建厂十周年论文：化工一二硫风机改造_化工技术改造论文

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化工厂一硫车间一、二系统风机控制系统改造

杨泉文,毕庆宏,蔺永强

（金川集团自动化工程公司，甘肃 金昌 737100）

摘 要：本文就化工厂一硫车间一、二系统风机控制系统改造的背景现状和技术方案等内容

进行了详细地阐述，以便将这一成果更好地推广应用于类似的生产工艺控制当中，为大型运转设

备的安全运行提供借鉴。

关键词：风机控制系统技术改造

Sulfur workshop one , two system wind machine navar once

reforms chemical plant

Yang Quan wen , Bi Qing hong , Lin Yong qiang

(Jin Chuan Automation Engineering Company of Corp., Gansu Province Jin Chang City 737100)

Abstract: Content such as current situation and technology scheme has carried out the main body

of a book with regard to the background that one chemical plant sulfur workshop one , two system wind

machine navar reforms expounding detailedly , has controlled middle , has provided to safe large-scale travel equipment operation so that extension applies this one achievement to the similar productive technology better to draw leons.Keywords: Wind machine , navar , changes its technology

0前言

风机的控制系统是风机的重要组成部分，它承担着风机监控、自动调节、等重要任务，它主要由监控系统、主控系统、变桨控制系统几部分组成。从风机控制系统本身的要求来看，有它的特殊性和复杂性。从硬件来讲，风机控制系统随风机一起安装在接近自然的环境中，工作有较大振动、大范围的温度变化、强电磁干扰这样的复杂条件下，因此其硬件要求比一般系统要高得多。从软件来讲，风机要实现完全的自动控制，必须有一套与之相适应的完善的控制软件。主控系统、变桨系统需要协同工作才能实现稳定运行，这需要在这几大部件中有一套先进、复杂的控制算法。

化工厂一硫车间一二系统风机控制系统在运行近15年后，日益暴露出系统老旧、软件版本低、操作系统淘汰、备件停产无法储备，特别是原系统缺乏事故追忆报警记录趋势和功能，给风机的安全运行和维护检修带来极大的不便和隐患。

1风机控制系统概况

风机的控制系统是风机的重要组成部分，它承担着风机监控、自动调节、等重要任务，它主要由监控系统、主控系统、变桨控制系统几部分组成。现阶段随着自动化控制系统的多元化，管理控制一体化等技术在工业自动化领域的发展。控制系统的智能化、分散化、网络化，以成为工业自工动化领域的发展趋势。

本文就本次技术改进的主要部分进行阐述，即风及控制系统组成部分中很重要的一部分功能——事故追忆记录。在事故发生以后，可以调出相应的事故追忆记录，通过趋势显示或数据一览的形式对所记录的1数据进行分析。将各系统中保护动作情况在画面中显示出来，找出事故发生的根源；通过分析各系统中保护动作信号，确认系统首要事故原因。同时信息一览中记录系统中的报警信息、报警恢复信息、状态变位信息、操作员操作、按照时间的先后顺序进行记录，提供按照时间和内容查询两种方式。通过信息一览可以查出事故发生前后系统中的报警信息、操作记录等可能与事故有关的重要信息。操作员操作记录可以准确的记录每一台操作站发出的操作指令信息，包括指令发出时间、操作对象、操作指令变化及操作员站号等具体内容。通过对操作员操作的分析可以清楚的判定是否由于误操作或其他因素造成事故的发生。趋势显示功能是在操作员站上画出数据在一段时间内的趋势图形。在同一幅图形中可以同时有多个数据的趋势，在屏幕上以不同的颜色加以区分比较，趋势显示功能主要用于分析数据在一段时间内的总体变化过程，可以方便的观察某一数据在一段时间内的最大值、最小值、变化速率、有无突然变化等情况。还可以将几个相关数据放在同一图形中，比较这些数据的变化规律，判断是否由于某一数据的变化导致其他参数的相应改变，造成事故现象。

