风机控制方案隐患分析及改造

叶华蓉(中韩（武汉）石油化工有限公司，湖北武汉430000)

摘要：针对工厂内广泛使用的PLC 系统与继电器组合控制方案存在的隐患进行分析、提出解决措施并进行改造[1]，给安全生产消除了隐患、避免了重大损失。

关键词：风机；控制方案；隐患分析；改造

一、简介

某公司聚烯烃4 套装置风送系统采用压缩氮气输送粉料和粒料，输送的压缩氮气由压缩机提供，粉料和粒料系统全部使用AERZENER 的无油螺杆压缩机，共计16 台，压缩机为高压电机，每台压缩机都有配套的低压油雾分离器。设备整体供货及控制系统集成为国内一企业自行设计、安装，控制采用SIEMENS 公司S7-400 系统与继电器组合的控制方式。在实际生产运行中，聚丙烯装置一台粒料风机出现操作员在控制室操作停机但压缩机未停而PLC 操作画面显示压缩机停机的现象，最终导致机组烧毁，造成了较大的经济损失。综合现场各种因素分析，该设备的控制方案存在重大安全隐患，必须加以改造。

二、控制方案的隐患分析

整套输送系统使用西门子的PLC 控制系统[2]，而每台压缩机则单独由继电器搭建的控制盘进行控制，所有和机组控制有关的来自PLC 和MCC 的启动/停止命令以及状态指示信号都经过现场控制盘送到MCC 和PLC 系统。在就地控制模式时，工艺人员可以在现场进行启动、停止操作。图一为原始继电器搭建控制原理图：

图一：原始继电器搭建控制原理图

存在的问题和隐患：

1.高压电机主电机的启动、停止命令由PLC 系统发送正脉冲信号到现场控制盘，然后由控制盘送至MCC 高压柜，低压电机油雾分离器的启动命令由PLC 系统发送正脉冲信号，停止命令为负脉冲信号。其中主电机的启动命令在控制盘内由201、203号端子输出，PLC 发出的停车信号与现场停车信号（按钮开关）、紧急停车信号（现场带防护的拍停开关）三路汇总在控制盘内由205、209 号端子输出。本次事故发生后，操作人员按“现场停车按钮”和“紧急停车按钮”都无法将设备的电源断开，经检查为中间接线端子205、209 松动，送出的停机信号无法到达MCC 高压柜，导致系统无法切断电源停止设备，唯一的方法就是在MCC 系统内将压缩机的电源断开，给操作带来风险和不便。

2.送到PLC 系统的压缩机启动、停止状态信号取自控制盘

内的中间继电器。当中间继电器收到动作命令信号后，将信号反送给PLC 系统，用来在PLC 操作员界面上指示电机运行的状态。此信号反应的是现场控制盘内的继电器状态，逻辑上和电机的状态应该是一致的，但在故障状态下，并不真实反应电机的实际工作状态。比如控制柜与MCC 之间的回路节点出现问题，就会出现控制室内压缩机的操作状态和现场压缩机的动作状态不一致的情况，导致压缩机空转，因非正常操作导致出口压力升高过载运行，使双转子啮合，壳体因高温损坏，每台设备直接经济损失高达170 多万元。

3.此例PLC 系统和现场控制盘组合控制方式中的多数逻辑控制功能依靠继电器实现，未能充分利用PLC 系统SOE 的功能，在故障分析、诊断方面存在缺陷。

三、改造方案及实施

为了消除原始控制方案存在的隐患，也为了满足石化行业控制系统的控制要求，使控制系统能够真正做到安全可靠、保证生产的顺利进行，因此，从以下几个方面进行改造。

1. 改造方案

本次改造既要保证继电器控制系统的完好，又要保证所有信号的安全性和可靠性，因此，不取消原有系统之间的往来信号，仅通过增加PLC 与MCC 之间的信号以满足控制的实际需求。

（1）将PLC 发出的停车信号一分为二。由于到控制盘的停车信号需要参与其他逻辑，保留原有停车信号、增加两对电缆将高压电机和低压油雾分离器的停车信号从PLC 直接送往MCC，以确保MCC 的停车信号真实可靠，保证现场设备与实际操作一致。