重整氨壓機的控制系統改造

戴樂強，徐榮剛

（中國石化海南煉油化工有限公司 機動部，海南 儋州 578101）

0 引言

本公司連續重整裝置中氨壓機，是氨制冷系統中的重要設備，采用英國嘉德（GUARDIAN）國際控制生產的SCC40微電腦控制器智能控制。

目前，該設備信號處理及操作均在現場控制柜,部分重要信號通過RS485通訊至DCS上監控。操作人員無法在中控室進行遠程控制；另外，設備現場臨近海邊，腐蝕嚴重，對控制柜內設備影響較大；控制系統備件停產，新的升級備件無法直接替代使用，須由廠家進行升級后才能使用，查找故障不方便，且由于程序固化在控制器芯片內，無法根據現場實際情況進行邏輯、控制及修改，對生產造成不利影響。做好儀表預防性維護是確保設備長周期運行的關鍵[1]，針對連續重整氨壓機的現狀，提出了對其控制系統擇機改造，以保證設備長周期運行。

1 控制方案

1.1 機組控制點表

根據機組控制系統現場控制點整理控制點表如表1所示。

1.2 開停機邏輯

1.2.1 開機邏輯

點擊開機軟按鈕，氨壓機自動減載，當能級為0時，油泵首先啟動，在油泵預潤滑延時之內若油壓差建立，則在延時30s后，壓縮機啟動信號發出，壓縮機自動啟動。在又一個30s延時后，壓縮機狀態反饋，如果有反饋信號，則自動增載，直到“能級零點”指示燈熄滅后停止增載。

1.2.2 停機邏輯

點擊停機軟按鈕，機組自動減載30s，當能級零點為“1”時，機組停機，當能級零點為“0”時，給予提示，“能級沒有回到零”，機組隨后停機。

1.3 油加熱器、油泵、盤車、主電機、機組聯鎖

機組相關聯鎖的主要目的是保護機組正常開停機、運行時機組的安全，邏輯圖如圖1所示。

表1 控制系統IO點表Table 1 Control system IO table

故障停機信號是綜合吸氣壓力、排氣壓力、噴油壓力、過濾器壓力、油壓差、過濾器壓差、電機電流、吸氣溫度、排氣溫度、噴油溫度、電機繞組溫度、前后軸承溫度、氨分液位、油液位、電機過載等信號的聯鎖的綜合信號。

1.4 氨壓機增減載控制

氨壓機的增減載主要是控制在油分離器進氣一端增減載電磁閥的開關，當氨壓機增載時，602-FV-4101A、602-FV-4104A兩個電磁閥打開，602-FV-4102A、602-FV-4103A兩個電磁閥關閉；當氨壓機減載時，602-FV-4102A、602-FV-4103A兩個電磁閥打開，602-FV-4101A、602-FV-4104A兩個電磁閥關閉；當氨壓機不增載也不減載時，602-FV-4101A、602-FV-4102A、602-FV-4103A、602-FV-4104A 4個電磁閥關閉。

1.5 氨壓機自動控制

氨壓機自動控制主要是以下幾個控制設定點的邏輯作用。

1.5.1 油加熱溫度設定點

油加熱溫度設定點用來控制油加熱器的開停。當溫度低于設定值-1℃時，啟動油加熱器；當高于設定值+1℃時，停止加熱。

1.5.2 電流設定點

當壓縮機電流達到控制設定點時，不論處于何種操作方式下，機組都會自動減載。

1.5.3 能級控制設定點

圖1 油加熱器、油泵、盤車、主電機、機組聯鎖邏輯圖Fig.1 Oil heaters, oil pumps, turning, main motor,compressor interlock logic diagrams

用來控制經濟器電磁閥的開、關，當機組運行且無任何報警信號時，經濟器電磁閥就會在能級達到這個設定點時打開。

以下兩種情況出現，經濟器電磁閥就會關閉：

1）能級低于設定點5%。

2）過電流或排氣壓力高引起的保護性減載。

保護性減載過后，經過一段延時（可根據實際設定），經濟器電磁閥就又可以打開。

1.5.4 吸氣壓力控制設定值

壓縮、冷凝機組自動增減載：運行后，若吸氣壓力當前值高于控制設定值加上控制死區，那么機組自動增載。同樣道理，若吸氣壓力低于控制設定值減去控制死區，則機組自動減載。當吸氣壓力高于或低于該控制設定點0.3bar時，增減載脈沖寬度都會自動加倍，此時的增/減載時間間隔為5s。

2 人機界面

本次改造控制系統選用的是DCS系統。DCS控制系統融合了有關各領域學科的先進技術，更加注重系統的穩定性、靈活性、易用性及開放性的特點，逐漸成為自動化控制領域先進技術的結合體[2]，針對本公司控制系統應用現狀，使用IA智能化系統。IA智能自動化系統是Foxboro公司在1987年發表的新一代控制系統[3]，本設備控制系統功能在FoxBoro IA系統中實現，改造后的控制系統人機界面在IA操作站上顯示，底層邏輯及顯示控制等用IACC軟件組態，用FoxView繪制和組態，其中流程畫面及能級控制畫面一幅，開停機等聯鎖邏輯畫面一幅。

3 系統配置

改造后的控制器系統、邏輯及所有信號點都在一對CP中，其中DI點8個，DO點8個，AI壓力點4個，AI熱電阻9個，特殊（非4-20MA）AI點兩個。

3.1 硬件及附屬配件

FoxBoro IA’S卡鍵FBM207（16通道開關量輸入卡）1個，FBM242（16通道開關量輸出卡）1個，FBM214/216（8通道模擬量輸入卡）2個，OMRON MY2N繼電器（含底座）16個，MTL SDRTD浪涌保護器9個，MTL IOP32浪涌保護器22個，MTL 5541安全柵6個，MTL 5575安全柵9個等配套附件。

3.2 主要控制

負荷控制是該改造中最重要的控制，在組態中控制4個電磁閥的信號，讓4個電磁閥的組合狀態滿足增減載，實現氨壓機增減載控制。在DCS界面上，繪制一個增減載按鈕，當點擊增減載按鈕時，給現場電磁閥24VDC信號，控制現場電磁閥開啟。4個電磁閥的開關組合，實現氨壓機增減載的功能。松開增減載按鈕時，現場電磁閥失電，氨壓機保持目前負載的狀態。

其余控制均為常規邏輯程序控制，可直接在DCS系統中實現。

4 結束語

系統改造后，實現遠程控制和監控氨壓機的功能，系統的安全性、穩定性、可靠性將大大提升，方便操作及設備維護，保證了設備長周期平穩運行的目的。

[1]練永青.淺談煉化企業儀表自動化設備的預防性維護[J].石油化工自動化,2010,01.

[2]張建新.DCS控制系統的現狀及發展趨勢[J].中國氯堿,2005,10.

[3]張宗新.Foxboro I/A分散控制系統考察[J].山東電力技術,1996,04.