通过PLC系统准确、详实的记录，可以帮助分析人员尽快查明事故原因，排除机组故障。在以后的运行中吸取经验，保证机组的安全稳定运行。现状及存在的主要问题

化工厂一硫车间一、二系统建成运行已经有将近15年了，当时风机的控制系统采用的是贝加莱的PLC控制系统和显示屏，运行到现在来说软件版本已经很低无法升级，而且系统硬件的生产厂家已经停止生产，造成备件无法储备，已经影响到系统的正常的运行。尤其是最近两年频繁出现故障，多次处理之后，备件已经消耗殆尽，厂家也停止生产该类的备件，进备件比较困难。而且风机发生故障时，一硫酸系统的生产无法正常组织。

还有它的软件平台采用的是windows98操作系统，而现在windows98操作系统已经淘汰了，如果遇到程序有问题或丢失，必须重新用windows98系统运行该软件，才能把备份的程序重新下载到控制器。

另外原来的风机控制系统不具备事件记录和测点参数变化趋势曲线图，在正常运行时，如遇突发故障风机保护起作用，使风机跳车，在PLC的显示屏上无法查出是什么原因造成风机跳车，也没有历史曲线可以查，使得风机跳车原因无法进行科学准确的分析，不但在事故的分析和处理上带来了不必要的麻烦，在仪控设备的故障处理上也很难判断处理和预防，风机发生误跳的情况很难避免，这样对大型设备的安全运行带来了不安全的因素。

针对上述情况，科学合理的优选自控设备，减少维护人员的工作量，并为风机故障的分析和处理提供了科学可靠的依据。因此有必要对一硫酸系统一、二系统风机控制系统进行技术改造，确保风及控制系统的正常安全运行，使其满足工艺控制和监测的需要，达到控制和监测的最佳效果。

3技术改造的主要内容

3.1整体思路

根据一硫一、二系统现有PLC的现状和存在的主要问题，以及目前集团公司自动化技术水平和实际应用情况，我们可以结合现有的最新的风机控制系统的情况进行技术改进，使改造后达到同类风机有着同类同技术水平的控制系统，不但便于生产运行，也便于维护检修。

ABControlLogix5000 PLC控制系统在简单易于使用的环境下，实现了卓越的性能，堪称业内典范。一硫酸车间的另外两台新风机的配套控制系统都是采用AB公司的Logix 5000控制系统，那么我们改进一、二系统两台风机的控制则也采用同样控制系统，这样做的好处有是备件统一、逻辑相近、维护方便。

3.2 技术方案

3.2.1根据工艺要求，为实现风机的最佳控制和监测需要，将现有的贝加莱风机控制和监测系统升级改进为AB的PLC风机控制系统，在操控平台上采用便于升级和维护的工业平板电脑PPC-1507T，并通过DP通讯方式传递给DCS控制系统。并将辅助油泵和紧急油泵原来的电气控制台控制方式，改为运用工业平板电脑进行控制，使控制更加安全可靠为风机故障的分析和处理提供科学可靠的依据。

3.2.2 采用AB的PLC Logix5000系统来取代原有的贝加莱PLC系统，现场的测点和电缆利用原有的，原有的风机柜拆除，重新加工两个风机柜，采用平板电脑进行监控和控制，从设计、出图到相对应的组态以及

安装和调试投运均独立完成。

PLC系统配置的要求如下：

（1）控制器，负荷峰值：

（2）系统电源冗余配置；

（3）要与现用的一硫主控制系统和利时SmartPro通讯；

（4）数字量信号通过继电器隔离接入系统；

（5）提供软件及使用授权，软件具有离线仿真和在线修改功能。

优点：适合顺序、过程、传动和运动控制的模块化、高性能控制平台，每个ControlLogix处理器可以执行多个控制任务，减少所需要的控制器个数，这样，排错更快。可以分别触发多个周期任务以便达到更高的性能水平。

图一 改造后的 PLC图二现场工业平板电脑PPC-1507T

ControlLogix平台是机架式模块化安装。ControlLogix I/O是背板安装的。电源直接安装在ControlLogix I/O机架的左端。ControlLogix I/O机架有4、7、10、13或17槽之分。模块的安装完全和槽号无关；任何模块都可以安装在ControlLogix I/O机架的任意槽。ControlLogix I/O 模块的最大通道数是32通道。每个模块的可卸端子块的机械键控防止向模块施加错误的电压。不需要断开连线就可以更换 I/O 模块。

