安化“8•13”造气工段PLC自控系统的改造

安阳化学工业集团有限责任公司原料气分厂“8·13”造气工段9#～12#煤气炉采用美国AB公司的SLC500系列PLC实现煤气炉的微机自动控制，4台煤气炉用5台PLC来实施控制，其中5#PLC作为4台煤气炉公用部分的控制，另外1#～4#PLC与9#～12#煤气炉实行一一对应的控制方式，每台炉子之间的操作相互独立，互不影响。该控制系统自1999年投运以来，运行良好，操作方便。2005年，公司为了提高燃煤利用率，经多方考察、研究后，决定新上1套吹风气回收装置，相应地在控制部分增加了1台三菱PLC，作为吹风气回收装置阀门的开关及联锁控制，由AB的PLC输出回收信号，烟囱阀开关指令及停车信号，通过继电器送往三菱PLC，三菱PLC将接收的3个信号经过逻辑运算后，输出信号连接到继电器以分别实现控制烟囱阀、回收阀和配风阀的开或关，包括实现回收阀与烟囱阀的联锁关系。由于现场环境等各方面因素，在三菱PLC投运半年之后，开始频繁出现无信号输出及联锁失效等故障，如在回收状态时的吹风阶段，因PLC故障回收阀无信号输出，烟囱阀和回收阀均处于关闭状态，致使吹风气进入气柜，不仅没有提高燃煤利用率，还严重影响了煤气质量。

为解决上述问题，仪表车间提议取消三菱PLC，其实现的功能改由AB的PLC来实现。为实现这一转换，首先应在AB的1#～4# PLC控制站中分别加装吹风气回收后阀门动作及联锁，并要求达到如下控制。

1.当回收开关处于关闭状态时，回收阀始终处于关闭状态。

2.当回收开关处于开启状态时，烟囱阀始终处于关闭状态，此时回收阀代替原烟囱阀的所有功能，从而实现吹风气的回收。

3.当系统掉电或人为需要紧急停车时，无论烟囱阀和回收阀处于什么状态，都应立即恢复到安全停车状态，即烟囱阀开，回收阀关。

4.当煤气炉处于停车状态时，烟囱阀始终处于开启状态，回收阀始终处于关闭状态。如果误操作打开了回收阀开关，则以上2个阀门的状态位置不变，即在煤气炉处于停车状态时，回收阀开关不起作用。

5.9#煤气炉与老区7#、8#煤气炉共用1个配风阀，由老区控制其开、关，其联锁关系也由老区控制；10#～12#煤气炉共用1个配风阀，当10#、11#或12#煤气炉中的任意1台煤气炉在开车状态并发出配风阀开启指令时，则配风阀开启。只有3台煤气炉同时关闭配风阀时，配风阀才关闭，当3台煤气炉处于停车状态时，配风阀处于关闭状态。

改造方案

1.取消三菱PLC输入、输出信号及其外围配线，由AB的PLC直接控制烟囱阀、回收阀及配风阀的开关和烟囱阀、回收阀的联锁功能。需注意的是：烟囱阀得电关，失电开；回收阀和配风阀得电开，失电关。

2.PLC程序及监控画面的程序改动：首先去掉向三菱PLC的所有输出，在原程序中将烟囱阀的控制部分加以改动，并加入回收开关控制，改动时要考虑吹风阶段、开车状态、紧急停车状态、回收状态以及烟囱阀在第1个循环中的状态等诸多因素；然后加入对回收阀的控制程序，设计程序时要考虑回收状态、开车状态、吹风阶段和紧急停车等条件限制；在10#～12#煤气炉PLC中加入配风阀的开关控制，各PLC输出配风阀状态与回收阀状态一致；在监控画面中分别加入4台煤气炉回收开关及回收阀的反馈状态显示，在10#～12#煤气炉各个重要的操作画面加入配风阀状态显示；因各煤气炉分别由PLC独立控制，为了使各煤气炉操作互不影响，减少安全事故的发生，将配风阀控制设计为继电器电路控制。

改造中遇到的问题及解决

在完成程序调试后，按照设计接线并单炉试验成功，但在系统联调时，出现配风阀不动作的现象，即PLC有输出信号，并且单炉配风阀继电器动作正常，而最后输出的K31继电器不动作。经测量，继电器K31的线圈13、14脚有24VDC，且继电器K31良好。经过认真检查、分析后认为是10#煤气炉继电器K30、11#煤气炉继电器K14、12#煤气炉继电器K30上触点所接的24VDC正极与继电器K31线圈的13脚所接的负极为不同路电源，没有构成回路，这就造成了虽有电压，但继电器不动作的现象。经过整改，配风阀运行正常。当然，还可以通过多个24 V电源共地的方法来解决上述问题，只是需要改动的面更大些。