尿素裝置FF總線運用及故障分析

胡小龍

（青海云天化國際化肥有限公司設備管理中心，青海西寧 811600）

1 尿素裝置FF總線介紹

尿素控制系統以FF 總線系統為主，profbus 總線相結合，其中FF 總線儀表占儀表總數的90%。FF 總線利用其全分布自動化系統將控制功能完全下放到現場，由現場總線儀表完成控制功能，機柜內部采取全冗余通訊，每條總線都有信號自保持功能并采取隔離式安全柵安全隔離，防止設備故障造成通訊中斷；可以在工程師站上監測儀表的運行狀態，并在線修改儀表量程等參數，有利于對儀表的監控和組態；現場主要采用樹形拓撲結構連接，利用總線接線盒連接不同形式的智能儀表，每條總線連接不超過13臺設備。其主要優點是硬件結構較少、電纜少、機柜緊湊，節省成本和空間，可在線監控每一臺儀表的運行狀態；主要缺點是對施工質量要求嚴格，儀表損壞更換時要重新組態下裝，如果儀表品牌不同時甚至要整條總線下裝，給裝置的穩定、長周期運行帶來隱患。總線儀表成本較高，從機柜至現場總線盒的電纜沒有冗余，一旦電纜出現故障現場儀表全部斷電。如果總線上有一臺儀表干擾增大也會影響整條總線的穩定性。FF 總線分布圖如圖1所示。

圖1 FF總線分布圖

2 FF總線應用故障分析

2.1 施工缺陷

（1）施工不規范，總線接線盒、電纜保護管均未按要求進行接地，總線電纜與其他電纜公用電纜橋架，增加了對總線電纜的干擾，現場至機柜總線電纜屏蔽不能接地，以免造成總線穩定性下降，例如：2013年因為打雷造成尿素二期4組HSE 故障，現場設備通訊中斷；

（2）總線接線盒和儀表接線盒內電纜頭沒有進行絕緣處理，電纜屏蔽在接觸到總線盒和儀表外殼，總線噪音干擾就成倍增大而導致儀表掉線（如圖2所示）；

（3）在施工過程中儀表穿線管管口沒有做好密封，夏季容易進水，但穿線管安裝又不利于排水，所以電纜受潮后總線平衡性差、信號抖動過大，造成儀表掉線。

圖2 噪音干擾掃描圖

2.2 應用故障

（1）總線接線盒已使用10a 之久，其絕緣電阻下降嚴重，通過軟件掃描發現尿素一期使用的38條總線中已有20條總線存在信號抖動過大、超過信號電平最大值，噪音偏大的報警（圖3所示）、平衡性差（圖4所示）給總線的運行帶來了很大的隱患；

圖3 信號抖動過大等掃描圖

圖4 平衡性差掃描圖

（2）部分儀表使用年限長會出現儀表自身的絕緣下降，造成儀表本身掉線，同時也造成同一條總線上的其他儀表出現掉線的情況，例如：尿素一期LT-2801，更換后恢復正常；

（3）部分總線電纜保護層已經出現老化開裂，夏季雨水容易進水受潮，引起總線平衡性差、信號抖動過大，稀氨水等腐蝕性液體進入容易腐蝕導線，造成整條總線接線電阻增大，引起儀表掉線。

3 建議和措施

1）現場設備至總線接線盒的總線電纜視情況可以更換，防止因為總線破損進水和腐蝕造成電纜絕緣降低而導致儀表大面積的掉線；

2）集中更換總線接線盒，尤其是出現平衡性差、信號抖動過大、超過信號電平最大值，噪音偏大的，目前已有20條總線出現報警；

3）重新評估機柜至總線接線盒的總線電纜，集中更換，2019年底出現第23條總線整條掉電的情況；

4）由于施工和控制系統選擇上的缺陷，建議將帶控制點儀表和調節閥更換成更加穩定和成熟的hurt 通訊，防止因為總線的不穩定造成裝置停車。