程鑫+楊濤
摘 要:本文概述了我廠1#丙烷制冷機(jī)控制系統(tǒng)的升級(jí)改造過(guò)程,簡(jiǎn)要介紹了原丙烷制冷機(jī)的控制系統(tǒng)組成和存在問(wèn)題,著重闡述了新控制柜的硬件和軟件。
關(guān)鍵詞:丙烷制冷機(jī);Micro Ⅲ控制盤;GForce?控制面板
我廠兩臺(tái)丙烷制冷機(jī)是由原美國(guó)FES公司(現(xiàn)已被德國(guó)GEA集團(tuán)收購(gòu))生產(chǎn)制造的19MXB/16MX型兩級(jí)螺桿式丙烷制冷機(jī),其控制系統(tǒng)為老式單片系統(tǒng)。自1999年9月投入使用以來(lái)始終保持平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài),但是隨著使用年限增加,考慮到制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行工況,從安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)的運(yùn)行角度出發(fā),需要對(duì)該機(jī)組控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。
一、機(jī)組概況
(一)原FES丙烷制冷機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介
該機(jī)組由能量可調(diào)式噴油螺桿制冷壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、經(jīng)濟(jì)器、油泵、油冷卻器以及Micro Ⅲ控制盤等部分組成。壓縮機(jī)下部控制滑閥可實(shí)現(xiàn)0% ~100% 無(wú)級(jí)能量調(diào)節(jié),能量調(diào)節(jié)可以通過(guò)Micro Ⅲ控制盤實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)或手動(dòng)控制。
Micro Ⅲ控制盤擁有16個(gè)AI通道和4個(gè)AO通道,40個(gè)開關(guān)量輸入輸出通道,1個(gè)LED逆光液晶顯示屏組成了機(jī)組的控制系統(tǒng),可以用來(lái)監(jiān)控如出入口壓力、油入口壓力、油過(guò)濾器差壓、油過(guò)濾器入口壓力、油差壓、油分離器溫度、滑閥位置等機(jī)組工藝參數(shù),顯示屏內(nèi)容和操作鍵盤均為英文顯示,對(duì)于新手操作有一定的難度。每臺(tái)壓縮機(jī)組有兩個(gè)Micro Ⅲ控制盤組成ComMENT網(wǎng)絡(luò),以RS-485/ComMENT網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行通信,其通信速率為2.5Mbps。在2007年,由于輕烴工區(qū)DCS中央控制系統(tǒng)升級(jí)為DeltaV操作系統(tǒng),其串口通信卡支持RS-232/Modbus RTU通信協(xié)議而不支持RS-485/ComMENT網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,因此增設(shè)了ComMENT Gateway通信網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)Micro Ⅲ控制盤與DCS系統(tǒng)之間的通信。
(二)控制系統(tǒng)現(xiàn)狀和改進(jìn)需求
該機(jī)組的控制系統(tǒng),從軟件、硬件、通信等各個(gè)方面都比較落后,現(xiàn)在該控制系統(tǒng)主要缺點(diǎn)有:
1、年限時(shí)間長(zhǎng),穩(wěn)定性下降,通信經(jīng)常故障;2、可擴(kuò)展性差,一些新的點(diǎn)無(wú)法加到系統(tǒng)里;3、現(xiàn)場(chǎng)操作不方便,缺少緊急停機(jī)開關(guān);4、無(wú)存儲(chǔ)記憶功能,沒有歷史趨勢(shì)功能,不利于對(duì)故障和機(jī)組的工況分析。
因此,需要通過(guò)升級(jí)改造以改變現(xiàn)狀,經(jīng)過(guò)與GEA中國(guó)有限公司聯(lián)系,升級(jí)改造該機(jī)組的控制系統(tǒng),以GEA中國(guó)有限公司(原FES公司)最新的產(chǎn)品GForce?控制面板,替換現(xiàn)有的控制系統(tǒng)。
二、新控制系統(tǒng)
