機(jī)泵電動(dòng)機(jī)就地/遠(yuǎn)程切換開關(guān)狀態(tài)信號(hào)的應(yīng)用方法

文/隋永芳 袁漢福

探討機(jī)泵電動(dòng)機(jī)就地/遠(yuǎn)程切換開關(guān)狀態(tài)信號(hào)的應(yīng)用方法及其在流程工業(yè)中的重要性——本文介紹了電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程/就地開關(guān)狀態(tài)信號(hào)應(yīng)用的設(shè)計(jì)原則、使用方法、應(yīng)用條件。介紹了各種工況下的控制要求和使用方法，以確保電動(dòng)機(jī)控制的安全可靠，防止誤操作，保證裝置和設(shè)備的正常運(yùn)行。

流程工業(yè)現(xiàn)在很多裝置都是長周期運(yùn)行，因此對機(jī)泵的要求非常高，因?yàn)闄C(jī)泵的故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)裝置的停車事故，會(huì)造成重大損失，所以目前機(jī)泵的各類保護(hù)設(shè)置也是很全面。

目前在石油化工和煤化工行業(yè)的生產(chǎn)裝置配置的機(jī)泵大多是電動(dòng)機(jī)泵，一般情況下都有機(jī)泵的運(yùn)行狀態(tài)、電動(dòng)機(jī)故障信號(hào)在DCS指示，大多數(shù)機(jī)泵需要就地操作和遠(yuǎn)程操作兩種模式來滿足操作需要，所以大多數(shù)的電動(dòng)機(jī)泵在現(xiàn)場安裝有就地/遠(yuǎn)程切換開關(guān)，一般是與起動(dòng)和停止操作柱安裝在一起，當(dāng)需要就地操作時(shí)，通常是開停車期間或檢修電動(dòng)機(jī)或機(jī)泵等特殊情況下，這個(gè)遠(yuǎn)程/就地開關(guān)就會(huì)設(shè)置到就地狀態(tài)，這種情況下，遠(yuǎn)程的操作和控制就受到限制，尤其是遠(yuǎn)程的起動(dòng)功能被鎖住不能使用。所以這個(gè)開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)是非常重要了，但是一般情況下，這個(gè)信號(hào)的應(yīng)用不受到重視而被忽略，在很多項(xiàng)目中很少有遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)引到DCS，應(yīng)用好這個(gè)狀態(tài)信號(hào)，防止誤操作，有重要意義，可以保證人員、裝置和設(shè)備的安全。

就地/遠(yuǎn)程切換開關(guān)信號(hào)應(yīng)用系統(tǒng)的必要性

本文重點(diǎn)討論就地/遠(yuǎn)程切換開關(guān)狀態(tài)信號(hào)的引用方法及應(yīng)用，有遠(yuǎn)程/就地控制切換開關(guān)狀態(tài)信號(hào)的兩種情況，一種是工藝操作人員只要將現(xiàn)場的遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)設(shè)置到遠(yuǎn)程位置，那么這個(gè)時(shí)候工藝人員可以在操作室的DCS起動(dòng)和停止現(xiàn)場的機(jī)泵電動(dòng)機(jī)。但是當(dāng)現(xiàn)場的工藝操作人員將現(xiàn)場遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)設(shè)置到就地位置時(shí)，DCS將失去對現(xiàn)場機(jī)泵電動(dòng)機(jī)的控制權(quán)，不能遠(yuǎn)程起動(dòng)，工藝人員在操作室的DCS無法起動(dòng)現(xiàn)場設(shè)備，但是可以停止現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行。如果在遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)設(shè)置到就地位置時(shí)，不能遠(yuǎn)程停車，如果發(fā)生突發(fā)情況，而且現(xiàn)場人員沒有發(fā)現(xiàn)，需要遠(yuǎn)程停車時(shí)卻不能停，將是很危險(xiǎn)的。

在聯(lián)鎖邏輯中，多數(shù)會(huì)有停電動(dòng)機(jī)動(dòng)作，也有聯(lián)鎖起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作，在遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)設(shè)置到現(xiàn)場位置時(shí)，聯(lián)鎖的起動(dòng)動(dòng)作也被鎖住。但是停機(jī)泵電動(dòng)機(jī)動(dòng)作不受遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)的任何位置的影響，在聯(lián)鎖停泵發(fā)生或手動(dòng)停泵遠(yuǎn)程操作中依然可以進(jìn)行。

