丘东集气站压缩机控制系统升级改造

程鑫(吐哈油田公司鄯善采油厂， 新疆 鄯善 838200)

丘东集气站压缩机控制系统升级改造

程鑫(吐哈油田公司鄯善采油厂， 新疆 鄯善 838200)

本文简要概述了丘东集气站压缩机组控制系统的升级改造。主要从旧控制系统组成、出现的问题、改造方案、新控制系统简介四个方面进行了介绍。

CompactLogix系列PLC；压缩机控制系统；ESM发动机控制模块

丘东集气站1#压缩机组是2007年由江汉三机厂配套生产的，压缩机型号是2RDSB-1，发动机型号为F3524GSI，是美国瓦克夏公司生产的燃气发动机，属四冲程、中速、顶置气门发动机[1]，其压缩机控制系统采用ROCKWEL公司的SLC500系列PLC。近年来该机组控制系统频繁出现硬件故障、程序丢失等问题，严重影响到压缩机组的安全平稳运行，因此需要对该机组控制系统进行升级改造。

1 原控制系统简介

(1)PLC控制系统的组成 旧控制系统采用ROCKWEL公司的SLC500系列PLC，由1个CPU模块(型号1747-L542)、2个数字量输入模块(型号1747-IB16)、1个数字量输出模块(型号1747-OB16)、3个模拟量输入模块(型号1747-NI8)、1个模拟量输出模块(型号1747-NO4I)、1个通信模块(型号MVI46-MCM)，通过串口DH-485与显示屏进行通讯，显示屏为PanelBudiler32触摸屏(型号2711-T10C9)，通信模块通过Modbus通讯卡，使用RS485通讯实现与站内DCS系统的数据远传。

(2)控制系统的功能 该控制系统的主要功能是整合现场采集的压缩机上的各类数字量信号和模拟量信号，接收瓦克夏发动机控制器(ESM)提供的发动机参数信号，通过PLC指令编程实现对机组的实时监控和控制，通过触摸屏和机组就地控制系统(Unit Control System，简称UCS)控制柜上的按钮可实现开机、停机、紧急停机、加减载、压缩机预润滑、空冷器电机测试等功能，并可在触摸屏上查看各类发动机和压缩机的重要参数，查看报警、关停报警的历史信息，维护人员还可通过输入二级账户和密码，因地制宜地设置机组的报警值。

发动机控制器(ESM)是瓦克夏发动机的一个独立控制系统，可向PLC控制系统提供发动机的各类参数信息并接受PLC发出的停开机的指令信号，维护人员需要通过在笔记本上安装的瓦克夏ESM检测软件(Electronic Service Program)配合其通讯电缆(USB转RS232)，在现场将发动机内的详细参数及故障代码显示在笔记本电脑中，用来帮助维护人员监控和分析发动机运行情况。

(3)旧控制系统出现的问题 近年来该控制系统出现了许多问题，严重影响了机组的安全平稳运行，增加的维修维护人员的工作量。①PLC硬件故障，CPU模块多次故障失效，控制系统不起作用，更换CPU模块次数频繁而且供货困难。②PLC程序频繁丢失，因CPU模块有权限保护，每次丢失程序后，必须等厂家工程师到现场进行维护，耽误维修效率，而且维护账户密码已经丢失。③控制屏老化严重，测试页的预润滑测试、空冷器风机测试都已经失效。(4)系统换算的载荷量参数无法显示，与站内DCS系统通讯经常受到新接线路的干扰。

2 升级改造的设计要求

UCS控制柜不改变，柜内接线端子、电源、布线槽、继电器等尽量不更换，新更换的PLC控制器和控制屏结构上应紧凑，体积上应更小，在无需更改原控制系统线路布置的条件下安装，新系统配件市场普及率应更高、性能更先进、可靠性更好。按照生产的实际需要，UCS应具备电源保护和DCS通讯保护功能，同时现场控制屏能够显示发动机控制模块ESM的故障报警及发动机运行参数信息。

3 升级改造后的控制系统简介

(1)新PLC控制系统的组成 新控制系统采用罗克韦尔CompactLogix 系列PLC和Panelview Plus1000 HMI控制屏。CompactLogix 系列PLC是ROCKWEL公司于2012年推出的中型PLC系统，其具有较强的功能力和丰富的通讯接口功能，适合中小规模的控制系统解决方案[2]。整个系统的组成是1个CPU模块(型号1769-L33ERM)、2个数字量输入模块(型号1769-IQ16)、1个数字量输出模块(型号1769-OB16)、4个模拟量输入模块(型号1769-IF8)、1个模拟量输出模块(型号1769-OF4)、1个通信模块(型号MVI69-EMBS)，新的系统使用通讯速度更快的以太网通讯，增加了以太网交换机实现与控制屏的通信。

(2)新控制系统的优势 新的控制系统使用MOX公司的TCC-120I光电隔离型通讯系统，增强了系统与DCS通讯的稳定性及抗干扰性。电源保护和硬件保护做的更好，以减小硬件故障和程序丢失的问题。本次改造之后，发动机ESM内的重要参数信息可实时显示在现场显示屏上，对发动机所产生的各类故障的分析、处理能起到重要作用，同时也方便了巡检及维护人员了解发动机信息。

4 结语

改造后的控制系统在生产中得到应用，设备运行稳定可靠，满足了设计要求，该机组的升级改造成功为其他机组的控制系统升级提供了宝贵的经验。

[1]杨小平,张涛,王建鑫,范卫民.F3524GSI 发动机应用温米油田干气的适应性分析及调试对策[J].中国新技术产品,2009：111-112.

[2]孟洪亮.CompactLogix系列P LC在4S 2500四辊压延机生产线上的应用[J].辽宁化工,2012，41(3):268-269

程鑫(1990- )，男，汉，黑龙江人，大学本科，自动化专业，助理工程师。