尿素裝置FF總線運(yùn)用及故障分析

胡小龍

（青海云天化國(guó)際化肥有限公司設(shè)備管理中心，青海西寧 811600）

1 尿素裝置FF總線介紹

尿素控制系統(tǒng)以FF 總線系統(tǒng)為主，profbus 總線相結(jié)合，其中FF 總線儀表占儀表總數(shù)的90%。FF 總線利用其全分布自動(dòng)化系統(tǒng)將控制功能完全下放到現(xiàn)場(chǎng)，由現(xiàn)場(chǎng)總線儀表完成控制功能，機(jī)柜內(nèi)部采取全冗余通訊，每條總線都有信號(hào)自保持功能并采取隔離式安全柵安全隔離，防止設(shè)備故障造成通訊中斷；可以在工程師站上監(jiān)測(cè)儀表的運(yùn)行狀態(tài)，并在線修改儀表量程等參數(shù)，有利于對(duì)儀表的監(jiān)控和組態(tài)；現(xiàn)場(chǎng)主要采用樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接，利用總線接線盒連接不同形式的智能儀表，每條總線連接不超過13臺(tái)設(shè)備。其主要優(yōu)點(diǎn)是硬件結(jié)構(gòu)較少、電纜少、機(jī)柜緊湊，節(jié)省成本和空間，可在線監(jiān)控每一臺(tái)儀表的運(yùn)行狀態(tài)；主要缺點(diǎn)是對(duì)施工質(zhì)量要求嚴(yán)格，儀表?yè)p壞更換時(shí)要重新組態(tài)下裝，如果儀表品牌不同時(shí)甚至要整條總線下裝，給裝置的穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行帶來隱患。總線儀表成本較高，從機(jī)柜至現(xiàn)場(chǎng)總線盒的電纜沒有冗余，一旦電纜出現(xiàn)故障現(xiàn)場(chǎng)儀表全部斷電。如果總線上有一臺(tái)儀表干擾增大也會(huì)影響整條總線的穩(wěn)定性。FF 總線分布圖如圖1所示。

圖1 FF總線分布圖

2 FF總線應(yīng)用故障分析

2.1 施工缺陷

（1）施工不規(guī)范，總線接線盒、電纜保護(hù)管均未按要求進(jìn)行接地，總線電纜與其他電纜公用電纜橋架，增加了對(duì)總線電纜的干擾，現(xiàn)場(chǎng)至機(jī)柜總線電纜屏蔽不能接地，以免造成總線穩(wěn)定性下降，例如：2013年因?yàn)榇蚶自斐赡蛩囟?組HSE 故障，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通訊中斷；

（2）總線接線盒和儀表接線盒內(nèi)電纜頭沒有進(jìn)行絕緣處理，電纜屏蔽在接觸到總線盒和儀表外殼，總線噪音干擾就成倍增大而導(dǎo)致儀表掉線（如圖2所示）；

（3）在施工過程中儀表穿線管管口沒有做好密封，夏季容易進(jìn)水，但穿線管安裝又不利于排水，所以電纜受潮后總線平衡性差、信號(hào)抖動(dòng)過大，造成儀表掉線。

圖2 噪音干擾掃描圖

2.2 應(yīng)用故障

（1）總線接線盒已使用10a 之久，其絕緣電阻下降嚴(yán)重，通過軟件掃描發(fā)現(xiàn)尿素一期使用的38條總線中已有20條總線存在信號(hào)抖動(dòng)過大、超過信號(hào)電平最大值，噪音偏大的報(bào)警（圖3所示）、平衡性差（圖4所示）給總線的運(yùn)行帶來了很大的隱患；

圖3 信號(hào)抖動(dòng)過大等掃描圖

圖4 平衡性差掃描圖

（2）部分儀表使用年限長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)儀表自身的絕緣下降，造成儀表本身掉線，同時(shí)也造成同一條總線上的其他儀表出現(xiàn)掉線的情況，例如：尿素一期LT-2801，更換后恢復(fù)正常；

（3）部分總線電纜保護(hù)層已經(jīng)出現(xiàn)老化開裂，夏季雨水容易進(jìn)水受潮，引起總線平衡性差、信號(hào)抖動(dòng)過大，稀氨水等腐蝕性液體進(jìn)入容易腐蝕導(dǎo)線，造成整條總線接線電阻增大，引起儀表掉線。

3 建議和措施

1）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備至總線接線盒的總線電纜視情況可以更換，防止因?yàn)榭偩€破損進(jìn)水和腐蝕造成電纜絕緣降低而導(dǎo)致儀表大面積的掉線；

2）集中更換總線接線盒，尤其是出現(xiàn)平衡性差、信號(hào)抖動(dòng)過大、超過信號(hào)電平最大值，噪音偏大的，目前已有20條總線出現(xiàn)報(bào)警；

3）重新評(píng)估機(jī)柜至總線接線盒的總線電纜，集中更換，2019年底出現(xiàn)第23條總線整條掉電的情況；

4）由于施工和控制系統(tǒng)選擇上的缺陷，建議將帶控制點(diǎn)儀表和調(diào)節(jié)閥更換成更加穩(wěn)定和成熟的hurt 通訊，防止因?yàn)榭偩€的不穩(wěn)定造成裝置停車。