1    概述

    在石油加工工業(yè)中，大型旋轉機組是裝置設備的重要組成部分，如催化裂化裝置的主風(fēng)機、氣壓機組、煙氣輪機及汽輪機組等。這些機組功率大，運行條件苛刻，控制系統復雜，是化工生產(chǎn)中的關(guān)鍵設備。因此，對這些設備在突發(fā)事故中的保護是至關(guān)重要的?，F在各大石油化工企業(yè)普遍采用的是專(zhuān)用ESD緊急停車(chē)系統，系統結構復雜，成本高（上百萬(wàn)元）。針對上述情況，沈陽(yáng)石蠟化工有限公司80×10⁴ t/a 重油催化裂化氣壓機組的聯(lián)鎖-自保系統采用了PLC 進(jìn)行系統構建，其在隨后的生產(chǎn)過(guò)程中表現穩定，動(dòng)作可靠，多次在事故狀態(tài)下對機組及生產(chǎn)裝置實(shí)行了自我保護，杜絕了惡性事故的擴大和蔓延，取得了顯著(zhù)的效果。

2     工藝設備及主要聯(lián)鎖參數

    在催化裂化裝置中，從沉降器出來(lái)的油氣經(jīng)分餾塔分餾后得到粗汽油、柴油和富氣，富氣從分餾塔頂出來(lái)經(jīng)氣壓機壓縮后送到穩定塔，與粗汽油在穩定塔內充分互溶，得到穩定汽油。在這部分流程中，氣壓機是最關(guān)鍵的設備，它的運行是否平穩直接影響著(zhù)整個(gè)流程。如果氣壓機受到損壞，會(huì )對單位的經(jīng)濟效益產(chǎn)生極大的影響。因此，對氣壓機組的保護是至關(guān)重要的。該廠(chǎng)80×10⁴ t/a重油催化裂化氣壓機組采用的是電機-氣壓機-汽輪機三機組，在裝置開(kāi)工時(shí)采用汽輪機啟動(dòng)機組，達到額定轉速（6000轉）后開(kāi)啟電動(dòng)機，采用雙動(dòng)力三機組的形式，主要是為了增加機組運行的可靠性。機組的主要聯(lián)鎖參數包括氣壓機軸位移超標停車(chē)、汽輪機軸位移超標停車(chē)、潤滑油壓力低停車(chē)、密封油壓力低停車(chē)、汽輪機入口蒸汽流量低停車(chē)、汽輪機背壓低停車(chē)、機組轉速超標停車(chē)、手動(dòng)緊急停車(chē)、供電跳閘停車(chē)等，這些量都是開(kāi)關(guān)量輸入，其中任意一項或多項出現，都要求PLC能迅速切斷汽輪機入口蒸汽速關(guān)閥和電機電源，同時(shí)關(guān)閉氣壓機入口閥，打開(kāi)放火炬閥，以保證氣壓機及裝置的安全。

3    方案的確定

    自保-聯(lián)鎖系統是指將影響裝置安全和設備安全的重要參數，如溫度、壓力、流量、溫度等引入ESD（緊急停車(chē)系統）系統，由ESD監測，并以顯著(zhù)的聲光形式進(jìn)行報警，達到聯(lián)鎖條件時(shí)自動(dòng)實(shí)行聯(lián)鎖保護，保障設備和裝置的安全，并打印出故障原因及時(shí)間，以利于事故分析。隨著(zhù)微電子技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品在功能和性能指標上都得到了極大地豐富和完善，并以質(zhì)優(yōu)價(jià)廉受到用戶(hù)的歡迎。因此，從滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)需求出發(fā)，考慮到安全性、可靠性、經(jīng)濟性、可擴展性等因素，采用了OMRON公司生產(chǎn)的CPM2AH -60CDR-A型PLC，并選用了OMRON公司的CX-Programmer軟件。

4    系統構成

4.1   硬件構成（如圖1所示）

圖1 硬件構成圖

    其中CPM2AH自帶I/O接口，可以接36點(diǎn)輸入，24點(diǎn)輸出，輸出形式是繼電器，并且通過(guò)RS232C串口與PC機1通訊。PC機1位于氣壓機控制室內，使用的是Windows2000操作系統，通過(guò)CX-Programmer軟件與PLC通訊，實(shí)現組態(tài)、監控及事故記錄功能。由于我廠(chǎng)采用分散控制、集中管理，因此要求在主控室也可以直接看到氣壓機的自保聯(lián)鎖狀態(tài)。因此，利用微軟的Windows2000的終端服務(wù)功能，在主控室設置了PC機2，將氣壓機控制室內的PC機1作為終端服務(wù)端，主控室內的PC機2作為終端客戶(hù)端，兩臺PC機因為距離較遠，采取光纖以太網(wǎng)連接，在主控室內的PC機2上，可通過(guò)終端服務(wù)功能運行位于氣壓機控制室內PC機1上的CX-Programmer軟件，對PLC進(jìn)行監控及各種操作。輸入、輸出定義見(jiàn)下表：

表1  輸入、輸出定義

    其中，潤滑油壓力及密封油壓力低停車(chē)采取三取二邏輯，汽輪機入口蒸汽流量及汽輪機背壓采取二取二邏輯，以減少由于現場(chǎng)儀表失靈造成的自保誤動(dòng)情況。為滿(mǎn)足不同的工況需要，特別設置了手動(dòng)緊急停車(chē)按鈕，放在操作臺的隱蔽位置，供工藝人員使用。每一項自保條件動(dòng)作，PC機都會(huì )按時(shí)間順序記錄下來(lái)，供事后分析。PLC系統的軟件設計是依據上述邏輯關(guān)系，以梯形圖方式編寫(xiě)后寫(xiě)入PLC中。在PC機中，可實(shí)現在線(xiàn)組態(tài)、監控，對輸入、輸出點(diǎn)可以強制狀態(tài)，以滿(mǎn)足調試、維護需要。

5   結語(yǔ)

    本系統投入生產(chǎn)后，運行良好，可靠性高，而且程序簡(jiǎn)潔，維護方便，保證了裝置的長(cháng)周期運行，為工廠(chǎng)取得了可觀(guān)的經(jīng)濟效益，將在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中，逐步考慮采用雙PLC或三PLC冗余的方案，以達到更高的可靠性。