但是如果沒有遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)信號(hào)狀態(tài)指示的時(shí)候，現(xiàn)場和操作室之間沒有信息溝通，DCS設(shè)置有遠(yuǎn)程操作，尤其是有遠(yuǎn)程起動(dòng)操作，現(xiàn)場也有就地操作，這種情況下極易產(chǎn)生誤動(dòng)作，引發(fā)設(shè)備事故和人身傷亡。

主要功能和使用原則

1.在DCS中指示報(bào)警，主要在如下三種應(yīng)用場合情況下。

（1）在機(jī)泵沒有聯(lián)鎖，但是有機(jī)泵一用一備的配置。

（2）有遠(yuǎn)程停泵包括聯(lián)鎖停泵、手動(dòng)停泵（沒有遠(yuǎn)程起動(dòng)要求）。

（3）大型重要機(jī)泵。

2.參加SIS或DCS系統(tǒng)的聯(lián)鎖。

（1）帶有遠(yuǎn)程手動(dòng)或聯(lián)鎖起動(dòng)功能的機(jī)泵電動(dòng)機(jī)的情況下。

（2）一用一備機(jī)泵電動(dòng)機(jī)的情況下。

舉例說明

遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)狀態(tài)信號(hào)指示

如圖1所示的遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)狀態(tài)信號(hào)指示，是一個(gè)池子的高液位停泵聯(lián)鎖，2臺(tái)機(jī)泵P-5102A/B是互為備用。沒有機(jī)泵的遠(yuǎn)程起動(dòng)功能，現(xiàn)場設(shè)置有遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)，該開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)送到DCS中進(jìn)行指示報(bào)警。

圖1 遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)狀態(tài)信號(hào)指示

特點(diǎn)是遠(yuǎn)程只有停泵功能，包括聯(lián)鎖和手動(dòng)動(dòng)作，現(xiàn)場有就地停泵和起動(dòng)泵的功能，如果現(xiàn)場起動(dòng)了機(jī)泵，機(jī)泵在運(yùn)行中，主控室人員發(fā)現(xiàn)異常或故障，可以遠(yuǎn)程停泵。即就地地起動(dòng)機(jī)泵操作，不影響遠(yuǎn)程的停泵操作。主控室的DCS上只要看到遠(yuǎn)程/就地開關(guān)狀態(tài)就可以，從而避免事故發(fā)生。有的設(shè)計(jì)只要是遠(yuǎn)程/就地開關(guān)設(shè)置在就地位置，遠(yuǎn)程的任何操作就都不可以，如果主操作室人員有緊急情況也不能操作，會(huì)在產(chǎn)生事故的情況下，也無能為力。

當(dāng)切換開關(guān)切換到遠(yuǎn)程位置時(shí)，如果工況是機(jī)泵正在運(yùn)行狀態(tài)，現(xiàn)場操作人員在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)異常，也可以就地停泵。

遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)狀態(tài)信號(hào)參加聯(lián)鎖

如圖2所示的遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)狀態(tài)信號(hào)參加聯(lián)鎖，以一個(gè)池子的液位控制為例：高液位聯(lián)鎖開泵排出池中液體，也可以遠(yuǎn)程手動(dòng)開泵。低液位聯(lián)鎖停泵，防止抽空，可以遠(yuǎn)程停泵。

圖2 遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)狀態(tài)信號(hào)參加聯(lián)鎖

就地設(shè)置有遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)，開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)接入DCS系統(tǒng)，并參加聯(lián)鎖。

當(dāng)液位≥4 000 mm時(shí)觸發(fā)聯(lián)鎖，開泵排水，當(dāng)液位＜500 mm時(shí)觸發(fā)連鎖停泵。

P5102A與P5102B兩臺(tái)機(jī)泵是互為備用，也可以同時(shí)使用。

遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)狀態(tài)信號(hào)接入聯(lián)鎖邏輯，當(dāng)該開關(guān)設(shè)置在就地狀態(tài)時(shí)，在邏輯圖的出口“與門”中加入由MCC來的狀態(tài)信號(hào)“0”，這樣就封鎖住DCS所有的起動(dòng)信號(hào)，該信號(hào)的“0”狀態(tài)在DCS中同時(shí)指示、報(bào)警。但是這種狀態(tài)不影響DCS遠(yuǎn)程停止操作。

