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[摘 要] 对solar压缩机控制系统及逻辑功能进行介绍，然后针对该控制系统特点，结合现场设备，控制系统硬件结构及工作原理、软件结构及操作方法，对控制和保护逻辑优化工作进行介绍。
[关键词] 燃机 天然气压缩机 控制系统 PLC 保护逻辑 测点
1、引言
我厂#1燃机是采用天然气为燃料的350MW级联合循环机组，天然气调压站为燃机提供合格的天然气，起到燃料供给作用。调压站主要通过旋风分离橇、计量橇、过滤分离橇、solar压缩机、调压橇、三菱精滤器等设备对进站天然气进行杂质分离、流量测量、过滤、加压、调压、再过滤的处理，最终将满足要求的适当压力且干净的燃料气提供给燃机。天然气压缩机是调压站内主要设备，对联合循环机组运行起到重要作用，本文将主要对压缩机控制系统进行介绍，并结合逻辑优化工作对该控制系统的原理及程序组态过程进行简要介绍。
2、solar压缩机控制系统介绍
Solar透平控制系统的作用，用来控制诸如温度、压力、流量、转速、振动这些运行参数，防止驱动马达和压缩机遭到损坏，使机组按照可控的顺序启动或停止。
2.1控制系统组成：
2.1.1辅助控制柜：位于控制室内，装有监控触摸屏，触摸屏的人机界面采用solar软件TT4000，可实现对压缩机设备运行状态的监视，运行参数修改，报警监视等功能，上位机的故障不影响系统正常运行。辅控柜还装有报警音响用来提示运行人员机组报警，还装有操作按钮和指示灯可完成对就地压缩机的启停机操作。
2.1.2就地控制柜：包括一个PLC柜和两个卡件柜，压缩机的控制逻辑全部由就地控制柜中的PLC（AB公司的产品）来实现，读取输入设备的状态比如控制面板的按钮，做出判断。压力温度传感器，速度和振动传感器，以及其他变送器测量数据通过模拟量输入模块传输给控制器。开关量和其他双状态量通过开关量输入模块传送到控制器，控制器处理这些输入数据，通过输出模块发送指令去控制设备，比如执行器、电磁阀。就地控制柜中除了控制器、卡件、继电器外还包括一面触摸屏和按钮指示灯面板，可实现就地对压缩机的监控。就地控制柜通过拟态网卡与天然气调压站站控系统通讯，实现系统间的数据传输从而远程监视设备运行状态。
2.1.3控制设备：控制系统主要控制solar压缩机、压缩机进口阀、压缩机出口阀、加载阀、放散阀、防喘阀、润滑油泵、罩壳风扇等设备。
2.2压缩机控制系统从功能上分包括：
顺序控制、模拟量控制、保护、显示
顺序控制又包括：启动、加载、停止、后润滑
2.2.1压缩机组启动
压缩机组可选择就地启动方式或辅助启动方式，也可以采用站控系统远程启动方式。
3、逻辑优化项目概况及实施的必要性
我们厂天然气调压站使用的SOLAR压缩机是变频电驱型离心式压缩机，电机使用的是西门子产品，控制系统采用的是AB的PLC产品。由于压缩机没有备用，它的安全运行和燃机同等重要，如果压缩机跳闸，由于燃料气供给压力不能保证，燃机也会跳闸，因此压缩机可以算是全厂最为重要的辅助设备。然而按照solar公司的设计理念，压缩机控制逻辑多采用单点保护，而且测点单点故障也会触发保护，即同一参数现场只安装一个测量装置，一旦仪表故障就会触发压缩机跳闸，其安全运行风险较大。
3.1方案介绍
经过大量的准备工作，我们决定对原有224项保护逐一进行分析逻辑以及核实接线回路，提出了修改建议，并最终拿出了逻辑优化方案。考虑到机组启动后进入供热期需要长期稳定运行，这次修改先针对部分逻辑进行优化，主要包括非重要信号的卡件故障跳闸保护改为报警、低速轴的轴瓦温度检测故障跳闸改为报警及越限跳闸保护优化、低速轴的轴振越限跳闸保护优化、变频电机部分跳闸保护优化，以及部分其他保护跳闸项目。
