基于PLC控制的调速器油泵启停程序优化

杨镇阁，李剑锋，马锦彪

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北 唐山 064300）

1 引言

近年来，随着新能源产业的不断深入推广，抽水蓄能电站凭借其优良的调峰调频能力，开始进入建设发展的快车道。调速器油泵是其压油系统控制设备中的重要部件，可以稳定、安全、可靠地为调速器系统提供操作动力。压油系统一般在特定压力区间内工作，油压过高或过低都会严重影响整个机组运行，因此对油泵的可靠运行提出了更高的要求。

罗海龙[1]对油泵频繁启动问题进行了多角度分析；李雨通等[2]通过结合实际情况调整定值来优化压油系统的控制逻辑，李承龙等[3]对油压装置控制逻辑进行了系统性介绍；本文通过在原有逻辑中增加启动闭锁，增加停泵条件，改变触点形式，提升了调速器油泵的启停可靠性。

2 调速器油泵

调速器油泵能够为调速器系统和其他用油设备提供稳定的压力油源，一般配备两套油泵，互为主备，进行轮换使用。随着压力油的不断使用，压力油罐内的压力逐渐降低，此时需要将油经过油泵升压后从回油箱补充至压力罐内。对于压力油有以下要求：通常有两台有感应电动机驱动的油泵，每台油泵1 min的流量为1~2倍的水轮机接力器总容积，或者每台油泵1 min的流量能使油压在1 min内从最小工作压力升到最大工作压力。因此可以理解为，压力油的品质在运行中主要看流量和压力这两个关键因素，流量具体体现在对油罐内油位的监控，压力具体体现在油罐内油压的监控，通过对油泵的启停控制，能够很快地调节压力油的品质。

某厂压油系统由国外设计，配备两套油泵，因国内外设计理念差异，该厂油泵启动依靠油位进行判断，并按照油压进行辅助判断。油罐通过补气阀向内补气，通过油泵向内补油，保证油罐内的油气比维持在2∶1左右，其压油系统如图1所示。

图1 压油系统图

3 程序设计与优化

3.1 程序设计

油泵的启停主要逻辑预设有：启备泵油位，启主泵油位，停泵油位，并辅以油压控制，具体逻辑参数参见表1。

表1 油泵控制逻辑参数表

启主泵程序为：在自动控制条件下，总动力电源条件满足，达到正常起泵油位1 500 mm时起主泵。启备泵程序为：在自动控制条件下，总动力电源条件满足，达到正常起备泵油位855 mm时起备泵。

停泵程序均使用上升沿触点，当以下任一条件触发时：高油位报警2 200 mm；停泵油位1 800 mm；油压报警5.2 MPa。正转换感应触点接通一次，调用一次停泵流程后复归，不影响后续其他条件触发时调用停泵流程。

其梯形图如图2所示。

图2 原油泵控制逻辑

为方便理解，将本文涉及到的符号注释列入表2。

表2 油泵启停梯形图符号注释表

3.2 存在问题

在程序检查中发现，当油罐内因外界原因上升到一定压力，满足“高油压报警”或“油压高二级报警”时，油泵存在无法停泵的隐患，同时，油泵和备用泵甚至可能存在起泵情况，因此，需要对油泵的控制逻辑进行优化，消除隐患，提高油泵启停可靠性，保证压油系统的安全性。

3.3 程序优化

在“启主泵”及“启备泵”程序中加入“高油压报警”和“油压高二级报警”两个条件闭锁，当“高油压报警”和“油压高二级报警”两个条件都不存在时，主备用油泵方可启动。

在停泵程序中，在原有停泵条件“高油位报警”、“停泵油位”、“油压报警”中并入“油压高二级报警”条件，将原来的常闭触点改变为负转换感应触点，当油压继续上升至5.4 MPa，PLC将再次发一下停泵指令，提高停泵的可靠性。当停泵的任一条件触发时，正/负转换感应触点接通一次，调用一次停泵流程后复归，不影响后续其他条件触发时调用停泵流程。需要指出的是，使用负转换感应触点的原因是原触点是闭接点，反之，开接点则应对应使用正转换感应触点。

新PLC程序如图3所示。

图3 油泵启停程序优化梯形图

4 检查试验

为了对新设计的油泵启停控制程序进行检验，需要对其进行传动试验。选取某日检修期间，机组处于检修态，做好相关安全措施后，进行试验，需要指出的是，由于主备泵的启动控制逻辑是在自动方式下进行，且逻辑判断条件较多，因此需要部分模拟真实状态，排油阀和排气阀需要现地专人看守，并注意油位和油压的状态。

（1）现地操作，通过进气阀向油罐内加压，使压力先后达到“高油压报警”和“油压高二级报警”，满足“正常起泵油位”，观察主泵启动情况；

（2）现地操作，使压力先后达到“高油压报警”和“油压高二级报警”，满足“低油位报警”，观察备泵启动情况；

（3）现地操作，依次满足“高油位报警”、“停泵油位”、“油压报警”、“油压高二级报警”条件，查看油泵的停泵情况。

试验表明，优化后的油泵启停控制逻辑，实现了油压过高时闭锁起泵，并且能够在压力持续升高的情况下，先后发出停泵指令，满足升级改造目的。

5 结语

本文通过对PLC控制逻辑进行优化，达到了油泵启停兼顾油位和油压的目的，实现了压油系统油泵启停程序的可靠性提升，在没有对现有压油装置进行改造的情况下，充分利用了现有条件，大大节省了改造成本，对于压油系统的可靠性提升做出了一种尝试，特别是对于通过油位判断油泵启停的压油系统优化具有一定的参考价值。