压缩空气系统仪表控制调试方法分析研究

蔡红茹（中国原子能科学研究院，北京 102413）

气动系统在正常运行的过程之中需要压缩空气生产系统为其提供满足相关要求的压缩空气。现阶段在气动系统之中的压缩空气生产系统一般有三种类型，其用途也存在一定的差异。第一种空气压缩系统是主空气压缩系统，其作用是满足气动系统正常运行的需要、用于气动系统的维修、测试气动系统核心装备的性能；第二种是应急压缩空气系统，其实质上是仪表设备的备用气源；第三种是常规空气压缩生产系统，其作用是在空气气压不足时，保证气动系统内部主要设施的气压。

1 空气生产系统组成

在气动系统之中压缩空气生产系统的重要组成部分是空气压缩机房。空气压缩机房产生的压缩空气将供给给仪表用压缩空气分配系统和公用压缩空气分配系统这两个系统。气动系统在正常运行的过程之中空气压缩机房直接向气动系统连接的各个设备和各个厂房供气。空气压缩机房供应到设备和厂房的一部分压缩空气会输送到厂房之中的应急压缩空气机房内，并在此机房之中经过净化、干燥等一系列的处理，经过处理之后的压缩空气将做为仪表的用气被供给各个仪表用户端。从实用的角度讲，厂房之中的应急空气压缩系统是空气压缩机房的一个备份，在应急的时刻进行应用。

2 仪表控制功能及调试方法

气动系统之中的空气压缩生产系统是由多个部分有机组合为一个整体进而发挥相应的功能。这一系统之中设备构成最复杂，控制难度最大的子系统是主压缩空气生产系统。本文在论述仪表控制功能的调试方法时选择这一系统为研究的基本对象，深入全面系统的论述这一系统的基本组成，所发挥的基本功能以及在调试的过程之中采用的诸多方法。

2.1 主压缩空气生产系统概述

主压缩空气生产系统的控制核心设备安装在空气压缩机房之中，常用的控制器为ACS400系统，这一系统适用于具有多台空压机和其他处理设备的压缩空气生产系统之中。该系统主要具备以下几个方面的功能：一是对空气压缩生产系统的运行状态进行实时的监测和控制，；二是根据压缩空气生产系统的实际生产过程汇总和形成各种类型的报表。三是对空气压缩生产系统之中的各种类型的设备进行实时的监测，保证设备的运行处于正常的状态之中。这一系统实际应用的过程之中能够对主压缩空气生产系统之中的所有设备实现正确可靠的控制。本文所研究主压缩空气生产系统其包含的主要设备为空气压缩机数量为6台，干燥过滤器数量为6台、干燥器前电动阀6 台、冷却塔3 台，此外系统之中还有大量的辅助性设备。ACS400控制器能够按照气动系统设计的要求实现对整个系统所有设备的全自动控制，实现了主压缩空气生产系统的无人值守生产。

2.2 主压缩系统工艺流程概述

本文研究的主压缩系统内部的空气压缩机组采用并联布置的方式，其生产的压缩空气首先经过干燥净化装置进行净化干燥处理，再进入到压缩空气缓冲罐之中，再输送给气动系统之中需要压缩空气的各个用户。空气压缩机组在工作过程之中的冷却方式为独立冷却水冷却。在气动系统运行的特殊要求下，主压缩空气生产系统的生产工艺会进行一定的调整。例如在进行气动系统的核心设备性能维护测试时，主压缩空气生产系统之中六台空气压缩器产生的压缩气体，仍然无法满足实际使用的要求，此时应急空气压缩机组将启动工作，将产生的压缩气体输入到压缩空气生产系统之中满足气动系统运行的需要。空气压缩机组在工作的过程之中可能因为各种原因出现电源丢失的现象，在这种情况下空气压缩机房之中的空气压缩机将停运并准备重新进行启动。

2.3 系统控制柜功能

ACS400在正常运行的过程之中其主要包含以下几个方面的功能。第一个方面的功能是实现对主压缩系统之中各台空气压缩机运行状态的控制；第二个方面的功能是对各台空气压缩机的运行顺序进行有效的切换；三是保证气动系统之中各个用气管道路线之中气压的稳定；四是对主压缩空气生产系统之中的各种设备的控制方式进行切换；五是当主压缩空气生产系统之中的设备出现故障时，能够实现各种设备之间的切换；六是实现对输出信号的控制。

3 主要问题分析及解决方案论述

ACS400 是一种在工业之中得到非常成熟应用的控制系统，其在进行安装调试的过程之中通常不会出现各种问题，在实践的过程之中ACS400控制柜的安装调试一般比较顺利。在实践的过程之中问题主要出现在DCS 的逻辑同实际现场设备之中的设计存在不匹配的问题，本文主要论述这一方面存在的问题。

3.1 主压缩空气生产系统400KC控制逻辑存在的信号问题及解决方案

在400KC 的逻辑控制系统之中，KIC 的命令在经过触发器之后会转变成为一个电信号。例如主压缩空气生产系统之中的远程控制设备打开时，系统之中将保持为ON命令；在这种情况下当设备系统转换到就地控制系统之后，将关闭相关的远程控制系统，此时由于ON命令信号一直在保持，设备将无法重新启动。针对这一问题，在经过一系列的实际试验之后发现最有效的解决方式是在RS触发器之后再增加一个2S的脉冲，进而将相关命令触发形成的长信号转变成为一个短信号，进而使相关的设备在识别到这一信号之后实现控制。DCS KIC在某些情况下输出的控制信号无法对相关的设备进行有效的操作。深入的分析这一问题发现是厂家之间的设计文件存在错误。在联系厂家对其进行修改之后这一问题得到解决。

3.2 软件修改

在DCS的逻辑控制软件之中存在部分逻辑错误设计，这些错误的设计导致了相关的控制命令在传递的过程之中出现错误，进而导致整个系统无法正确运行，始终处于报警的状态之中。针对这一出现的问题，首先是对DSC的控制电路图进行全面深入的分析，明确电路图之中正确的逻辑顺序，再根据这一正确的顺序对系统的控制软件进行修改进而消除掉系统之中存在的逻辑错误，解除整个系统存在的报警状态。

3.3 逻辑关系设置错误

DCS层在进行控制的过程之中涉及到了大量的“门”、“与”电路设计，这些电路在设计的过程之中出现微小的错误，将导致整个控制系统无法正常的进行工作。在对DCS 二层逻辑设计进行调整的过程之中发现某些情况下主动控制电路信号动作会导致整个系统报警，深入的研究发现是逻辑控制电路设计出现错误。针对这一情况在对逻辑电路进行调整之后，主控制电路在工作的过程之中再不出现报警现象。

4 结语

进行压缩空气生产系统调试的根本目的是为气动系统的正常运行奠定基础，为机组的正常工作奠定基础。本文主要介绍了主压缩空气生产系统在调试的过程之中存在的问题，并针对这些问题提出了针对性的解决方法。这些解决方法在实践之中起到了非常好的应用效果，为此后进行其他机组和设备的调试奠定了基础，为主压缩空气生产系统的进一步调试起到了较大的借鉴作用。