计划停机事故,会造成重大的经济损失和安全隐患。二是PLC控制系统运行的安全方面考虑不周全,全部空压机的启动指令集中在同一块DO卡件上,当这块DO卡件故障时,全部处于远方状态的空压机将会停止运行,必将造成非停事故的发生。
2 采取的对策及优化方案
针对空压机控制系统的逻辑设计时存在的问题,由于造成PLC故障无输出主要有以下几个原因:PLC的CPU故障,导致输出卡不工作;PLC电源或整个控制电源故障不供电,PLC停止工作,输出卡不工作;PLC自身网络不通,主站与子站通讯中断,导致输出卡不工作;PLC输出卡故障;PLC控制底板或输出板卡接口故障。所以在优化程序时,把PLC逻辑内启动长指令改为3秒脉冲启动指令至就地控制器,增加3秒脉冲停止指令输出至就地控制器停止空压机运行,而控制器程序已固化,只接受长指令,在不更换控制器的前提下,只能在空压机就地用继电器组成启动自保持回路,将程控PLC来的脉冲指令转换成长指令,再进入控制器。通过这样改造,当程控PLC故障或启动指令回路断路时,依靠就地继电器回路的自保持作用,不会影响空压机的正常运行;只有程控PLC发出停指令脉冲时,自保持回路断开,空压机才会停止,这样在PLC发生故障时,空压机处于运行状态,避免了因PLC系统故障而空压机全部停运的事故;因此在每台空压机的就地控制回路中,增加启动自保持回路和停止复位指令回路,接受来自PLC的脉冲指令。从空压机自身的安全保护方面考虑,新增加的自保持回路处于PLC输出回响未端,也就是处于控制器接受PLC指令的前端回路中,对空压机自身的保护不形成干扰,紧急停止按钮,自动停止等各项功能仍然有效。从控制系统安全方面着想,本着集中控制,风险分散原则,原设计输出指令分布在同一块DO卡件上,当此DO卡故障时,全部空压机全停,事故风险极大,为了分散事故风险,PLC增加一块DO输出卡件,把11台空压机的输出指令交叉分布于两块DO卡件上,这样当其中一块卡件故障时,另一块卡件仍正常工作,不会对空压机系统造成太大影响;为了避免就地强电对PLC输出卡件造成损伤,PLC启动、停止输出指令增加隔离继电器,避免输出通道损坏。
2.1 PLC控制逻辑优化
根据空压机控制系统长期存在的两点原因及控制方案,首先对PLC控制系统的逻辑进行优化改造,PLC系统增加一块140DDO35300的DO卡件,每台空压机增加一个停止指令输出点,重新分布输出信号,使11台空压机的启、停指令分别在不同的两块输出卡件上,分散故障风险。 修改PLC控制逻辑,启动停止逻辑由长指令改为脉冲输出指令,PLC软件和硬件组态完成后,修改操作画面,程序下装,修改后的逻辑图如图1所示。
2.2 电气保持回路设计
原每台空压机就地、远方控制由空压机就地控制器执行,空压机就地控制器接受启动、停止命令为一个通道,启动为闭合接点,空压机停止闭合接点断开,改造后远方、就地控制方式不变,均由控制器执行。就地空压机由接受PLC的长指令启动回路改为短指令回路,并增加PLC停止指令回路。重新设计就地空压机启动、停止回路,启动后,增加自保持回路,保持空压机运行,需要停止时远方发停止指令,自保持回路断开,空压机停止运行(图2)。就地每台空压机增加2只欧姆龙中间继电器(AC220V),端子排及二次配线。重新设计的空压机启动、停止回路不影响急停按钮的功能、作用。
3 调试试验
空压机控制系统优化改造完成后,具备以下条件后进行调试试验:①电气按照改造图纸完成就地自保回路并检查接线正确无误;②热工完成逻辑、画面的改造并确认PLC到电气控制柜接线正确无误;③将热工、电气工作票押回后通知运行人员取下“禁止合闸,有人工作”标志牌,恢复送电,在运行人员同意情况下进行试验。
调试试验的内容如下:①运行人员在空压机就地操作面板上由就地设置成远方自动“A”,远方监控画面显示“远方”在远方监控画面上进行启停空压机,并观察空压机的参数和状态是否正常。②远方启动空压机后运行人员在就地按“急停按钮”进行急停试验,空压机停运后电气负责检查自保持继电器,热工检查画面状态。③运行人员在空压机就地操作面板上消除报警,由急停恢复到远方自动“A”,在远方监控画面上进行“故障复位”停空压机转为“备用”。④运行人员在空压机就地面板上就地启动空压机,在切换到远方自动“A”,时,要在远方启动空压机。
4 效果分析
对空压机控制系统存在的问题的分析,针对控制系统设计存在的缺陷和运行的安全性方面,提出了优化改造方案,通过现场调试试验证明了其可行性,改造后,解决了因空压机PLC系统故障而导致空压机全部停止运行的事故发生,合理优化PLC系统控制控制方式,降低了控制风险,提高了空压机控制系统的安全稳定运行。
参考文献:
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[2]李建刚,刘延霞,张龙.基于组态王与PLC的空压机监控系统设计[J].软件,2011,32(5):93-96.
[3]马继明.西门子冗余PLC系统在电厂空压机系统中的应用[J].江苏电机工程,2009(1):51-53.
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