丘東集氣站壓縮機控制系統升級改造

程鑫(吐哈油田公司鄯善采油廠， 新疆 鄯善 838200)

丘東集氣站壓縮機控制系統升級改造

程鑫(吐哈油田公司鄯善采油廠， 新疆 鄯善 838200)

本文簡要概述了丘東集氣站壓縮機組控制系統的升級改造。主要從舊控制系統組成、出現的問題、改造方案、新控制系統簡介四個方面進行了介紹。

CompactLogix系列PLC；壓縮機控制系統；ESM發動機控制模塊

丘東集氣站1#壓縮機組是2007年由江漢三機廠配套生產的，壓縮機型號是2RDSB-1，發動機型號為F3524GSI，是美國瓦克夏公司生產的燃氣發動機，屬四沖程、中速、頂置氣門發動機[1]，其壓縮機控制系統采用ROCKWEL公司的SLC500系列PLC。近年來該機組控制系統頻繁出現硬件故障、程序丟失等問題，嚴重影響到壓縮機組的安全平穩運行，因此需要對該機組控制系統進行升級改造。

1 原控制系統簡介

(1)PLC控制系統的組成 舊控制系統采用ROCKWEL公司的SLC500系列PLC，由1個CPU模塊(型號1747-L542)、2個數字量輸入模塊(型號1747-IB16)、1個數字量輸出模塊(型號1747-OB16)、3個模擬量輸入模塊(型號1747-NI8)、1個模擬量輸出模塊(型號1747-NO4I)、1個通信模塊(型號MVI46-MCM)，通過串口DH-485與顯示屏進行通訊，顯示屏為PanelBudiler32觸摸屏(型號2711-T10C9)，通信模塊通過Modbus通訊卡，使用RS485通訊實現與站內DCS系統的數據遠傳。

(2)控制系統的功能 該控制系統的主要功能是整合現場采集的壓縮機上的各類數字量信號和模擬量信號，接收瓦克夏發動機控制器(ESM)提供的發動機參數信號，通過PLC指令編程實現對機組的實時監控和控制，通過觸摸屏和機組就地控制系統(Unit Control System，簡稱UCS)控制柜上的按鈕可實現開機、停機、緊急停機、加減載、壓縮機預潤滑、空冷器電機測試等功能，并可在觸摸屏上查看各類發動機和壓縮機的重要參數，查看報警、關停報警的歷史信息，維護人員還可通過輸入二級賬戶和密碼，因地制宜地設置機組的報警值。

發動機控制器(ESM)是瓦克夏發動機的一個獨立控制系統，可向PLC控制系統提供發動機的各類參數信息并接受PLC發出的停開機的指令信號，維護人員需要通過在筆記本上安裝的瓦克夏ESM檢測軟件(Electronic Service Program)配合其通訊電纜(USB轉RS232)，在現場將發動機內的詳細參數及故障代碼顯示在筆記本電腦中，用來幫助維護人員監控和分析發動機運行情況。

(3)舊控制系統出現的問題 近年來該控制系統出現了許多問題，嚴重影響了機組的安全平穩運行，增加的維修維護人員的工作量。①PLC硬件故障，CPU模塊多次故障失效，控制系統不起作用，更換CPU模塊次數頻繁而且供貨困難。②PLC程序頻繁丟失，因CPU模塊有權限保護，每次丟失程序后，必須等廠家工程師到現場進行維護，耽誤維修效率，而且維護賬戶密碼已經丟失。③控制屏老化嚴重，測試頁的預潤滑測試、空冷器風機測試都已經失效。(4)系統換算的載荷量參數無法顯示，與站內DCS系統通訊經常受到新接線路的干擾。

2 升級改造的設計要求

UCS控制柜不改變，柜內接線端子、電源、布線槽、繼電器等盡量不更換，新更換的PLC控制器和控制屏結構上應緊湊，體積上應更小，在無需更改原控制系統線路布置的條件下安裝，新系統配件市場普及率應更高、性能更先進、可靠性更好。按照生產的實際需要，UCS應具備電源保護和DCS通訊保護功能，同時現場控制屏能夠顯示發動機控制模塊ESM的故障報警及發動機運行參數信息。

3 升級改造后的控制系統簡介

(1)新PLC控制系統的組成 新控制系統采用羅克韋爾CompactLogix 系列PLC和Panelview Plus1000 HMI控制屏。CompactLogix 系列PLC是ROCKWEL公司于2012年推出的中型PLC系統，其具有較強的功能力和豐富的通訊接口功能，適合中小規模的控制系統解決方案[2]。整個系統的組成是1個CPU模塊(型號1769-L33ERM)、2個數字量輸入模塊(型號1769-IQ16)、1個數字量輸出模塊(型號1769-OB16)、4個模擬量輸入模塊(型號1769-IF8)、1個模擬量輸出模塊(型號1769-OF4)、1個通信模塊(型號MVI69-EMBS)，新的系統使用通訊速度更快的以太網通訊，增加了以太網交換機實現與控制屏的通信。

(2)新控制系統的優勢 新的控制系統使用MOX公司的TCC-120I光電隔離型通訊系統，增強了系統與DCS通訊的穩定性及抗干擾性。電源保護和硬件保護做的更好，以減小硬件故障和程序丟失的問題。本次改造之后，發動機ESM內的重要參數信息可實時顯示在現場顯示屏上，對發動機所產生的各類故障的分析、處理能起到重要作用，同時也方便了巡檢及維護人員了解發動機信息。

4 結語

改造后的控制系統在生產中得到應用，設備運行穩定可靠，滿足了設計要求，該機組的升級改造成功為其他機組的控制系統升級提供了寶貴的經驗。

[1]楊小平,張濤,王建鑫,范衛民.F3524GSI 發動機應用溫米油田干氣的適應性分析及調試對策[J].中國新技術產品,2009：111-112.

[2]孟洪亮.CompactLogix系列P LC在4S 2500四輥壓延機生產線上的應用[J].遼寧化工,2012，41(3):268-269

程鑫(1990- )，男，漢，黑龍江人，大學本科，自動化專業，助理工程師。