淺談風(fēng)機(jī)控制方案隱患分析及改造

馬靈芝　李照霞　徐伊麗　王琳

摘? 要：風(fēng)機(jī)對機(jī)械能進(jìn)行運(yùn)用，將氣體壓力進(jìn)行提升，對氣體實(shí)施排送，屬于從動(dòng)型流體機(jī)械。風(fēng)機(jī)的使用范圍較廣，可被應(yīng)用到工業(yè)爐窖、鍋爐、建筑物以及隧道中。在風(fēng)機(jī)應(yīng)用的過程中，對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行控制是較為必要的工作，否則可能會引發(fā)風(fēng)機(jī)安全問題。現(xiàn)結(jié)合實(shí)際風(fēng)機(jī)應(yīng)用案例，探討控制方案中潛藏的隱患，并確定改造方法。

關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī);控制方案;隱患;改造

引言

生產(chǎn)運(yùn)行期間，風(fēng)機(jī)在應(yīng)用系統(tǒng)中處于重要位置，控制風(fēng)機(jī)是重點(diǎn)安全保障工作，然而在實(shí)際的風(fēng)機(jī)控制活動(dòng)中，隱患問題阻礙風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。本文以工廠中實(shí)際應(yīng)用風(fēng)機(jī)的情況，研究繼電器與PLC系統(tǒng)合并運(yùn)用時(shí)，形成的幾種隱患因素，并分析隱患應(yīng)對方法，開展安全改造工作。

1風(fēng)機(jī)控制基本情況分析

現(xiàn)有工廠使用4套風(fēng)送設(shè)備，其主要通過氮?dú)馔瓿闪Ａ吓c粉料的輸送工作，壓縮機(jī)可提供壓縮型氮?dú)猓员Ｕ陷斔凸ぷ鞯捻樌_展，共有14臺無油型高壓螺桿壓縮機(jī)，將低壓型油霧分離器設(shè)置給壓縮機(jī)使用，選擇組合化控制體系。在常規(guī)運(yùn)行期間，某臺粒料風(fēng)機(jī)產(chǎn)生使用異常的情況，操作人員實(shí)施停機(jī)指令，壓縮機(jī)并未立即完成指令，同時(shí)控制系統(tǒng)提示壓縮機(jī)設(shè)備已經(jīng)停機(jī)，此次故障造成嚴(yán)重后果，機(jī)制被燒毀，該工廠承擔(dān)巨大損失。因此必須了解控制系統(tǒng)存有的問題，并實(shí)施改造，以恢復(fù)風(fēng)機(jī)的正常使用狀態(tài)。

2控制方案中的主要隱患

2.1信號輸送問題

該風(fēng)機(jī)選用PLC控制系統(tǒng)，控制盤由繼電器支持，通過控制盤可完成壓縮機(jī)的有效控制。系統(tǒng)維持就地控制狀態(tài)時(shí)，操作者可直接在現(xiàn)場實(shí)施停止操作與啟動(dòng)相應(yīng)的操作。在分析控制系統(tǒng)的隱患與診斷故障問題時(shí)，必須明確繼電控制的基本原理。停止、啟動(dòng)高壓電機(jī)主電機(jī)的命令，需要通過PLC控制體系，該體系可將正脈沖信號發(fā)出，控制盤可直接接收，再繼續(xù)向高壓柜發(fā)送，油霧分離器對命令進(jìn)行有效啟動(dòng)，控制系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)送脈沖信號，將命令中止，形成負(fù)脈沖信號。端子輸出啟動(dòng)命令，控制系統(tǒng)輸送現(xiàn)場停車信號、緊急停車信號與停車信號，三路有效匯總，具體匯總位置為控制盤，端子繼續(xù)輸出。該控制故障形成后，操作者對緊急停車按鈕和現(xiàn)場停車按鈕進(jìn)行操作，但是電源無法被及時(shí)切斷，進(jìn)行檢查后，發(fā)現(xiàn)接線端子產(chǎn)生松動(dòng)，因此高壓柜并不能獲取停機(jī)信號，阻礙停止設(shè)備運(yùn)行的工作，電源不能被立即切斷。可在系統(tǒng)中切斷壓縮機(jī)的電源，但是這種操作存在明顯隱患。

