1 引言
內(nèi)蒙古天野化工尿素系統(tǒng)二氧化碳壓縮機控制系統(tǒng)采用505e調(diào)速控制器，3300軸振動軸位移監(jiān)視器，多點打印報警聯(lián)鎖溫度儀，ys-80防喘振控制系統(tǒng)及繼電器聯(lián)鎖控制停車系統(tǒng)組成。505e調(diào)速控制器，3300軸振動軸位移控制器，多點打印報警聯(lián)鎖溫度儀安裝在就地控制室，ys-80防喘振控制系統(tǒng)和繼電器聯(lián)鎖控制停車系統(tǒng)安裝在中央控制室內(nèi)。自96年投產(chǎn)以來，每年由于二氧化碳壓縮機停車造成尿素生產(chǎn)中斷達近20次，其中90%以上是由于控制系統(tǒng)誤運動作停車造成的。由于所出的控制系統(tǒng)故障都屬于軟故障，5年多未查找出真正原因。有一次一天跳了3次車，將二氧化碳壓縮機密封損壞，更換給密封停了2天。二氧化碳壓縮機組系統(tǒng)的頻繁停車，給公司帶來巨大的經(jīng)濟損失。2001年底，我們經(jīng)過逐項排查，認真分析了故障原因，對控制系統(tǒng)進行了一次徹底整改，很好地解決了問題，使機組能夠長期連續(xù)運行，達到了整改目的。
2 系統(tǒng)故障分析
2.1 短路接地故障
二氧化碳壓縮機聯(lián)鎖系統(tǒng)采用繼電器聯(lián)鎖系統(tǒng)，220vac供電，來自現(xiàn)場的開關(guān)量信號有60多個，來自現(xiàn)場控制室控制盤的有20多個，聯(lián)鎖系統(tǒng)只設(shè)計一個空氣開關(guān)供電。由于建廠期間安裝施工不規(guī)范，現(xiàn)場穿線管內(nèi)的電纜在拉電纜時有的已破損，這就出現(xiàn)了穿線管內(nèi)破損電纜處在震動狀態(tài)瞬間接地打火現(xiàn)象。有的接線盒內(nèi)使用了無絕緣把的線鼻子，電線與接頭處無絕緣，用黑膠布簡單包扎就安裝上去，有的黑膠布的地方接觸到外殼，隨著時間增加，黑膠布絕緣下降，出現(xiàn)對地瞬間打火現(xiàn)象。上述兩種打火情況出現(xiàn)后，都會引起空氣開關(guān)跳閘聯(lián)鎖邏輯系統(tǒng)失電，機組停車。
2.2 現(xiàn)場干擾信號
現(xiàn)場接線盒密封不嚴進入蒸汽，至使接線端子絕緣下降，出現(xiàn)聯(lián)鎖系統(tǒng)繼電器線圈電壓有時是100多伏，莫明其妙的吸合。有時該釋放時不釋放，造成邏輯出現(xiàn)混亂而停車。
2.3 繼電器觸頭松開
繼電器由于質(zhì)量問題，使用時間不長就出現(xiàn)了通電繼電器常開觸頭不能閉合和時斷時接的情況，出現(xiàn)莫明其妙的跳車。有時是報警觸頭松開出現(xiàn)報警，而跳車觸頭沒有松開面沒有跳車，故障千奇百怪。
3 技改解決方案
3.1 短路接地故障查找及解決
我們所碰到的短路接地故障99%是瞬間打火，主開關(guān)跳閘現(xiàn)象。打火結(jié)束后故障消失，用500v電阻表也測不著短路點。面對上百個來自現(xiàn)場的信號，只能一個點一個點排查，用了近2天時間，發(fā)現(xiàn)穿線管內(nèi)有一處電纜破了，在振動狀態(tài)下碰壁打火短路接地。由于穿線管內(nèi)電纜有余量，剪掉電纜破損一節(jié)重新接好，故障消失。
對于接線盒內(nèi)數(shù)十處使用了沒帶絕緣把的接線片，采用黑膠布包扎絕緣，絕緣降低短路接地瞬間打火，故障時有時無，外觀觀察不出任何痕跡，只有把接線片取下來才能發(fā)現(xiàn)下面有打火時燒焦的痕跡。這種故障查找費了好大的事，經(jīng)過三番五次查找才得以確定。更換了帶絕緣把的接線片，故障消失。
對于一處接線使用了多股軟線，沒用接線片壓接，而是在接線柱上纏繞了3圈也沒有壓接墊片就進行了緊固，結(jié)果在振動狀態(tài)下逐漸松開，較長的多股軟線碰壁打火短路接地造成主開關(guān)跳閘停車。把多股軟線重新用線鼻子壓接接好后，故障消除。
為了盡快鎖定短路點，我們對來自現(xiàn)場的80多組信號都加裝了帶保險的接線端子，經(jīng)試驗，只要有短路點，相應(yīng)保險端子立即熔斷，很快就鎖定短路點，查找故障極其方便，縮短了停車查找故障時間。
3.2 現(xiàn)場干擾信號故障解決
面對莫名其妙的繼電器吸合或斷開，造成的停車百思不得其解，最終在打開現(xiàn)場全部接線盒時發(fā)現(xiàn)多數(shù)接線盒內(nèi)由于進了蒸汽，接線端子發(fā)生銹蝕，絕緣下降，從而引發(fā)干擾信號既接線端子間的串電現(xiàn)象，造成聯(lián)鎖系統(tǒng)誤動作停車。根據(jù)上述原因，重新更換了所有接線盒內(nèi)接線端子及重新更換線盒密封圈，故障徹底消除。
