天然气平台消防泵控制系统改造.pdf

第 4 1 卷第 5 期 2 O 1 2年 9月 石油化工设备 P ETR0一 CHEMI CAL EQUI P M E NT Vo 1 ． 4 1 No ． 5 Se pt ． 201 2 文 章 编 号 1 0 0 0 7 4 6 6 2 0 1 2 0 5 0 0 9 5 0 3 天然气平台消防泵控制系统改造 谢斌 ， 兰明光 中海石油中国有限公 司 湛 江分公 司 崖城作业公 司，广东 深圳 5 1 8 0 6 7 摘 要 针 对 中海 油崖 城 1 3 1天 然气平 台 3台气动 控 制 消 防泵 因气动 控 制元 件 易 受堵 塞和 腐蚀 经 常不 能正常 启动 的 问题 ， 将 气动控制 改造 为 可编程逻 辑控 制 器控 制 ， 提 高 了消 防泵的利 用率 。 关 键词 消防泵； 控制； 气动；可编程逻辑控制器 中图分 类号 TQ O 5 1 ． 2 1 文献标 志码 B d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 0 7 4 6 6 ． 2 0 1 2 ． 0 5 ． 0 2 4 Fi r e wa t e r Pu m p Co n t r o l S y s t e m M o d i f i c a t i o n Of f s h o r e XI E Bi n，LAN M i ng - g u a n g Chi na Li mi t e d Ya c he n g Ope r a t i on Co mpa ny，CNOOC，S he n z h e n 51 8 06 7，Ch i n a Ab s t r a c t Th e t h r e e f i r e wa t e r p u mp s o n Y1 3 - 1 p l a t f o r m f r e q u e n t l y h a d f a i l e d t o s t a r t p r o b l e m c a u s e d b y ma l f u n c t i o n o f p n e u ma t i c d e v i c e s d u e t o s e v e r e e n v i r o n me n t o f f s h o r e ．Th e p r o b l e m wa s s o l v e d b y c h a ng i ng t h e p ne u ma t i c c on t r o l t o PLC c on t r o1 ．Thi s mod i f i c a t i o n i s h e l p f ul t o t he s i m i l a r p r o b l e m s ． Ke y wo r d s f i r e wa t e r p u mp；c o n t r o l ；p n e u ma t i c ；p r o g r a mma b l e l o g i c c o n t r o l l e r 中海油崖城 1 3 1 天然气气平台有 3台消防泵 ， 各 自由一个本地操作盘来控制 ， 操作盘能够对消防 泵进行启动、 关停 、 指示和报警。操作盘上所有元件 都是气动元件， 由仪表风提供气源 。但是 由于海上 自然环境恶劣， 气动元件容易受到腐蚀 ， 仪表风经常 受堵 ， 导致操作盘不能很好地实现预定功能， 影响消 防泵的正常启动 。 为了解决这一问题 ， 参考文献 [ 1 ， 2 ] ， 将操作盘 中气动控制改为可编程逻辑控制器 P L C 控制 ， 文 中介 绍相关 情况 。 1 消防泵及其气 动控制 3台消 防泵型号 是 F L OWAY一 1 6 MKM ， 消 防泵 气动控制装置由仪表风作为动力源， 所用元件都是 气动的， 没有电信号和电动元件。该装置具有远程 启动 、 本地启动和停泵功能， 能做到声光报警， 有运 行、 故 障、 启动失败等状态指示， 有引擎超速 、 水 高 温、 油压过低、 仪表气压过低等保护功能_ 3 ] 。由于仪 表风中带有的杂质或常年腐蚀易把气动元件堵死 ， 特别是流量控制和节流元件受堵更频 繁。为此 ， 决 定把气动控制改造为 P L C控制 ， 以确保消防泵正常 工作 。 2 P L C控制改造 2 ． 1 P L C控 制 改造消防泵 的气动控制装置 ， 就是用电子元件 代替原气动元件 、 流量控制及节流元件 ， 并用 P L C 来控制， 保持原气动控制的所有启停、 保护以及报警 功能 。 P L C控制 原理 示意 图见 图 1 [ 4 ] 。 