脑控制器智能控制。

目前，该设备信号处理及操作均在现场控制柜,部分重要信号通过RS485通讯至DCS上监控。操作人员无法在中控室进行远程控制；另外，设备现场临近海边，腐蚀严重，对控制柜内设备影响较大；控制系统备件停产，新的升级备件无法直接替代使用，须由厂家进行升级后才能使用，查找故障不方便，且由于程序固化在控制器芯片内，无法根据现场实际情况进行逻辑、控制及修改，对生产造成不利影响。做好仪表预防性维护是确保设备长周期运行的关键[1]，针对连续重整氨压机的现状，提出了对其控制系统择机改造，以保证设备长周期运行。

1 控制方案

1.1 机组控制点表

根据机组控制系统现场控制点整理控制点表如表1所示。

1.2 开停机逻辑

1.2.1 开机逻辑

点击开机软按钮，氨压机自动减载，当能级为0时，油泵首先启动，在油泵预润滑延时之内若油压差建立，则在延时30s后，压缩机启动信号发出，压缩机自动启动。在又一个30s延时后，压缩机状态反馈，如果有反馈信号，则自动增载，直到“能级零点”指示灯熄灭后停止增载。

1.2.2 停机逻辑

点击停机软按钮，机组自动减载30s，当能级零点为“1”时，机组停机，当能级零点为“0”时，给予提示，“能级没有回到零”，机组随后停机。

1.3 油加热器、油泵、盘车、主电机、机组联锁

机组相关联锁的主要目的是保护机组正常开停机、运行时机组的安全，逻辑图如图1所示。

表1 控制系统IO点表Table 1 Control system IO table

故障停机信号是综合吸气压力、排气压力、喷油压力、过滤器压力、油压差、过滤器压差、电机电流、吸气温度、排气温度、喷油温度、电机绕组温度、前后轴承温度、氨分液位、油液位、电机过载等信号的联锁的综合信号。

1.4 氨压机增减载控制

氨压机的增减载主要是控制在油分离器进气一端增减载电磁阀的开关，当氨压机增载时，602-FV-4101A、602-FV-4104A两个电磁阀打开，602-FV-4102A、602-FV-4103A两个电磁阀关闭；当氨压机减载时，602-FV-4102A、602-FV-4103A两个电磁阀打开，602-FV-4101A、602-FV-4104A两个电磁阀关闭；当氨压机不增载也不减载时，602-FV-4101A、602-FV-4102A、602-FV-4103A、602-FV-4104A 4个电磁阀关闭。

1.5 氨压机自动控制

氨压机自动控制主要是以下几个控制设定点的逻辑作用。

1.5.1 油加热温度设定点

油加热温度设定点用来控制油加热器的开停。当温度低于设定值-1℃时，启动油加热器；当高于设定值+1℃时，停止加热。

1.5.2 电流设定点

当压缩机电流达到控制设定点时，不论处于何种操作方式下，机组都会自动减载。

1.5.3 能级控制设定点

图1 油加热器、油泵、盘车、主电机、机组联锁逻辑图Fig.1 Oil heaters, oil pumps, turning, main motor,compressor interlock logic diagrams

用来控制经济器电磁阀的开、关，当机组运行且无任何报警信号时，经济器电磁阀就会在能级达到这个设定点时打开。

以下两种情况出现，经济器电磁阀就会关闭：

1）能级低于设定点5%。

2）过电流或排气压力高引起的保护性减载。

保护性减载过后，经过一段延时（可根据实际设定），经济器电磁阀就又可以打开。

1.5.4 吸气压力控制设定值

压缩、冷凝机组自动增减载：运行后，若吸气压力当前值高于控制设定值加上控制死区，那么机组自动增载。同样道理，若吸气压力低于控制设定值减去控制死区，则机组自动减载。当吸气压力高于或低于该控制设定点0.3bar时，增减载脉冲宽度都会自动加倍，此时的增/减载时间间隔为5s。

2 人机界面

本次改造控制系统选用的是DCS系统。DCS控制系统融合了有关各领域学科的先进技术，更加注重系统的稳定性、灵活性、易用性及开放性的特点，逐渐成为自动化控制领域先进技术的结合体[2]，针对本公司控制系统应用现状，使用IA智能化系统。IA智能自动化系统是Foxboro公司在1987年发表的新一代控制系统[3]，本设备控制系统功能在FoxBoro IA系统中实现，改造后的控制系统人机界面在IA操作站上显示，底层逻辑及显示控制等用IACC软件组态，用FoxView绘制和组态，其中流程画面及能级控制画面一幅，开停机等联锁逻辑画面一幅。

3 系统配置

改造后的控制器系统、逻辑及所有信号点都在一对CP中，其中DI点8个，DO点8个，AI压力点4个，AI热电阻9个，特殊（非4-20MA）AI点两个。

3.1 硬件及附属配件

FoxBoro IA’S卡键FBM207（16通道开关量输入卡）1个，FBM242（16通道开关量输出卡）1个，FBM214/216（8通道模拟量输入卡）2个，OMRON MY2N继电器（含底座）16个，MTL SDRTD浪涌保护器9个，MTL IOP32浪涌保护器22个，MTL 5541安全栅6个，MTL 5575安全栅9个等配套附件。

3.2 主要控制

负荷控制是该改造中最重要的控制，在组态中控制4个电磁阀的信号，让4个电磁阀的组合状态满足增减载，实现氨压机增减载控制。在DCS界面上，绘制一个增减载按钮，当点击增减载按钮时，给现场电磁阀24VDC信号，控制现场电磁阀开启。4个电磁阀的开关组合，实现氨压机增减载的功能。松开增减载按钮时，现场电磁阀失电，氨压机保持目前负载的状态。

其余控制均为常规逻辑程序控制，可直接在DCS系统中实现。