淺析5000T水泥磨生產(chǎn)線潤滑油站電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化
2021-01-30譚雙連
華潤水泥（惠州）有限公司
5000T/D水泥磨生產(chǎn)線一般都由輥壓機、型選粉機、Φ4.2m×13m磨機等主要設(shè)備構(gòu)成研磨系統(tǒng)，而這些主機設(shè)備都離不開潤滑油系統(tǒng)，每臺設(shè)備的潤滑系統(tǒng)對整個水泥生產(chǎn)系統(tǒng)能否正常運行和設(shè)備保護起著關(guān)鍵性作用，現(xiàn)場油站電氣控制在整個潤滑系統(tǒng)起著決定性作用。
在生產(chǎn)中，經(jīng)常因潤滑油系統(tǒng)故障引起磨機系統(tǒng)跳停，甚至引發(fā)重大設(shè)備事故，一旦發(fā)生設(shè)備事故時，要恢復(fù)生產(chǎn)搶修設(shè)備需要大量人力、物力和資金并且工期長、嚴重影響水泥生產(chǎn)線運行和經(jīng)濟效益。通過對潤滑油控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，能有效降低管磨系統(tǒng)停機率和減少重大設(shè)備事故發(fā)生的概率，有力保證設(shè)備、生產(chǎn)正常安全運行，減小公司經(jīng)濟損失和降低維修人員的勞動強度。
1 優(yōu)化前潤滑油站控制系統(tǒng)概述
潤滑油站電氣控制系統(tǒng)是由獨立的PLC控制系統(tǒng)組成的，輸入開關(guān)量信號有溫度、油位、流量、油壓、壓差信號，輸出開關(guān)量信號主要控制高壓泵、低壓泵和油系統(tǒng)正常信號等。
輸入開關(guān)量信號：溫度信號包括油箱溫度和供油進出溫度滿足設(shè)定值，油箱油位信號，流量開關(guān)信號，出口壓力信號，過濾器差壓開關(guān)信號。
輸出開關(guān)量信號：高壓泵啟停，啟動條件是在開磨機前和停磨機后運行并提供大于6Mpa壓力供頂磨使用；低壓泵啟停，啟動條件是一開一備，長期運行，提供0.2-0.4Mpa潤滑油供滑履潤滑使用。油系統(tǒng)正常信號，該信號為系統(tǒng)綜合信號，需要輸入信號滿足要求，且無油溫、流量、壓力、壓差報警信號輸出，經(jīng)過PLC邏輯運算處理后，輸出油系統(tǒng)正常信號，允許遠程啟動主機設(shè)備系統(tǒng)。
2 優(yōu)化前控制系統(tǒng)存在的隱患
2.1 優(yōu)化前控制系統(tǒng)未考慮到現(xiàn)場油站PLC和上位DCS系統(tǒng)故障或死機時帶來的設(shè)備安全隱患，對設(shè)備不能起到保護作用，存在設(shè)備因保護失效而引發(fā)的重大設(shè)備事故。
2015年某日我司水泥磨油站控制系統(tǒng)因PLC故障異常，造成水泥磨系統(tǒng)低壓潤滑油站及減速機油站停機，管磨主電機未聯(lián)鎖跳停。分析影響磨機停機情況如下：低壓泵運行且壓力不低于0.2Mpa，如果低于該值，自動啟動備用泵，如壓力仍低于0.2Mpa，延時10秒后發(fā)出磨機停機命令；如單臺油泵運行顯示供油流量低，自動啟動備用泵，流量開關(guān)仍流量低，延時10秒后發(fā)出磨機停機命令；油箱油位低延時2秒發(fā)磨機停機命令；兩臺低壓泵未運行同時收到磨機運行信號后，發(fā)磨機停機命令。因低壓設(shè)備啟停均是高低電平信號，高壓設(shè)備為脈沖觸發(fā)信號。當(dāng)水泥磨PLC出現(xiàn)故障后，CPU輸出封鎖，無磨機運行信號輸出至油站控制器，油站收到停機命令，油泵停止運行，此時油站不發(fā)主機停機命令，KA6中繼不動作，造成油站有效控制信號丟失，油站低壓油泵停機運行，磨機仍無法正常接到PLC發(fā)出的停機信號而停機，最后因磨機滑履瓦嚴重缺油引起溫度高導(dǎo)致將磨機瓦燒壞。
2.2 優(yōu)化前控制系統(tǒng)未考慮到在生產(chǎn)設(shè)備正常運行時，想要切換到另一種控制方式時，存在切換時瞬時流量低保護動作，從而引起不必要的主機設(shè)備停機。
3 控制系統(tǒng)優(yōu)化方法
修改油站控制程序：當(dāng)兩臺低壓油泵停機時，始終保持停機信號發(fā)出，即KA6信號保持輸出，考慮當(dāng)磨機運行時，其中一臺低壓泵過載切換至備用泵運行過程中，接觸器動作切換存在延時誤動作，故增加定時器T40并設(shè)定延時2秒后，可防止切換備用泵過程中，控制器輸出主機停機信號。
硬聯(lián)鎖修改。原主傳分閘信號硬聯(lián)鎖來自油站，主機停機連鎖K A6(以磨頭滑履油站為例)的常開接點185和186。修改方法：將低壓泵KM1和KM2各增加一對輔助常閉接點，將輔助接點串聯(lián)，控制時間繼電器，調(diào)整時間為2秒，將時間繼電器的常開接點193和194，當(dāng)兩臺低壓泵均停機時，無論是否磨主機是否運行，K A7中繼動作，常開接點195和196閉合，合閘中繼4K動作，主機停車。