2.2中間繼電器問題

控制盤內(nèi)部的中間繼電器提供停止?fàn)顟B(tài)與啟動(dòng)狀態(tài)的信號，動(dòng)作命令指令被傳遞到中間繼電器中時(shí)，控制系統(tǒng)收取指令，操作人員面對的工作界面中顯示工廠電機(jī)的狀態(tài)，具體為運(yùn)行狀態(tài)。從該信號中可明確繼電器的使用情況，在常規(guī)條件下，電機(jī)狀態(tài)與繼電器狀態(tài)具有一致性，然而控制系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)故障問題，無法將電機(jī)設(shè)備的真實(shí)運(yùn)行情況呈現(xiàn)出來，MCC和控制柜的連接系統(tǒng)中產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)故障，現(xiàn)場使用的壓縮機(jī)設(shè)備與處于室內(nèi)的應(yīng)用型壓縮機(jī)產(chǎn)生差異化的動(dòng)作狀態(tài)，壓縮機(jī)維持空轉(zhuǎn)狀態(tài)，出口壓力大幅提升，產(chǎn)生過載運(yùn)行的問題，雙轉(zhuǎn)子隨之嚙合，外殼溫度迅速升高，最終受損，給該工廠造成程度極為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。繼電器可支持電機(jī)控制系統(tǒng)展開多數(shù)邏輯控制工作，控制系統(tǒng)所具有的SOE功能未得到有效運(yùn)用，因此不能精準(zhǔn)地診斷與分析控制故障問題。

3 可用改造方式與應(yīng)用效果

3.1改造方式應(yīng)用效果

在進(jìn)行改造控制電機(jī)系統(tǒng)的工作時(shí)，不能破壞電機(jī)控制體系的完整性，同時(shí)還要使輸送信號的過程保持可靠與安全，避免將既有的信號消除，在MCC與PLC間增加新的信號，達(dá)到電機(jī)控制目標(biāo)。分割停車信號，停車信號應(yīng)當(dāng)對系統(tǒng)的其他邏輯進(jìn)行有效參與，因此加入新的電纜，數(shù)量為兩對，適當(dāng)保存系統(tǒng)原來的停車信號，以PLC系統(tǒng)為起點(diǎn)，向MCC系統(tǒng)傳送停車信號，通過這一改造調(diào)整行為，可保障獲得正確的停車信號，實(shí)際操作與現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)用情況并不會產(chǎn)生差異，可以在電機(jī)的運(yùn)行中始終維持一致，控制工作也能夠順利實(shí)施。

添加停止與運(yùn)行信號，改變信號輸送軌跡，將起點(diǎn)設(shè)置為MCC，終點(diǎn)設(shè)置為PLC，采用直接輸送的方式，將現(xiàn)場控制盤裝置中的信號取消，具體取消停止與運(yùn)行信號，信號能夠進(jìn)入連鎖控制活動(dòng)，控制設(shè)備顯示流程畫面，信號運(yùn)轉(zhuǎn)存在的可判斷性與真實(shí)性缺失的問題被解決。基于系統(tǒng)信號應(yīng)用與功能方面的隱患，添加現(xiàn)場停車信號與連鎖停車信號，并對兩種信號進(jìn)行區(qū)分，在控制壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，可自由選擇停止信號，均能夠完成停機(jī)功能，不僅操作可靠性被增強(qiáng)，同時(shí)還能夠在較短的維修時(shí)間內(nèi)，確定停車原因，停車操作也不會產(chǎn)生異常情況。為實(shí)現(xiàn)該改造目標(biāo)，可將接線端子設(shè)置MCC與控制系統(tǒng)之間。

