應(yīng)急發(fā)電機(jī)控制模塊DSE7320在FPSO的應(yīng)用及分析

錢(qián) 程

（中海油能源發(fā)展股份有限公司湛江采油服務(wù)文昌分公司 廣東湛江 524057）

應(yīng)急發(fā)電機(jī)控制模塊DSE7320在FPSO的應(yīng)用及分析

錢(qián) 程

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根據(jù)DSE7320控制器在FPSO普遍使用的情況,對(duì)照控制器出廠外文資料及發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)資料，對(duì)應(yīng)急發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析研究。在此基礎(chǔ)上，分別對(duì)DSE控制器外圍接線進(jìn)行解讀，對(duì)發(fā)電機(jī)組控制模式進(jìn)行了重點(diǎn)分析，并進(jìn)行了控制器軟件簡(jiǎn)略介紹。通過(guò)分析研究，解決應(yīng)急發(fā)電機(jī)組常規(guī)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，為提高應(yīng)急發(fā)電機(jī)組工作可靠性及后期維修方便性提供了依據(jù)。

應(yīng)急發(fā)電機(jī)組；DSE7320控制器；控制模式分析；應(yīng)用實(shí)踐

1 引言

應(yīng)急發(fā)電機(jī)組是FPSO幾大關(guān)鍵設(shè)備之一，應(yīng)急發(fā)電機(jī)組工作的可靠性在很大程度上取決于控制器工作的可靠性，控制器被喻為應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的“心臟”。DSE控制器作為應(yīng)急發(fā)電機(jī)組控制的核心部件，要在各種工作條件下工作，控制器通常采取原裝進(jìn)口，給設(shè)計(jì)及使用帶來(lái)諸多不便。可見(jiàn)，對(duì)控制器分析研究是實(shí)現(xiàn)應(yīng)急發(fā)電機(jī)組可靠運(yùn)行的重要課題。

DSE控制器的使用與維護(hù)始終伴隨著不斷、反復(fù)的實(shí)踐，由于產(chǎn)品昂貴，試驗(yàn)條件受限，特別是應(yīng)急發(fā)電機(jī)組作為關(guān)鍵設(shè)備的限制，F(xiàn)PSO直接使用者也很少對(duì)其進(jìn)行全面的試驗(yàn)，基本采取項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中參與的原則，在設(shè)備安裝調(diào)試完成后，較少直接進(jìn)行全面研究。

基于應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的特殊性，通過(guò)發(fā)電機(jī)組總體控制模式進(jìn)行研究，分析了各種控制模式的實(shí)際實(shí)現(xiàn)方式，為機(jī)組可靠工作及維護(hù)方便提供了依據(jù)。

2 DSE7320控制器

DSE7320控制器背面視圖及原廠參考CAD設(shè)計(jì)圖如下：

DSE7320端子說(shuō)明:

3 DSE7320實(shí)際外接電路

3.1 應(yīng)急發(fā)電機(jī)工作模式分析

生產(chǎn)廠家原理圖如后圖

P#電纜連接至24V蓄電池正極，經(jīng)旋鈕QC2選擇“遠(yuǎn)程”后，24VDC電源供應(yīng)至H2端子，H2端子處電源分三路供應(yīng)控制回路：

其一回路P0直接供往DSE控制器端子3，其為緊急停止供電回路，其回路上可串接多路關(guān)停信號(hào)，所有關(guān)停信號(hào)均為常閉點(diǎn)，可由中控系統(tǒng)觸發(fā)斷開(kāi)，同樣可由其它需要操作發(fā)電機(jī)關(guān)停的開(kāi)關(guān)觸發(fā)（例如安裝在直升機(jī)甲板處的方便停機(jī)旋鈕）；該回路電源由外部單獨(dú)一路接入，在外部接入回路中直接接入工作常閉點(diǎn)，任何一點(diǎn)斷開(kāi)，相當(dāng)于該回路電源被隔離。一旦被隔離，發(fā)電機(jī)供油電磁閥停止工作，可靠停機(jī)，所以該緊急回路可歸入應(yīng)急安全型。

其二回路與三回路為二選一回路，當(dāng)旋鈕QC4選擇“正常”位后，DSE7320將取得工作電源，待其完成自檢后，控制器將按其控制邏輯進(jìn)行工作，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)機(jī)組、自動(dòng)合閘、自動(dòng)監(jiān)測(cè)及各種保護(hù)停機(jī)等功能。

當(dāng)旋鈕QC4選擇“應(yīng)急”位后，DSE7320將失去工作電源而停止工作，發(fā)電機(jī)交由應(yīng)急控制。應(yīng)急發(fā)電機(jī)組應(yīng)急工作功能為應(yīng)急發(fā)電機(jī)一種極為重要的功能，其本質(zhì)是，甩開(kāi)發(fā)電機(jī)組所有的保護(hù)，包括中控關(guān)?？刂?、低油壓、高水溫等功能，直至發(fā)電機(jī)耗盡燃油而自然停機(jī)。

應(yīng)急實(shí)現(xiàn)方式為：旋動(dòng)旋鈕QC3至“啟動(dòng)”位置，啟動(dòng)電源旁通DSE7320控制器而直接供電給電子調(diào)速板控制繼電器K3及啟動(dòng)馬達(dá)控制繼電器K4，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行到額定轉(zhuǎn)速正常發(fā)電后，K8繼電器動(dòng)作切斷啟動(dòng)馬達(dá)控制回路，馬達(dá)退出；發(fā)動(dòng)機(jī)在電子調(diào)速板EFC的控制下，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)正常工作直至燃油耗盡；在此工作模式下，發(fā)電機(jī)組所有的保護(hù)，包括中控關(guān)?？刂?、低油壓、高水溫等功能盡失，如需將應(yīng)急運(yùn)行的發(fā)電機(jī)退出，只能旋動(dòng)旋鈕QC3至“停止”位置或者按動(dòng)布置在機(jī)組上的緊急停止按鈕。