风机控制柜内置罗克韦尔PLC可编程控制系统，通过面板和平板电脑进行人机交互，实现风机运行过程中的全部控制，要求安全、稳定、可靠。

3.2.3主要控制功能有：

1）控制功能中包括风机的仪表控制系统和风机紧急油泵、辅助油泵、润滑油加热器、主电机绕组加热器等风机低压设备电气控制。

2）风机的检测数据采集,风机与高压控制的联锁,以及风机紧急油泵 辅助油泵 润滑油加热器的联锁控制全部由风机的PLC控制完成。

3）来自风机高压控制柜的风机运行电流、风机降压运行、风机正常运行、报警等信号首先通过PLC的I/O模块进入到PLC系统,可在风机显示面板画面组态显示,同时在LCP柜盘面上设计相应直观的允许启动信号指示灯.4）风机PLC与硫酸系统的DCS控制系统通过PROFIBUA-PA进行通讯,在DCS组态相应的控制和画面,可在DCS系统上监视风机的所有参数和风机及油泵的运行情况, 同时可在DCS系统上和PLC上对风机的前导向进行调节控制和无扰动控制切换。

5）利用AB的PLC Logix5000系统强大的软件功能，实现对测温、震动信号的智能判断，过滤虚假的跳车信号，降低设备由于误信号引起的跳车次数，提高风机的作业率。

6）由于硬件升级以后，人机界面通过平板电脑来实现，具有强大的数据存储能力和软件扩展能力，方便地实现了开停车条件的直观显示，使人机界面更加友好。

3.2.4事故报警及安全装置

风机机组的允许运行条件由PLC控制系统提供，可实现对电机的差动保护、速断保护、零序接地保护、低电压保护、相序保护（相序检测，保证正确相序）、电动机过负荷保护，对风机机组实现仪控故障保护。

3.3 达到的效果

跟以前相比实现了风机控制和监测系统的平稳升级，升级为平板电脑控制，使风机控制和监测系统更

加准确、可靠，为风机故障的分析和处理提供科学可靠的依据。增加了对风机上仪表参数的历史趋势监测，跳车故障的显示，对于检查故障提供了准确的判断依据。

3.3.1 将现有的贝加莱风机控制和监测系统升级为AB的PLC风机控制系统，独立完成风机控制系统复杂的控制算法，实现风机远程操作，远程监控。内部安全联锁控制，保护风机在非正常情况下运行的安全性。

3.3.2 自己设计控制柜，合理布置控制柜走线，完成监控系统、主控系统、变桨控制系统三系统之间的通信及布线实现风机控制和监测系统的平稳升级。

3.3.3 将原有modbus通信改为DP通信提高了完成监控系统、主控系统和控制器之间的通信稳定性。

3.3.4 将紧急油泵和辅助油泵由电气操作台台控制，升级为平板电脑控制，使风机控制和监测系统更加准确、可靠，为风机故障的分析和处理提供科学可靠的依据。

3.3.5 科学合理的优选自控设备，减少维护人员的工作量，仪表维护更方便，便于开车前的检查和出现故障的检查，也便于操作人员在现场检查设备和现场操作。

3.3.6 增加了历史趋势的储存功能，便于进行数据分析，查找出现故障的根本原因。

4结语

对一硫酸系统一、二系统风机控制系统进行技术改造后，满足工艺控制和监测的需要，达到控制和监测的最佳效果，完全达到了改造前预期的效果。此次改造从2010年2月完成后，运行至今，在正常运行时，如遇突发故障风机保护起作用，使风机跳车，在显示器可以查出是什么原因造成风机停车，还有历史曲线可以查，这样对大型设备出现的问题可以直接查找问题所在，缩短了处理故障的时间。在改造后运行的2年当中，一旦发生风机跳车情况，跳车的原因在平板电脑上都有明确显示，查看历史趋势后问题显得很明确，所以能及时处理问题，将造成正常生产的影响减到最低程度。

参考文献

[1] AB PLC可编程序控制器用户手册

作者简介：

杨泉文，男，仪表工程师，现从事自动化仪表技术工作，电话0935-8827832，E-mail:yqw@jnmc.com