空压机控制进DCS系统优化

空压机控制进DCS系统优化

任晓斌

陕西华电蒲城发电有限责任公司陕西省蒲城县715501

摘要：仪用气作为火力发电厂的“第二保安电源”，其重要性愈加突出，蒲城电厂二期空压机控制系统，原设计在就地独立控制，没有纳入DCS控制系统，为提高机组仪用气系统可靠性，将空压机控制系统纳入DCS控制系统，优化空压机运行方式，提高企业管理效益，同时拓展热控设备控制技术空间。

关键词：空压机DCS控制

1、前言

蒲城电厂二期空压机配置4台GA90/132空压机，单台空压机采用阿特拉斯造Elektronikon电脑控制器MKⅢHR进行就地控制，4台空压机由1台ES100电脑控制器进行集中控制，04年时ES100电脑控制器损坏，无法进行集中控制，只能由每台空压机本身MKⅢHR控制器控制，没有压力联动，只能4台空压机同时转动，靠就地MKⅢHR控制器进行本地加载、卸载控制，能源消耗大，空压机长期运转，机械部分损耗大，经常超温跳机，由于没有远控，运行人员不能及时发现异常工况，给机组安全运行造成很大威胁。

2、改造方案

对单台空压机控制系统，拆除原有的MKⅢHR控制器，采用S7200PLC进行基地式控制，实现单台空压机的启动、停止、各个温度测量、报警、保护、加载、卸载、运行周期自动累计等。空压机控制单元柜装有西门子TD400文本操作器，它可以显示本台空压机的运行状态、运行参数和报警信息等。通过TD400可对单台空压机进行启动、停止、加载、卸载等操作，实现全中文界面。集中控制采用1台S7-300PLC控制系统，实现对4台空压机运行参数收集，根据系统压力对4台空压机实现自动启停控制，同时可将空压机运行所有参数传输给#3、4机组DCS，用于运行人员监视，操作。

3、系统构成

如图所示该控制系统由上、下位两部分组成。下位系统由西门子S7-300PLC、S7-200PLC组成控制系统，完成对空压机的就地控制和运行参数采集。下位机之间采用PROFIBUS协议通讯，上位系统由DCS局域网组成，采用MODBUS协议与下位机实时通讯,进行空压机的远程控制，并读出相关运行参数，加以动态显示。下位系统中MCGS触摸屏上组态了空压机运行模拟界面、控制界面、报警界面和趋势界面，供操作人员实现就地对空压机的控制和监视；TD400文本显示器能对单台空压机进行控制和监视。

4、空压机控制单元

空压机控制单元柜装有西门子S7-200PLC和TD400文本操作器，可以实现单台空压机的启动、停止、各个温度测量、报警、保护、加载、卸载、运行周期自动累计等可，以显示本台空压机的运行状态、运行参数和报警信息等。

空压机控制单元具备远程/就地2种工作模式。在就地控制模式下，可通过文本操作器对空压机进行操作：F1是启动按键；F2是停止按键；F3是加载按键；F4是卸载按键；F5是报警确认按键；SHIFT与F5一起按下是对空压机累计运行时间及累计加载时间的复位；SHIFT与F6一起按下是对空压机专用油累计使用时间复位；SHIFT与F7一起按下是对油过滤器累计使用时间复位；SHIFT和F8一起按下是对油气分离芯子累计使用时间复位；ESC是退出当前界面，ENTER是确认按键；上、下按键平时用于上下翻页，在进行参数设定时用于加数、减数；左、右按键只在参数设定时用来移动光标。切至远方模式则由集中控制单元或DCS进行控制。

5、集中控制单元

集中控制单元通过MCGS触摸屏来进行空压机的操作和监视。触摸屏上组态了空压机运行模拟界面、控制界面、报警界面和趋势界面，供操作人员实现就地对空压机的控制和监视。同时具备DCS与就地控制权切换功能。

集中控制单元柜上的触摸屏可对四台空压机进行操作，可查询每台空压机的运行状态、运行参数和报警信息。

具体操作界面显示如图：

在此界面中，左上方有“DCS/300”操作权限切换按键，用来进行工程师站和集中控制单元柜两者之间操作权限的切换；右上方为实时日期、时间；界面中间有“连锁压力设定”窗口，点击会弹出输入框，可对其进行数值设定；其下方有“母管压力”显示窗口；界面下方有四台空压机图标，点击图标，可进入空压机操作面板，其中包括空压机状态显示及其基本操作按键；左下角有“操作画面”按键，点击会弹出各界面选择按键，可进行各操作界面之间的切换；下方灰色横条为报警滚动条，会实时显示各种报警信息。

点击“报警信息查询”按键，弹出各界面切换按键，进入空压机运行状态曲线界面，其中包括空压机出口温度、空压机转子出口温度等曲线。点击“空压机出口温度”按键，画面中即可单独显示其状态曲线，

6、DCS系统控制

就地集中控制单元通过2块CP341通讯卡用2根双绞线与#3、4机组DCS系统分别通讯连接，在#3、4机组DCS画面增加空压机控制画面如图：

画面中可以实现#3、4机组操作权限切换，实现对4台空压机所有运行参数、报警的查询，对空压机进行启停、切投备用等操作。

7、结论

通过对4台空压机控制系统改造，单台空压机实现基地式智能控制，与远方通讯中断后能够继智能运行，集中控制可根据仪用气母管压力自动启停备用空压机，减少厂用电，降低维护成本，实现#3、4远方监视控制，降低了运行人员劳动强度。二期仪用气系统可靠性得到了很大提高，运行人员随时可以在DCS画面直接监视，操作空压机，大大降低了人员劳动强度，为电厂的“第二保安电源”提供了有力保障，为热控技术应用拓展了空间。

参考文献：

[1]邹晨吉,徐航天,朱莹.DCS系统对空分设备三大机组控制的实现[J].深冷技术,2017(1):30-34.

[2]温向阳.某电厂空压机控制指令改造[J].科技创新导报,2018,15(16):95-97.

[3]徐继友,刘成,张祥.HoneywellDCS控制系统服务器存在的问题及优化方案[J].中国石油和化工标准与质量,2018(5).