繼電器觸頭松開故障查找。最初幾次的跳車后，查dcs所有記錄，只有最終跳車結(jié)果信號，沒有第一故障信號。經(jīng)分析，我公司的二氧化碳壓縮機繼電器聯(lián)鎖系統(tǒng)報警記錄是dcs開關(guān)量卡i/o點接到一組繼電器的剩余觸頭上完成的。dcs開關(guān)量i/o來記錄繼電器觸頭的開關(guān)狀態(tài)，其它觸頭用于聯(lián)鎖連接(一個繼電器共有4組觸頭)。dcs報警記錄只能做到1秒間隔，而繼電器聯(lián)鎖系統(tǒng)跳車，在十幾毫秒之內(nèi)就已完成，所以dcs打印出來的信號只是在同一時刻內(nèi)，先后分不清楚。再加上初期繼電器觸頭松開使處于臨界狀態(tài)，快速時通時斷，跳車結(jié)束后故障又消失，這就對查找故障及判斷故障來極大困難。
后來幾次出現(xiàn)了跳車報警，但實際沒有跳車，故障原因鎖定在繼電器部分觸頭松開是主要原因，判斷為繼電器質(zhì)量原因。
最后一次停車，發(fā)現(xiàn)繼電器常開觸頭帶電時已徹底松開，故障為繼電器質(zhì)量原因最終確定。
全部更換了日本原裝繼電器后，故障排除。在繼電器聯(lián)鎖跳車信號最終輸出繼電器前加一延時繼電器，延時1-2秒，這時dcs報警打印可以打印出第一故障，但由于對機組會造成的危害尚不清楚，最后取消了延時。
3.3 plc事故順序信號系統(tǒng)
技改項目增加一套plc事故順序信號系統(tǒng)(soe)。soe系統(tǒng)plc采用三菱q06h plc代替dcs專門做開關(guān)量變化時刻記錄用，利用q06h實現(xiàn)高速soe功能。新的系統(tǒng)將繼電器開關(guān)量信號改接到plc開關(guān)量輸入卡，如附圖所示。dcs所需的開關(guān)量信號通過rs485通訊口實現(xiàn)。
附圖 plc事故順序信號系統(tǒng)
通過梯形圖軟件編程，報警記錄周期小于1/4毫秒，比目前市場的soe(事故順序記錄)儀表快出4倍多，每次停車都可以清楚地打印出第一故障，這種辦法可以很好解決繼電器聯(lián)鎖機組控制系統(tǒng)快速停車而報警記錄打印慢的問題。
plc具有抗干擾能力強使用壽命長運行速度塊的特點。用它來做soe可以達<0.25ms/256點，完全滿足各類高速soe的需要。配接dcs可以實現(xiàn)與plc的通訊，方便實現(xiàn)記錄存儲打印功能。采用plc一個掃描周期為時間的基本單位(分辨率)，并且一個掃描周期向一秒計數(shù)器(如d227數(shù)據(jù)寄存器)計數(shù)一次，秒計數(shù)器(d227)一秒末清零一次。當(dāng)有聯(lián)鎖點(i/o)狀態(tài)發(fā)生變化時，將系統(tǒng)時鐘月、日、時、分、秒及秒計數(shù)器(d227)當(dāng)前值計入plc的一組數(shù)據(jù)寄存器保存。根據(jù)二氧化碳壓縮機控制系統(tǒng)聯(lián)鎖點在故障停車后，不是馬上恢復(fù)，而是在確認復(fù)位或開車后恢復(fù)的特點，所以設(shè)計每一聯(lián)鎖點只有兩條時間記錄，即斷開一條閉合一條，是固定寄存器記錄方式，固定記錄方式與傳統(tǒng)soe棧式記錄方式不同，無用信息不會將記錄緩沖區(qū)頂滿。當(dāng)然再次開車前或后一定要打印本次故障停車事件順序記錄，否則再次停車后，上次故障停車事件順序記錄將被沖掉。為了提高系統(tǒng)抗干擾能力，plc(i/o)各點都加20毫秒軟延時。q06h plc通訊模塊采用qj71c24 rs485串行通訊模塊，與dcs通訊時不占plc cpu時間，而plc cpu與qj71c24交換數(shù)據(jù)采用并行方式，速度極快，不影響plc cpu掃描周期，從而plc可以實現(xiàn)分辨率小于1/4毫秒高速采集記錄。
4 結(jié)束語
公司二氧化碳控制系統(tǒng)經(jīng)過2001年11月底的徹底整改，獲得極大成功，6年來，尚未發(fā)生過一次因控制系統(tǒng)原因造成的停車，給我公司創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟效益,。也創(chuàng)造了大機組長周期運行的最好記錄。
儀表控制系統(tǒng)軟故障瞬間來去。故障發(fā)生時造成停車，停車后故障又不復(fù)存在，這種故障是儀表人員最頭疼的。還有干擾信號干擾電壓等也是最棘手的，給查找故障帶來極大的困難。公司5年多二氧化碳壓縮機頻繁停車查不出原因就是例子。但是通過遵循電氣原理抓住停車現(xiàn)象的蛛絲馬跡，認真分析故障原因，最終發(fā)現(xiàn)了停車幾種故障原因，進行了科學(xué)合理的整改，解決了多年控擾企業(yè)的老大難問題，因此創(chuàng)造了6年多儀表控制系統(tǒng)不停車的同類機組的最好成績。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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