浅析从PTA装置空压机控制系统的改造谈系统的改进技术

 螺杆空压机是一种定容、回转式压缩机，主要通过螺杆的啮合和回转运动，完成吸气-封闭-压缩-排气周期。其优点是坚固耐用、维护方便，其缺点是输出压力不甚稳定，同等条件下的能源效率不及活塞空压机。螺杆空压机又分为双螺杆空压机和单螺杆空压机，目前市场占有率较大的是双螺杆空压机，具有绝大多数，但某些厂家的优质单螺杆空压机也不可小觑。

简单地说，压缩空气净化设备就是能对压缩空气进行净化处理的设备，也称压缩空气后处理设备。

空压机排出的压缩空气含有相对湿度的水份、微量的杂质和微量的油份；压缩空气的应用领域很广，当应用工艺对压缩空气品质有要求时，就必须配置压缩空气净化设备；因此，应根据应用工艺的要求合理选配净化设备。 

运行十年左右的PLC控制系统已陆续进入故障高发期，但是原压缩机厂家配套的专有控制板系统音件已不再生产，导致其购买越来越难，控制系统运行的风险不断加大，企业根据生产实际的需要都在积极探索控制系统的改造。辽阳石化根据现场的实际情况，从原系统存在的问题到制定方案和具体实施进行了深入的研究。改造后的控制系统目前运行稳定。效果良好。达到了预期的目的和效果，为装置的平稳生产提供了有力保证。

　　1PTA装置空压机控制系统简介空压机组结构如所示。空压机是PTA装置的核心设音，为装置氧化反应器提供压缩空气。该机组主要由轴流式压缩机、离心式压缩机、尾气透平和同步电机4个部分组成，另配增速齿轮箱、润滑油系统及入口空气过滤系统等部分。控制系统采用的是GE9070PLC和MOORE352型智能调节器，GE90~PLCCPU是单配置，芫成机组的启动程序和联锁保护逻辑控制，MOORE352型智能调节器芫成轴流、离心压缩机的防喘振和机组出口压力、尾气透平的过程控制，该智能调节器通过其专有的通信接口板和PLC进行单向通信；机组抽瓦的温度、位移和振动信号由厂家开发的输入插板检测，嵌入PLC机架作为其I/O输入板，人机接口由嵌入PLC机架的计算机组成，芫成数据的采集和显示；和控制室DCS通信采用RS485方式，通过PLC的协处理器编程芫成。

　　空压机组结构示意图金斌从PTA装置空压机控制系统的改造谈系统的改进技术随着控制系统运行年限的增长，系统逐渐进入了老化期，特别是人机接口嵌入计算机故障频繁，PLC和DCS通信的协处理板工作不正常、厂家开发的温度、位移和振动板已不再生产，MOORE352型智能调节器和PLC通信的故障率时有发生，这些都为控制系统的稳定运行带来极大的隐患，采用新的先进技术对其进行改造已成为必然的选择。

　　2控制系统改进技术介绍本次改造所采用的控制系统是压缩机厂家开发的新一代系统，硬件采用GE90J0PLC冗余系统，较旧的系统而言系统更加开放，功能更加齐全，系统可靠性进一步得到提高；有良好的人机界面，操作更加简便；新系统把机组的启动顺序控制、联锁逻辑保护控制、机组的温度、压力过程控制和防喘振控制集成在一起，消除了原旧系统多厂家通信问题，相比旧系统有诸多明显的优势，其中主要的性能对比见表1.项目冗余操作站控制表1新改造系统和原来系统主要性能对比改造后的控制系统采用两单独机架CPU互为热备冗余，参与防喘振的输入、输出点卡件采用机架互为热备冗余方式通过以太网方式可连接多个普通的工控台式机，通用性强采用以太通用网卡连接方式基于windowsXP开发的人机界面操作画面更丰富。支持系统的在线诊断，己入更长时间的趋势和事件记录。支持SOE事件记入（能保持停机那一时刻前后两分钟的模拟量的趋势曲线，精确到秒和分钟趋势，非常有利于问题的分析采用双机架的CPU互为热备冗余控制系统除芫成原来的启动顺序控制和联锁逻辑保护控制外，还完成机组的防喘振控制和温度、压力的过程控制采用Genius总线方式，系统对I/O卡的扫描速度更快，系统应用程序运行的周期更短和DCS通信采用GE的通信板，通过RS485冗余方式通信，运行稳定增加快速逻辑继电器功能，紧急停车按钮可不考虑PLC程序的运行情况，快速逻辑继电器直接动作，使机组处于安全状态系统采用GeniusI/O，无第三方I/O，组态更方便，系统扩展更灵活。系统稳定性更高原来的控制系统原CPU型号不支持冗余方式，参与防喘振和过程控制的输入、输出点都进入智能调节器，无法实现调节器热备方式一个嵌入在PLC机架的VME总线上的计算机，通用性差，故障率高VME总线的连接方式基于DOS6.2.2开发的人机界面画面较少，不支持控制系统的在线诊断，记入趋势和事件记录也较少，不支持SOE事件记入原单机架单CPU的控制方式原控制系统只完成启动顺序控制和联锁逻辑保护控制f防喘振和过程的温度、压力控制在MOORE352型智能调节器里完成采用VM总线方式，加之需和第三方的设备进行通信，系统的扫描速度相对慢些和DCS通信采用GE协处理器板编程进行，通信时好时坏，常需要复位恢复通信没有系统采用VMEI/O，原系统包含第三方I/O，如振动、位移和RTD板，系统扩展性不灵活，组态较复杂3控制系统的改造方案采用原压缩机厂家新一代的GE9070PLC双冗余系统作为升级方案，系统硬件如所示。

　　本次改造充分考虑原系统CPU不冗余曾出现CPU故障给机组运行带来的风险，故采用两单独机架CPU互为热音冗余，双GBC双总线冗余方式，做到CPU和总线都冗余。

　　来系统采用第三方卡件和第三方接口卡件通信带来的系统运行不稳定和系统扩展不灵活以及音件难于购买的问题。

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