以轴承温度检测RTD故障跳闸为例，屏蔽该保护项改为报警，同时在越限动作语句中增加与逻辑， 这样就大大降低了轴承温度检测元件故障导致的跳闸事故发生的可能性。
再有，比如原压缩机齿轮箱X/Y颈向轴承振动高高跳闸保护功能，设计为单点保护，按照方案将保护跳闸条件修改为：
X向轴承振动高高且Y向轴承振动高
X向轴承振动高且Y向轴承振动高高
X向轴承振动高高且Y向轴承振动异常（对应卡件通道故障报警信号）
X向轴承振动异常(对应卡件通道故障报警信号)且Y向轴承振动高高齿轮箱
这样一来，就在很大程度上避免了由于轴承振动检测功能异常引起的跳闸事故的发生。
3.2逻辑优化方案介绍
逻辑优化范围主要包括非重要信号的卡件、低速轴的轴瓦温度及轴振、电机保护项目，以及经过讨论的部分保护项目。按照四种停机类别每类分别举例介绍如下：
3.2.1非锁定冷却停机
220VAC UPS 故障（220 VAC UPS Failure）和压缩机加载失败（Compressor Failed to Load）停机保护功能在压缩机安装调试阶段已取消，对220VAC UPS 故障跳闸，在逻辑回路中对其保护输出CN_BC520_Fail进行屏蔽。
3.2.2锁定冷却停机
分别为齿轮箱止推轴承和颈向轴承温度检测RTD故障跳闸保护，对低速轴的保护进行优化，其中温度在屏蔽单点故障跳机的同时在越限动作语句中增加与逻辑。
3.2.3快速非锁定停机（4/37项）
压缩机齿轮箱X/Y颈向轴承振动高高（Gearbox X/Y Radial Vibration High High）跳闸保护功能，设计为单点保护，修改保护跳闸条件为：
X向轴承振动高高且Y向轴承振动高
X向轴承振动高且Y向轴承振动高高
X向轴承振动高高且Y向轴承振动异常（对应卡件通道故障报警信号）
X向轴承振动异常(对应卡件通道故障报警信号)且Y向轴承振动高高
齿轮箱低速轴伸出端X颈向轴承振动高高
齿轮箱低速轴伸出端Y颈向轴承振动高高
3.2.4快速锁定停机：
控制系统24Vdc电源PS201电压低（Control System 24 Vdc Supply Voltage Low）跳闸保护，逻辑回路中跳闸信号已被屏蔽；第2项为控制系统24Vdc电源PS202电压低（Control System 24 Vdc Supply Voltage Low）跳闸保护，修改保护逻辑为：当2个24Vdc电源PS201和PS202均电压低时（＜21 VDC），触发跳闸保护；
齿轮箱低速轴止推轴承内、外侧温度高跳闸保护，若止推轴承内、外侧2个温度测点安装于同一瓦块上，修改保护逻辑为：齿轮箱低速轴外侧止推轴承温度高高
经过对压缩机控制系统逻辑的优化工作，大大提高了重要辅机设备运行的稳定性，同时也保证了燃机运行的安全性。通过这项工作使我们加深了对设备的理解，提高了对PLC系统逻辑组态修改的能力，进一步提高了专业素质，更加有助于今后的设备维护工作。
作者简介：
宫反（1985-），女，北京，本科，助工，电子信息
陈森森（1981-），男，北京，本科，助工，自动化。
[关键词] 燃机 天然气压缩机 控制系统 PLC 保护逻辑 测点
1、引言
