基于PLC的潤(rùn)滑油站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉瑩　王小寧　劉力源

摘 要：基于PLC對(duì)240 t/h鍋爐給水泵稀油潤(rùn)滑站的控制系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與優(yōu)化，文章針對(duì)實(shí)際的工藝要求和安全要求，并對(duì)連鎖條件進(jìn)行了優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：PLC；潤(rùn)滑站；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP273 劉 瑩 王小寧 劉力源14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）17-0014-02

PLC（Programmable Logic Controller）可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。它已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制，通過(guò)用戶存儲(chǔ)的應(yīng)用程序來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程，具有強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)。也為工業(yè)自動(dòng)化提供近乎完美的現(xiàn)代化自動(dòng)控制裝置。隨著技術(shù)的快速發(fā)展，PLC技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如合理應(yīng)用PLC技術(shù)，是現(xiàn)代工業(yè)控制正在努力發(fā)展的方向之一。

作為4 747 m3高爐重要配套設(shè)施的240 t/h鍋爐，其給水泵是關(guān)系到鍋爐系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。240 t/h鍋爐的給水泵系統(tǒng)由兩臺(tái)給水泵組成，由一臺(tái)啟動(dòng)給水泵為主，另一臺(tái)給水泵作為備用或輔助。這樣的給水泵配置有利于給水泵主機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或不能滿足鍋爐運(yùn)行需求時(shí)，啟動(dòng)備用給水泵系統(tǒng)補(bǔ)充不足，避免由于給水泵故障造成的鍋爐停爐。而稀油潤(rùn)滑站為鍋爐給水泵的運(yùn)行提供潤(rùn)滑用油，以保證給水泵的順利運(yùn)行，進(jìn)一步保障了鍋爐的安全運(yùn)行。作為給水泵運(yùn)行的重要條件，稀油潤(rùn)滑站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是整個(gè)鍋爐系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的根本。240 t/h鍋爐自2011年投運(yùn)以來(lái)，因潤(rùn)滑油站故障先后造成4#給水泵軸瓦和電機(jī)、1#給水泵軸瓦燒毀，嚴(yán)重影響生產(chǎn)穩(wěn)定，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。出于以上原因，為保證鍋爐系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對(duì)稀油潤(rùn)滑站的控制方式進(jìn)行改造十分必要。

1 原設(shè)計(jì)方案程序及存在的問(wèn)題

根據(jù)系統(tǒng)原設(shè)計(jì)方案，每臺(tái)給水泵各配有一個(gè)獨(dú)立的稀油潤(rùn)滑站，每個(gè)潤(rùn)滑油站各有兩臺(tái)潤(rùn)滑油泵。而遠(yuǎn)程控制時(shí)，一個(gè)啟動(dòng)命令控制兩臺(tái)泵的啟停。兩臺(tái)油泵共用一個(gè)備妥信號(hào)，油泵啟動(dòng)后若備妥信號(hào)消失，則會(huì)造成停泵，且備用泵無(wú)法遠(yuǎn)程啟動(dòng)。潤(rùn)滑油壓只有一個(gè)測(cè)壓點(diǎn)，在聯(lián)鎖狀態(tài)，當(dāng)油壓低于設(shè)定值時(shí)，由電氣系統(tǒng)進(jìn)行判斷后，備用泵自動(dòng)啟動(dòng)，油壓高于設(shè)定值時(shí)，備用泵自動(dòng)停止。若油泵啟動(dòng)后，油壓依然低于設(shè)定值，水泵停止。兩個(gè)潤(rùn)滑油泵的互備在電器柜上實(shí)現(xiàn)。控制箱在汽輪機(jī)0 m平臺(tái)，操作室在8 m的平臺(tái)。

這種方案存在以下問(wèn)題：

①兩臺(tái)油泵只有一個(gè)啟停，備妥以及壓力低信號(hào)，反映出的信息較為籠統(tǒng)，不夠直觀，水泵出現(xiàn)故障時(shí)，不能夠及時(shí)清楚的判斷是哪臺(tái)油泵的問(wèn)題，不利于油泵的檢修。

②油壓檢測(cè)只反饋一個(gè)壓力低信號(hào)，發(fā)生誤報(bào)的可能性較大，結(jié)果可能會(huì)不準(zhǔn)確。

③操作室在16 m平臺(tái)，控制箱在0 m平臺(tái)，距離較遠(yuǎn)，出現(xiàn)緊急情況時(shí)，不方便操作人員進(jìn)行應(yīng)急操作。

2 油泵控制改造原則

鑒于以上問(wèn)題，對(duì)水泵稀油潤(rùn)滑站控制方式進(jìn)行改造，應(yīng)遵守以下原則：

①在操作室能實(shí)時(shí)監(jiān)控油泵的運(yùn)行情況，并能在就地操作箱和操作室共同控制油泵的啟停。

②增強(qiáng)連鎖條件的準(zhǔn)確性。

③在滿足連鎖條件時(shí)能快速準(zhǔn)確的啟動(dòng)備用設(shè)備，從而不影響給水泵的正常運(yùn)行。

為滿足上述油泵控制的改造原則，引入施耐德PLC自動(dòng)控制體統(tǒng)，用PLC程序來(lái)控制油泵的啟停和連鎖，真正做到高度的精準(zhǔn)控制。