在生產(chǎn)中，經(jīng)常因潤滑油系統(tǒng)故障引起磨機系統(tǒng)跳停，甚至引發(fā)重大設(shè)備事故，一旦發(fā)生設(shè)備事故時，要恢復(fù)生產(chǎn)搶修設(shè)備需要大量人力、物力和資金并且工期長、嚴重影響水泥生產(chǎn)線運行和經(jīng)濟效益。通過對潤滑油控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，能有效降低管磨系統(tǒng)停機率和減少重大設(shè)備事故發(fā)生的概率，有力保證設(shè)備、生產(chǎn)正常安全運行，減小公司經(jīng)濟損失和降低維修人員的勞動強度。
1 優(yōu)化前潤滑油站控制系統(tǒng)概述
潤滑油站電氣控制系統(tǒng)是由獨立的PLC控制系統(tǒng)組成的，輸入開關(guān)量信號有溫度、油位、流量、油壓、壓差信號，輸出開關(guān)量信號主要控制高壓泵、低壓泵和油系統(tǒng)正常信號等。
輸入開關(guān)量信號：溫度信號包括油箱溫度和供油進出溫度滿足設(shè)定值，油箱油位信號，流量開關(guān)信號，出口壓力信號，過濾器差壓開關(guān)信號。
輸出開關(guān)量信號：高壓泵啟停，啟動條件是在開磨機前和停磨機后運行并提供大于6Mpa壓力供頂磨使用；低壓泵啟停，啟動條件是一開一備，長期運行，提供0.2-0.4Mpa潤滑油供滑履潤滑使用。油系統(tǒng)正常信號，該信號為系統(tǒng)綜合信號，需要輸入信號滿足要求，且無油溫、流量、壓力、壓差報警信號輸出，經(jīng)過PLC邏輯運算處理后，輸出油系統(tǒng)正常信號，允許遠程啟動主機設(shè)備系統(tǒng)。
2 優(yōu)化前控制系統(tǒng)存在的隱患
2.1 優(yōu)化前控制系統(tǒng)未考慮到現(xiàn)場油站PLC和上位DCS系統(tǒng)故障或死機時帶來的設(shè)備安全隱患，對設(shè)備不能起到保護作用，存在設(shè)備因保護失效而引發(fā)的重大設(shè)備事故。
2015年某日我司水泥磨油站控制系統(tǒng)因PLC故障異常，造成水泥磨系統(tǒng)低壓潤滑油站及減速機油站停機，管磨主電機未聯(lián)鎖跳停。分析影響磨機停機情況如下：低壓泵運行且壓力不低于0.2Mpa，如果低于該值，自動啟動備用泵，如壓力仍低于0.2Mpa，延時10秒后發(fā)出磨機停機命令；如單臺油泵運行顯示供油流量低，自動啟動備用泵，流量開關(guān)仍流量低，延時10秒后發(fā)出磨機停機命令；油箱油位低延時2秒發(fā)磨機停機命令；兩臺低壓泵未運行同時收到磨機運行信號后，發(fā)磨機停機命令。因低壓設(shè)備啟停均是高低電平信號，高壓設(shè)備為脈沖觸發(fā)信號。當(dāng)水泥磨PLC出現(xiàn)故障后，CPU輸出封鎖，無磨機運行信號輸出至油站控制器，油站收到停機命令，油泵停止運行，此時油站不發(fā)主機停機命令，KA6中繼不動作，造成油站有效控制信號丟失，油站低壓油泵停機運行，磨機仍無法正常接到PLC發(fā)出的停機信號而停機，最后因磨機滑履瓦嚴重缺油引起溫度高導(dǎo)致將磨機瓦燒壞。
2.2 優(yōu)化前控制系統(tǒng)未考慮到在生產(chǎn)設(shè)備正常運行時，想要切換到另一種控制方式時，存在切換時瞬時流量低保護動作，從而引起不必要的主機設(shè)備停機。
3 控制系統(tǒng)優(yōu)化方法
修改油站控制程序：當(dāng)兩臺低壓油泵停機時，始終保持停機信號發(fā)出，即KA6信號保持輸出，考慮當(dāng)磨機運行時，其中一臺低壓泵過載切換至備用泵運行過程中，接觸器動作切換存在延時誤動作，故增加定時器T40并設(shè)定延時2秒后，可防止切換備用泵過程中，控制器輸出主機停機信號。
硬聯(lián)鎖修改。原主傳分閘信號硬聯(lián)鎖來自油站，主機停機連鎖K A6(以磨頭滑履油站為例)的常開接點185和186。修改方法：將低壓泵KM1和KM2各增加一對輔助常閉接點，將輔助接點串聯(lián)，控制時間繼電器，調(diào)整時間為2秒，將時間繼電器的常開接點193和194，當(dāng)兩臺低壓泵均停機時，無論是否磨主機是否運行，K A7中繼動作，常開接點195和196閉合，合閘中繼4K動作，主機停車。
增加部分電氣原理圖
4 結(jié)束語
通過對潤滑油電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化改進后，極大改善了系統(tǒng)存在的問題，確保主機設(shè)備在PLC出現(xiàn)斷電或死機等故障現(xiàn)象時仍能正常保護停機，避免引發(fā)重大設(shè)備事故，減少了設(shè)備異常停機次數(shù)，保證了系統(tǒng)安全連續(xù)有效的運行。
通過對潤滑油電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化改進后，極大改善了系統(tǒng)存在的問題，確保主機設(shè)備在PLC出現(xiàn)斷電或死機等故障現(xiàn)象時仍能正常保護停機，避免引發(fā)重大設(shè)備事故，減少了設(shè)備異常停機次數(shù)，保證了系統(tǒng)安全連續(xù)有效的運行。
來源：《數(shù)字化用戶》2018