遵循故障安全要求 ， P L C送出正常启动信号或 P L C断电 时 ， 消 防 泵启 动 ， 这 时 电磁 阀 3失 电 ， 仪 表 气导通 ， 使压力控制阀 1 导通， 从而使启动器上压力 控制阀 7打开 ， 空气进入和柴油混合燃烧 ， 启动消防 泵。启动成功后 ， 主空气回路上压力控制阀 2打开 ， 启动器上压力控制阀 7关闭， 启动器脱开， 消防泵依 收稿 日期 2 0 1 2 0 3 2 9 作者简介 谢斌 1 9 6 7 一 ， 男 ， 湖南涟源人 ， 工程师 ， 学士 ， 长期从事仪表和 自控系统工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油化工设备 2 0 1 2年第 4 1 卷 仪表风 ’ 电磁阀1『 l 磁阀 2 得电肩动引擎 I 压力控制阀4 压力控制阀2 空气主人 口 一 柴油泵 得电启 动引擎 启动空气人口 图 1 P L C控制原理示意图 靠主回路上的空气和柴油燃烧 的动力正常运转 。关 停信号触发时， 电磁阀 2通 电， 仪表风导入 ， 切断柴 油注 入泵 ， 阻止 柴 油进 入 ， 消 防泵 失 去动 力 ， 正 常停 机 。如果面板紧急关停信号或超速信号触发 ， 电磁阀 1 通电， 通过压力控制阀 4把空气进入主回路上 的控 制阀 2 关闭， 切断主空气源， 达到快速停泵的目的。 2 ． 2 P L C 配 置 由于信号输入／ 输出 I ／ O 点不是很多 ， 且均为 数 字 量 ， 所 以 P L C 选 AL L E N- B RA DL E Y 公 司 的 MI C R OL O GI X 1 0 0 0 1 7 6 1 - L 3 2 B WB小 型 P L C 模 块 ， 该模块 I ／ O点和处理器合为一体 ， 体积小 ， 安装 方便 ， 质 量 可靠 ， 满 足 使 用 要 求。采 用 UP S 的 2 4 VD C电源供 电。 I ／ O点见表 1 ， 输入点 布置见 图 2 5 , 6 3 ， 输 出点 布置见图 3 [ 5 ] 。超速保护模块选用 AMO T C O N- T ROL S公司的产品 ， 型号为 8 2 1 0 J ， 也使用 2 4 V D C UP S电源 。超速模块信号配置见图 4 C 。 表 1 所有信号输入／ 输 出 I ／ o点 输人点 描述 输 出点 描述 I ／ 0 自动 o／ 0 紧急关停指示 I ／ 1 手动 0／ 1 远程启动指示 i ／ 2 远程启动信号 1 0／ 2系统故 障 I ／ 3 远程启动信号 2 o／ 3启动故 障 V4 引擎柴油高压 o1 4引擎失败 U5 引擎柴油低压 0／ 5 引擎超速报警指示灯 I ／ 6 水温高 0／ 6 水温高报警指示灯 I ／ 7 复位 0／ 7 引擎柴油低压报警指示灯 1 ／ 8 测试 0／ 8 柴油泵启 动电磁阀 I ／ 9 消音 0／ 9启动电磁 阀 I ／ 1 0 紧急关停 0／ 1 o 消音电磁 阀 1 ／ 1 1 超速信号来 自超速模块 压力控 制阀1 压力控制阀3 压力控制阀7 电磁阀4 报警喇叭 柴油压力 从 图 4可 以看 出 ， 超 速模 块 配 有 能 够测 量 消 防 泵 引 擎 速 度 的 磁 头 ， 一 旦 速 度 超 过 设 定 的 2 0 0 0 r ／ rai n ， 电磁 阀 1自动通 电， 切断压力控 制阀 2 ， 图 2输 入 点 布 置 不 意 图 实现快速停泵 。该模块也能接受控制面板上的紧急 关停信号， 再通过同样的方式快速停泵。 2 ． 3 逻辑功能 改造后天然气平台上的消防泵可从本地控制盘手 动启动， 也可由火警系统或设备保护系统远程启动。 把 控制 盘上 的手 动一 停 泵一 自动 开关 置 于 手 动位 置， 消防泵会启动 ； 把开关置于 自动位置时， 如远程 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5 期 谢斌 ， 等 天然气平台消防泵控制系统改造 3 结语 远程启动指示灯 系统故障信 号输出到设备保护系统 启动故障信号输出到设备保护系统 启动失败指示灯 引擎超速报警 指示 灯 水温高报警指 示灯 引擎柴油低压报警指示灯 柴油泵启动电磁阀2 消防蒙启动电磁阀3 消音电磁阀4 图 3 输 出点布置示意图 信号 触发 ， 消 防泵 也会 启 动 ； 开 关 在停 泵 位 置 时 ， 消 防泵 不运 转 。 不论是手动或 自动状态， 只要消防泵启动， 它都 有 3次启动机会 ， 每次启动时间不超过 3 0 S ， 3次启 动都不成功， 消防泵会启动失败告警 ， 并不再启 动， 直 到人工 复位 。 