3.2落實(shí)改造方案

確定風(fēng)機(jī)控制隱患與改造方向后，可在該工廠中，實(shí)施改造方案，先完成硬件方面的改造工作，而后再結(jié)合系統(tǒng)控制需求，開展軟件改造活動(dòng)。通過改造形成智能化的人機(jī)交互操作頁面。MCC與PLC系統(tǒng)需要新增設(shè)備作為硬件支持，具體選擇的設(shè)備主要是繼電器與控制電纜。針對油霧分離器與主電機(jī)的使用需要，增設(shè)電纜，使停止命令的信號能夠被正常地輸送，所有的設(shè)備均需安裝相應(yīng)的電纜，因此電纜安裝數(shù)量為32對。在安裝設(shè)備前期，需掌握實(shí)際使用電纜的長度，結(jié)合工廠的現(xiàn)場情況，需準(zhǔn)備9000m的電纜材料，以備敷設(shè)工作，同時(shí)還要關(guān)注硬件設(shè)備的性能與質(zhì)量，進(jìn)行必要的調(diào)試，完成敷設(shè)電纜的工作前，實(shí)施絕緣保護(hù)，檢查接地情況，敷設(shè)工作結(jié)束后，同樣需要檢查接地與絕緣情況。參考設(shè)計(jì)圖信息，確定儀表設(shè)備的接線口位置，安裝密封接頭，安全接入電纜，安裝后檢查防爆情況，確定達(dá)到防爆標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)避電纜應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)，無論是在進(jìn)入槽盒還是展開穿管操作時(shí)，都不可破壞電纜，硬件改造的最后一項(xiàng)工作是布置盤柜，設(shè)置電纜標(biāo)簽。

完成硬件部分的改造工作，即可實(shí)施軟件安裝與調(diào)試工作，運(yùn)行風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，為類別相同的設(shè)備設(shè)置統(tǒng)一的控制準(zhǔn)則與方法，另外應(yīng)針對設(shè)備對應(yīng)的備用通道，展開查找與分配的工作，在處理一臺控制器時(shí)，應(yīng)從該控制器出發(fā)，確定備用通道。增加DI點(diǎn)與DO點(diǎn)，數(shù)量均設(shè)置為32個(gè)，進(jìn)行分配處理后，在展開軟件的組態(tài)，調(diào)試、下裝與修改程序，保持控制程序各個(gè)模塊的條理性。在部分信號之間建設(shè)直接化的邏輯關(guān)系，使信號能夠安全地從起點(diǎn)抵達(dá)終點(diǎn)。

經(jīng)過全面的改造工作，該工廠的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)所具有的信號控制方面的故障被消除，電機(jī)控制達(dá)到了應(yīng)有的控制效果，相關(guān)生產(chǎn)工作也得以正常展開。風(fēng)機(jī)設(shè)備支持廠內(nèi)生產(chǎn)活動(dòng)，但是一旦控制系統(tǒng)形成問題，給工廠造成的影響并不只在經(jīng)濟(jì)方面，同時(shí)還有可能帶來巨大安全事故，因此需定期對風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行排查與維護(hù)，以此達(dá)到規(guī)避風(fēng)機(jī)應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)。

結(jié)語

本文參照工廠中較為常見的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，研究了當(dāng)前運(yùn)用的控制方案中存在的隱患，并提供了改造建議，結(jié)合該類設(shè)備的具體運(yùn)用情況，調(diào)整了原本的控制指令，信號控制源裝置，將控制體系在處于運(yùn)行狀態(tài)中的問題全面解決，改造期間，并未調(diào)整主體控制裝置，避免產(chǎn)生幅度過大的改造，縮減維修量，改造工作實(shí)施難度得以降低，在處理這一類問題時(shí)，均可參考該改造方案，同時(shí)可針對具體情況以及風(fēng)機(jī)控制的實(shí)際問題，適當(dāng)調(diào)整改造方案，以此實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行目標(biāo)。

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