最新的GForce?控制面板是專門給FES制冷機(jī)設(shè)計(jì)的新控制系統(tǒng)。該控制器系統(tǒng)是基于微處理器的電子系統(tǒng),設(shè)計(jì)用于自動(dòng)檢測(cè)各類模擬和數(shù)字輸入信號(hào),來(lái)控制和監(jiān)測(cè)工業(yè)壓縮機(jī)。
(一)硬件概述
該系統(tǒng)硬件組成包括觸摸屏、緊急停止開關(guān)、處理器集、線路電壓監(jiān)視器、面板溫度監(jiān)視器、電源、CT/4-20電流轉(zhuǎn)換器各1個(gè),還有通用I/O板、數(shù)字I/O機(jī)架各2個(gè),經(jīng)過(guò)精心搭配和連接集成于防爆柜內(nèi)的背板上。
緊急停止開關(guān)是拍下即刻使機(jī)組停止,旋轉(zhuǎn)則使其釋放的開關(guān)。當(dāng)被激活時(shí)它同時(shí)中斷壓縮機(jī)電機(jī)和油泵電機(jī)起動(dòng)器輸出動(dòng)力,同時(shí)生成一個(gè)停機(jī)信號(hào)。
通用I/O板有16個(gè)模擬輸入通道。工廠配置程序?yàn)槊恳粋€(gè)輸入定義了作用和縮放比例。每個(gè)輸入都具有跳線,使其兼容1 - 5V的、4 - 20mA的、ICTD(集成電路溫度設(shè)備)的信號(hào)。
數(shù)字I/O機(jī)架支持多達(dá)24個(gè)I/O模塊。I/O模塊與一個(gè)完整的LED狀態(tài)指示燈和輸出模塊配備有一個(gè)內(nèi)置的保險(xiǎn)絲。為了區(qū)分電壓和功能模塊使用彩色編碼,交流輸出模塊是黑色的,交流輸入模塊是黃色的,直流輸出是紅色的,直流輸入是白色的。
另外有4個(gè)模擬輸出通道可用,可以用來(lái)控制壓縮機(jī)電機(jī)變頻、變速風(fēng)扇或調(diào)節(jié)控制閥。
(二)軟件概述
該控制系統(tǒng)是可以使用PC(個(gè)人電腦)和提供的端編程器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)編程的,搭配FES監(jiān)控軟件設(shè)置在處理器中,并且可以通過(guò)固定存儲(chǔ)器存儲(chǔ)這些設(shè)置。所有的報(bào)警帶有日期和時(shí)間戳,所有的模擬輸入信號(hào)接有故障檢測(cè)功能。非授權(quán)用戶無(wú)法進(jìn)行重要的參數(shù)配置,程序保存在非易失性存儲(chǔ)器上??梢酝ㄟ^(guò)MPI協(xié)議和控制系統(tǒng)通訊,控制面板特征與功能都可以通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程連接顯示。在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上的所顯示的內(nèi)容與本地顯示完全相同。
其操作面板可使用三種方式中的任意一種來(lái)進(jìn)行操作:圖形方式、表格方式和經(jīng)典方式。系統(tǒng)手冊(cè)和圖紙可在屏幕上使用嵌入式PDF瀏覽器顯示,對(duì)于通用I / O板診斷的服務(wù)操作工具和軟件升級(jí)工具也包括在內(nèi)。為了提高操作靈活性,參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)日志可以保存到一個(gè)可移動(dòng)的USB存儲(chǔ)設(shè)備并可隨時(shí)讀取。程序更新也可以通過(guò)USB端口以同樣的方式進(jìn)行。
三、結(jié)語(yǔ)
此次1#丙烷制冷機(jī)控制系統(tǒng)升級(jí)改造很是成功,新的GForce?控制面板采用全新觸摸屏技術(shù),內(nèi)部核心芯片均采用最新科技成果,小小的主板替代的舊的大主板,接線更方便、線路更清晰,屏幕實(shí)現(xiàn)多界面顯示,可以中英文切換,更可就地查看pdf格式的資料文件和更精細(xì)的歷史數(shù)據(jù)方便維護(hù),增加一鍵緊急停機(jī)開關(guān)符合安全安裝標(biāo)準(zhǔn),無(wú)處不體現(xiàn)著時(shí)代的進(jìn)步、更新的潮流,更為將來(lái)對(duì)2#機(jī)組的改進(jìn)提供了依據(jù)。
參考文獻(xiàn):
[1]劉建斌,李映霞,張國(guó)棟.通信網(wǎng)關(guān)在FES Micro Ⅲ與DeltaV系統(tǒng)通訊中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2009,10
作者簡(jiǎn)介:楊濤(1981-),男,漢族,貴州人,碩士研究生學(xué)歷,機(jī)械電子工程專業(yè),工程師;程鑫(1990-),男,漢族,黑龍江人,大學(xué)本科學(xué)歷,自動(dòng)化專業(yè),助理工程師。