針對(duì)改造原則和PLC的引入，做到以下幾點(diǎn)：

①增加一個(gè)啟停控制信號(hào)，使兩臺(tái)潤(rùn)滑油泵各具有一個(gè)啟停控制信號(hào)。增加一個(gè)備妥信號(hào)，使兩臺(tái)潤(rùn)滑油泵各有一個(gè)備妥信號(hào)，備妥信號(hào)等同于集中信號(hào)參與控制。

②兩臺(tái)油泵的電源準(zhǔn)備好的信號(hào)由原來(lái)的在電器盤上變?yōu)樯蟼鞯絇LC，方便操作人員在上位機(jī)觀察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

③在潤(rùn)滑油泵出口油壓力只有一個(gè)測(cè)壓點(diǎn)的基礎(chǔ)上再增加為三個(gè)壓力開(kāi)關(guān)，并調(diào)整至給水泵正常工作所需的潤(rùn)滑油油壓力值，在潤(rùn)滑油壓力低時(shí)壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作。

④在運(yùn)行中如果有至少兩個(gè)壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作，且油泵處于聯(lián)鎖狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)啟用備用泵，以保證水泵的潤(rùn)滑系統(tǒng)正常工作。

⑤所有聯(lián)鎖控制全部由下位機(jī)程序判斷，全部由上位機(jī)集中控制，現(xiàn)場(chǎng)操作箱只有啟停功能和就地集中切換開(kāi)關(guān)。

3 油泵控制的改造過(guò)程

根據(jù)以上設(shè)想，進(jìn)行以下工作：

①在稀油潤(rùn)滑站出口總油管上加裝3個(gè)壓力開(kāi)關(guān)，在潤(rùn)滑油壓力低于給水泵正常工作所需要的壓力值，在油壓低于此值時(shí)，壓力快關(guān)吸合，并接線將此信號(hào)傳送至PLC控制系統(tǒng)。

②從油泵的電源柜中取兩臺(tái)油泵的電源準(zhǔn)備好信號(hào)，運(yùn)行和停止信號(hào)，接線進(jìn)入PLC控制系統(tǒng)。

③在操作站上位機(jī)的畫面上增加集中，電源準(zhǔn)備好，開(kāi)泵，停泵，連鎖投入，壓力低等按鈕和指示燈。

④對(duì)下位機(jī)程序進(jìn)行修改，使其具有以下功能：兩臺(tái)泵都處于自動(dòng)狀態(tài)，主泵集中信號(hào)到，電源準(zhǔn)備好，鍵盤開(kāi)啟動(dòng)，則主泵啟動(dòng)，而后自鎖，主泵運(yùn)行。當(dāng)主泵意外停止（非手動(dòng)停止）時(shí)，另外一個(gè)泵自動(dòng)啟動(dòng)。當(dāng)檢測(cè)潤(rùn)滑油壓力的三個(gè)壓力開(kāi)關(guān)信號(hào)出現(xiàn)兩個(gè)以上時(shí)，未啟動(dòng)的油泵自動(dòng)啟動(dòng)。

⑤完成以上工作后，我們又對(duì)新增設(shè)以及改動(dòng)后的部分進(jìn)行打點(diǎn)，經(jīng)試驗(yàn)，所有改動(dòng)前后畫面比較，如圖1所示。

4 改造后的應(yīng)用效果

經(jīng)過(guò)這次對(duì)給水泵潤(rùn)滑油站的改造，提高了現(xiàn)場(chǎng)反饋信號(hào)的準(zhǔn)確度以及清晰度，便于操作人員及檢修人員發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，由上位機(jī)集中控制，方便操作人員的及時(shí)采取應(yīng)急措施。在很大的程度上降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，改造前每半小時(shí)都需要到現(xiàn)場(chǎng)查看油泵運(yùn)行情況，改造后只需在操作站上就能準(zhǔn)確的觀察油泵的運(yùn)行情況，只需每小時(shí)定點(diǎn)檢時(shí)觀察即可。

兩臺(tái)泵互備，一臺(tái)泵意外停止，自動(dòng)啟另一臺(tái)泵，降低了水泵發(fā)生故障的可能性，確保了水泵和鍋爐系統(tǒng)的正常運(yùn)行，有力地維護(hù)了生產(chǎn)的穩(wěn)定，為創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益提供了根本保證。

5 結(jié) 語(yǔ)

在對(duì)240 t鍋爐給水泵稀油潤(rùn)滑站控制系統(tǒng)的改造后，實(shí)現(xiàn)了油泵的連鎖自動(dòng)啟停，解決了在油壓底時(shí)，備用油泵不啟動(dòng)，而使得給水泵不能正常工作，大大減少了生產(chǎn)隱患的發(fā)生，相比原有的系統(tǒng)而言，很大程度上降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；設(shè)備的運(yùn)行更加穩(wěn)定，備件的消耗明顯降低，實(shí)現(xiàn)了低成本的運(yùn)行，并對(duì)類似的控制系統(tǒng)提供了技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

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