如果在聯(lián)鎖邏輯中沒有遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)狀態(tài)的信號(hào)參與，會(huì)產(chǎn)生如下危害：

1.在故障停車狀態(tài)，現(xiàn)場直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，裝置和設(shè)備都可能有故障未消除，或生產(chǎn)不穩(wěn)定，如果這時(shí)起動(dòng)機(jī)泵，就會(huì)造成聯(lián)鎖反復(fù)發(fā)生的后果，嚴(yán)重威脅安全生產(chǎn)。

2.在停車聯(lián)鎖觸發(fā)動(dòng)作期間，起動(dòng)機(jī)泵的操作不能起動(dòng)機(jī)泵。

3.如果遠(yuǎn)程/就地開關(guān)設(shè)置在就地位置，遠(yuǎn)程起動(dòng)操作就不能進(jìn)行。

遠(yuǎn)程/就地開關(guān)狀態(tài)信號(hào)采集的具體實(shí)現(xiàn)

1.該信號(hào)從現(xiàn)場的操作柱上引到變電室（MCC），然后從MCC使用電纜引到DCS，這個(gè)信號(hào)如果只是作為報(bào)警指示用，可以從MCC到DCS使用通信方式傳輸。如果這個(gè)信號(hào)參加聯(lián)鎖，不建議采用通信方式傳輸。

2.該信號(hào)可以直接從現(xiàn)場的操作柱上接線到DCS.也可以使用現(xiàn)場工業(yè)雙總線遠(yuǎn)程I/O來實(shí)現(xiàn)。但是這種連接需要在儀表和電氣設(shè)備、電纜之間進(jìn)行隔離措施。

應(yīng)當(dāng)注意問題

1.應(yīng)在大機(jī)泵、有聯(lián)鎖要求、一用一備或一用多備的情況下 ，必須使用遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)的信號(hào)。

2.當(dāng)沒有遠(yuǎn)程起動(dòng)、只有遠(yuǎn)程停泵的情況下，遠(yuǎn)程/就地切換開關(guān)的信號(hào)可以不使用。

3.當(dāng)切換開關(guān)設(shè)置在就地位置時(shí)，在進(jìn)行就地操作的時(shí)候，最好有主控室DCS的允許信號(hào)。

4.遠(yuǎn)程/就地開關(guān)的切換操作不是無擾切換的情況下，因?yàn)榍袚Q開關(guān)的動(dòng)作時(shí)間大于機(jī)泵的中間繼電器的釋放時(shí)間，從而導(dǎo)致停車。在裝置正常運(yùn)行狀態(tài)下，不能進(jìn)行切換操作，否則會(huì)引起事故，所以這個(gè)開關(guān)的設(shè)置必須是無擾切換。

在現(xiàn)場將遠(yuǎn)程/就地開關(guān)設(shè)置在就地位置，并起動(dòng)了機(jī)泵，但是有遠(yuǎn)程/就地?zé)o擾切換，在現(xiàn)場可以起動(dòng)機(jī)泵，在起動(dòng)的同時(shí)可以觀察機(jī)泵的運(yùn)行狀態(tài)是否正常？在正常起動(dòng)后，可以再轉(zhuǎn)換到遠(yuǎn)程位置，進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，對生產(chǎn)更加安全可靠，也方便了操作。

結(jié)束語

1.遠(yuǎn)程/就地開關(guān)位置狀態(tài)信號(hào)，往往重視程度不夠，很多項(xiàng)目工藝人員就沒有要求，這種情況就會(huì)影響裝置的安全生產(chǎn)。

2.在設(shè)計(jì)過程中需要自控人員和工藝人員進(jìn)行充分的溝通，正確使用好遠(yuǎn)程/就地開關(guān)狀態(tài)信號(hào)，理清聯(lián)鎖的邏輯關(guān)系，正確設(shè)計(jì)邏輯圖。