3.2 發(fā)電機(jī)組外圍信號(hào)接入及控制

當(dāng)發(fā)電機(jī)投入為DSE7320控制器控制模式時(shí)，控制器外接信號(hào)將采集進(jìn)入控制器，按照預(yù)設(shè)的控制邏輯對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行控制。

DSE端子3引入24VDC電源，通過(guò)控制器內(nèi)部控制觸點(diǎn)引出至端子4及端子5控制K3、K4繼電器，K3觸點(diǎn)控制24V電源引入至電子調(diào)速板，控制發(fā)動(dòng)機(jī)，K4觸點(diǎn)控制24V電源接通啟動(dòng)馬達(dá)控制回路，控制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。

DSE控制器所有其它引入信號(hào)，通過(guò)預(yù)設(shè)的程序運(yùn)算影響K3、K4內(nèi)部控制點(diǎn)，從而影響K3、K4的導(dǎo)通或斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的運(yùn)行及停機(jī)。

DSE 端子 8、9、10、11 為用戶可編邏輯端子，其24VDC電源取自端子2，當(dāng)端子輸出有效時(shí)，其連接的繼電器動(dòng)作，繼電器觸點(diǎn)可用于任何需要的地方。該實(shí)例控制模塊中，端子8接入K9繼電器做發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行輸出，同時(shí)輸出給用戶監(jiān)視；端子9接入K2繼電器做發(fā)電機(jī)組故障關(guān)停輸出，同時(shí)輸出給用戶監(jiān)視；端子10接入K11繼電器做發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)失敗告警輸出，啟動(dòng)失敗輸出可在軟件邏輯中設(shè)定，連續(xù)嘗試啟動(dòng)次數(shù)通常設(shè)為6次，同時(shí)輸出給用戶監(jiān)視；端子11接入K6繼電器做發(fā)電機(jī)組公共報(bào)警輸出，例如潤(rùn)滑油壓力降至機(jī)組關(guān)停前可設(shè)定報(bào)警點(diǎn)，冷卻水溫升高到機(jī)組關(guān)停前可設(shè)定報(bào)警值。

DSE 端子 15、16、17、18、19 為發(fā)電機(jī)組模擬量連接端子，其中端子15為信號(hào)公共返回端子；端子16模塊已固化定義為潤(rùn)滑油壓力傳感器輸入端子，端子17固化定義為冷卻水溫度傳感器輸入端子，端子18固化定義為燃油液位傳感器輸入端子，端子19可由用戶自定義，只要滿足傳感器型式要求；該實(shí)例控制器中接入潤(rùn)滑油壓力及冷卻水溫傳感器端子。

DSE端子43、44、45、46接入發(fā)電機(jī)輸出三相及中性點(diǎn)電壓信號(hào)。

DSE端子51、52、53、54接入發(fā)電機(jī)輸出三相電流信號(hào)，其具體連接中需注意，當(dāng)互感器P1指向發(fā)電機(jī)、P2指向負(fù)荷側(cè)時(shí)，互感器二次側(cè)S1需與對(duì)應(yīng)端子（51、52、53）連接，而S2端子全部并接，并與端子54連接。

4 DSE控制器編程軟件使用

DSE控制器外圍接線簡(jiǎn)單，控制可靠，然而使用前，必須對(duì)控制器進(jìn)行一定程度的配置。

DSE控制器基于單片機(jī)技術(shù)，需要專門(mén)的通訊及編程界面軟件。

提醒：目前界面軟件仍不支持64位操作系統(tǒng)。

軟件安裝過(guò)程簡(jiǎn)單，只需“next”按鈕一直往下點(diǎn)擊即可完成。

DSE7320控制器具備3種通訊模式，其中使用通用型USB連接線最為方便。

軟件打開(kāi)：在開(kāi)始菜單中查找“DSE Configuration Suite”并點(diǎn)擊，打開(kāi)界面軟件。具體軟件使用方法請(qǐng)參閱軟件說(shuō)明書(shū)。

上圖為輸出配置示意圖。限于篇幅，具體使用方法不再敘述。建議大家在實(shí)際應(yīng)用時(shí)多加理解，尤其在設(shè)備調(diào)試過(guò)程中多加練習(xí)。

結(jié)語(yǔ)

（1）DSE控制器接線簡(jiǎn)單，但需結(jié)合廠家說(shuō)明書(shū)研讀，尤其各種型式電源流向需特別清楚，減少錯(cuò)誤接線的發(fā)生率。

（2）充分理解應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的幾種控制模式，有利于提高發(fā)電機(jī)組的使用時(shí)效。適當(dāng)提出應(yīng)急發(fā)電機(jī)組控制策略，從根本上改善控制可靠性及維修方便性，為工程及生產(chǎn)進(jìn)行下一步優(yōu)化設(shè)計(jì)與調(diào)試工作提供了依據(jù)。

（3）熟悉DSE編程界面軟件，優(yōu)化機(jī)組保護(hù)控制，進(jìn)一步完善功能，盡量利用控制器資源，為機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)提供依據(jù)。

[1]DSE Model 7000 Series Control and Instrumentation System Operators Manual

[2]DSE7000 Series configuration suite

[3]生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)圖