小LOGO! 大应用｜LOGO!在冷冻压缩机控制系统中的应用

项目简介

天津石化公司芳烃部芳烃车间c-503压缩机用于将来自岐化装置激冷器已蒸发的低温低压（0.33mpa）冷媒变为高压（1.48mpa）气体送入冷凝器循环使用，对循环氢气进行冷却回收其中含杂的苯系物。c-503压缩机为日立公司制造的六缸往复式压缩机，压缩机的自动控制系统集中在现场仪表盘中，内部控制逻辑采用继电器连接实现。由于长年使用控制盘内的继电器及底座已经严重老化、破损，已不能正常工作。

因此2004年我们对现场仪表盘内部仪表进行了改造更新，控制方案进行了部分重新设计，自动控制系统改造后一次性试车成功，投用后一直运行良好。现在只要启动条件具备，只需一按启动按钮，压缩机就可自动平稳运行，省去了一系列启机人工强制卸荷操作。

以前为了防止sov-5625卸荷电磁阀控制的气缸长期带载，工艺设备人员常常需要手动将sov-5625和sov-5623进行切换，以便使气缸带载工作时间基本相同，从而延长c-503的检修周期，但是增加了开停机的次数和仪表维护人员的工作量。

卸荷循环控制设计的实施从根本上解决这一问题，不但tigao自动化水平，而且降低了开停机和误操作对设备的损坏可能性，延长压缩机使用寿命。由于c-503的正常运行，使循环氢气中含有的20%苯系物得到完全回收，大大tigao了芳烃岐化装置经济效益。

工艺流程介绍

c-503原设计仪表控制系统全部由继电器搭接回路构成，主要由四部分组成：

（1）启动—停止逻辑部分

启动条件：

 ◾ fsal-5617冷却水liuliang过低。

 ◾ 启动按钮pb1。

停机条件：

 ◾ fsal-5617冷却水liuliang过低。

 ◾ psal-5605润滑油压力低超过90秒（压力开关带延时功能）。

 ◾ tsah-5013润滑油温度超高。

 ◾ 在0%载荷下运转超过20分钟。

 ◾ 停止按钮pb2。

（2）手—自动载荷控制部分

手自动载荷切换通过cos1、cos2、cos3三个开关实现。手动控制载荷时，由cos1、cos2、cos3分别控制卸荷电磁阀sov-563、sov-5624、sov-5625动作打开，可实现压缩机气缸卸荷，一般在启动压缩机和特殊状况下时使用。

自动控制载荷时随着压缩机入口压力的下降，卸荷用低压开关ps-5609（设定值为0.33mpa）、ps-5621（设定值为0.31mpa）、ps-5622（设定值为0.29mpa）就顺序动作，控制卸荷电磁阀sov-5623、sov-5624、sov-5625动作打开，使压缩机载荷由→66%→33%→0%→0%载荷超过20分钟跳闸停机。

（3）润滑油温度控制部分

润滑油温度低时，tsal-5612温度开关动作控制电加热器对润滑油加热（温度开关带延时功能）。润滑油温度过高时tsah-5013温度开关动作，c-503联锁停机。

（4）报警指示、复位部分

主要由灯试验按钮pb3，复位按钮pb4和5个报警灯，4个载荷状态指示灯等元件组成。另外有一路远传总报警信号送入中控室报警。

方案确定

在硬件方面我们选用logo!替代继电器。该plc的外部接线极其简单，只需要连接输入和输出。由于内部集成8种基本功能模块和26种特殊功能模块，利用logo!本身集成了编程能力，只需使用logo!面板上的键盘与屏幕，就可编写控制程序并可随时修改程序以及调整参数设置。

同时现场控制柜在压缩机旁环境比较恶劣，而logo!所具有的抗振性，以及很强的电磁兼容性（emc），完全符合各项工业标准，能够应用于各种气候条件，满足b级噪音抑制要求，并且具备所有必需的guojiaji认证，这也是我们选择logo!的一个主要原因。

产品硬件配置

在硬件方面我们根据系统i/o点数选择了2个logo! 12/24rc型plc，4个logo! dm812/24r型数字扩展模块,1块logo! power 24v/2.5a电源和9个24vdc继电器，使用din导轨安装，由于现场部分设备为220vac电源，继电器的作用是为隔离作用。

2套logo! 12/24rc型plc，“plc1”主要负责压缩机的自动带载和卸荷循环控制，“plc2”主要负责压缩机启停联锁逻辑控制和油温控制。原仪表盘面三位切换开关、按钮、指示灯、蜂鸣器保留继续使用。plc连接输入输出信号分布如（图一）。

图一

软件开发

软件方面使用siemens logo! soft comfort软件编写控制逻辑程序。使用logo!编程软件，只需在计算机上，通过简单的拖拽和连线功能，即可完成控制程序的编写。

在对c-503的原控制方案反复研究，根据设备及仪表现状与工艺人员多次研究分析后，我们在c-503原设计自动控制方案基础上进行了重新设计，主要有以下四个方面的变更。

现场压力开关、温度开关的延时功能

改由plc内部控制逻辑中实现，这样以后可使用普通防爆压力开关和温度开关替代。

增加启动强制卸荷控制

因为压缩机启动时如果在载荷状态，会引起电动机超负荷，所以启动后30秒内强制c-503压缩机在33%载荷下运行。见（图二）主要通过b22延时功能块实现定时。

增加卸荷循环控制

由于卸荷电磁阀和气缸是成对的，使有的气缸在33%至载荷下一直工作，而有的气缸只在载荷下才工作，在设备老化的情况下，常常因为一两个气缸的损坏而造成停机检修。卸荷循环控制是根据压缩机载荷在66%和33%时，按时间、按顺序把控制各卸荷电磁阀，使几个气缸轮流工作。如（图二）由b01、b02、b03三个延时功能块控制卸荷电磁阀sov-5623、sov-5624、sov-5625的卸荷时间。即33%载荷时，只有一对气缸工作，8小时切换一次。66%载荷时，两对气缸工作，16小时切换一次。

图二

润滑油自动加热控制

由于c-503只在夏季运行，因此在控制方案中去除了原设计润滑油自动加热控制。经过重新设计的控制方案编写成控制程序后,使用logo! comfort_v3软件的离线仿真功能模拟现场控制，经反复测试没有问题。通过专用pc电缆下装到logo!中。

应用体会

logo!与继电器相比有无可比拟的优势，我们在设计时充分发挥了logo!的优势，将以前继电器难以实现的控制过程在plc上轻松实现，对c-503压缩机原控制系统的多项缺陷进行了完善。

但一套控制系统的好坏、仪表设备的先进与否不一定是主要因素，在系统设计时充分了解工艺控制过程和操作要求，密切同工艺人员联系了解工艺设备的实际情况，设计出完善的仪表控制方案才是zui关键的，logo!的采用是这一控制方案得以完美实现。本次改造的效果超出了甲方工艺人员的预期，受到高度评价。