如果消防泵在本地手动启动， 有引擎超速、 高水 温、 低油压和本地控制盘上的紧急关 断 4个信号可 以停 泵 。 如果消防泵是远程启动 ， 有引擎超速和本地控 制盘上的紧急关断 2个信号可以停泵 。这主要是考 虑在远程 自动启动时肯定是有危险情况发生 ， 如出 现火警信号。 此外， 程序 同时将报警和消防泵状态等信号传 递 到设 备保护 系统 ， 操 作 员 在 中控 室 就 能完 全 监 测 和控制消防泵 。 ⋯O⋯m 1 r _- -- s S n O T L F E N N n O T I n D N N． C． _。 o RP M S r S CRE W S W r r C H 卜 手 S W I T C H S O U E N 0 ID N ．0 ． 咽 引 S OL E NOI D N． O． MAGNE TI C P I C KUP l 超速模块 M A G N E T I C P I C K U P NE GAT I VE o 2 4 V D C Ⅷ s I GNAL l 2VDC L I G HT 一一 F R0M I GNl r I ON 图 4 超速模块信号配置 消防泵 气动控 制改 为 P L C控 制后 ， 至今 没 有 出 现因控制系统故障而引起消防泵故障的现象， 说 明 该控制 系统 改造 消 除了 消 防泵不 能 正常 工作 的 隐患 。 参考文献 [ 1 ] 赵旭 ， 郑 大智． 石蜡 连续 成型 机应力 监控 系 统改 造 [ J ] ． 石油化工设备 ， 2 0 1 0 ， 3 9 5 1 0 3 1 0 5 ． ZHAO Xu， ZHENG Da z h i ． Up g r a d i n g o f St r e s s M o n i t o r i n g S y s t e m o f Au t o ma t i c W a x M o l d i n g M a c h i n e [ J ] ． P E T R O C HE MI C AL E Q UI P ME N T， 2 0 1 0 ， 3 9 5 1 0 3 - 1 0 5 ． [ 2 ] 王 明礼 ， 李 兴华 ， 张 淼 ， 等． 应用 P L C控制器解决 螺 杆制冷压缩机 的负荷 控制 [ J ] ． 石 油化 工设备 ，2 0 0 8 ， 阀1 3 7 增刊 1 ； 4 6 4 7 ． W ANG M i n g - l i ， LI Xi n g - h u a ， ZHANG M i a o， e t a 1 ． Ap p l i c a t i o n o f PL C Co n t r o l l o r i n Lo a d Co n t r o l l i n g o f S c r e w R e f r i g e r a t i o n[ J ] ． P E T RO - C HE MI C AL E QUI PME NT， 2 0 0 8， 3 7 S u p p l e me n t 1 4 6 4 7 ． t- 3 ] AR C O C HI NA C o mp a n y ． P u r c h a s e Or d e r NO．B R 一 1 2 7 0 一 P 0 0 0 1 1 ， O p e r a t i o n s e c t i o n [ Z ] ． [ 4 ] AR C O C HI NA C o mp a n y ．F a c i l i t y C h a n g e R e q u e s t D o c u me n t A P D - 3 7 0 ， Dr a wi n g No ．T2 8 8 7 0 7[ Z ] ． [ 5 ] ／ k R ．C O C HI N A C o mp a n y ． F a c i l i t y C h a n g e R e q u e s t D o c u me n t AP D - 3 7 0 ， D r a w i n g N o ．T 2 8 8 7 0 8[ z ] ． [ 6 ] Al l e n B r a d l e y 1 7 6 1 一 L 3 2 A AA Mi c r o L o g i x P r o g r a mma b l e C o n t r o l l e r Ma n u a l [ Z ] ． r 7 ] AM 0T Co n t r o l s Co r p o r a t i o n ．S P EEDTRAP 1 0 4 2 X ma n u a l [ Z ] ． 杜 编 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m