我厂#1燃机是采用天然气为燃料的350MW级联合循环机组，天然气调压站为燃机提供合格的天然气，起到燃料供给作用。调压站主要通过旋风分离橇、计量橇、过滤分离橇、solar压缩机、调压橇、三菱精滤器等设备对进站天然气进行杂质分离、流量测量、过滤、加压、调压、再过滤的处理，最终将满足要求的适当压力且干净的燃料气提供给燃机。天然气压缩机是调压站内主要设备，对联合循环机组运行起到重要作用，本文将主要对压缩机控制系统进行介绍，并结合逻辑优化工作对该控制系统的原理及程序组态过程进行简要介绍。
2、solar压缩机控制系统介绍
Solar透平控制系统的作用，用来控制诸如温度、压力、流量、转速、振动这些运行参数，防止驱动马达和压缩机遭到损坏，使机组按照可控的顺序启动或停止。
2.1控制系统组成：
2.1.1辅助控制柜：位于控制室内，装有监控触摸屏，触摸屏的人机界面采用solar软件TT4000，可实现对压缩机设备运行状态的监视，运行参数修改，报警监视等功能，上位机的故障不影响系统正常运行。辅控柜还装有报警音响用来提示运行人员机组报警，还装有操作按钮和指示灯可完成对就地压缩机的启停机操作。
2.1.2就地控制柜：包括一个PLC柜和两个卡件柜，压缩机的控制逻辑全部由就地控制柜中的PLC（AB公司的产品）来实现，读取输入设备的状态比如控制面板的按钮，做出判断。压力温度传感器，速度和振动传感器，以及其他变送器测量数据通过模拟量输入模块传输给控制器。开关量和其他双状态量通过开关量输入模块传送到控制器，控制器处理这些输入数据，通过输出模块发送指令去控制设备，比如执行器、电磁阀。就地控制柜中除了控制器、卡件、继电器外还包括一面触摸屏和按钮指示灯面板，可实现就地对压缩机的监控。就地控制柜通过拟态网卡与天然气调压站站控系统通讯，实现系统间的数据传输从而远程监视设备运行状态。
2.1.3控制设备：控制系统主要控制solar压缩机、压缩机进口阀、压缩机出口阀、加载阀、放散阀、防喘阀、润滑油泵、罩壳风扇等设备。
2.2压缩机控制系统从功能上分包括：
顺序控制、模拟量控制、保护、显示
顺序控制又包括：启动、加载、停止、后润滑
2.2.1压缩机组启动
压缩机组可选择就地启动方式或辅助启动方式，也可以采用站控系统远程启动方式。
3、逻辑优化项目概况及实施的必要性
我们厂天然气调压站使用的SOLAR压缩机是变频电驱型离心式压缩机，电机使用的是西门子产品，控制系统采用的是AB的PLC产品。由于压缩机没有备用，它的安全运行和燃机同等重要，如果压缩机跳闸，由于燃料气供给压力不能保证，燃机也会跳闸，因此压缩机可以算是全厂最为重要的辅助设备。然而按照solar公司的设计理念，压缩机控制逻辑多采用单点保护，而且测点单点故障也会触发保护，即同一参数现场只安装一个测量装置，一旦仪表故障就会触发压缩机跳闸，其安全运行风险较大。
3.1方案介绍
经过大量的准备工作，我们决定对原有224项保护逐一进行分析逻辑以及核实接线回路，提出了修改建议，并最终拿出了逻辑优化方案。考虑到机组启动后进入供热期需要长期稳定运行，这次修改先针对部分逻辑进行优化，主要包括非重要信号的卡件故障跳闸保护改为报警、低速轴的轴瓦温度检测故障跳闸改为报警及越限跳闸保护优化、低速轴的轴振越限跳闸保护优化、变频电机部分跳闸保护优化，以及部分其他保护跳闸项目。
以轴承温度检测RTD故障跳闸为例，屏蔽该保护项改为报警，同时在越限动作语句中增加与逻辑， 这样就大大降低了轴承温度检测元件故障导致的跳闸事故发生的可能性。
再有，比如原压缩机齿轮箱X/Y颈向轴承振动高高跳闸保护功能，设计为单点保护，按照方案将保护跳闸条件修改为：
X向轴承振动高高且Y向轴承振动高
X向轴承振动高且Y向轴承振动高高
X向轴承振动高高且Y向轴承振动异常（对应卡件通道故障报警信号）
X向轴承振动异常(对应卡件通道故障报警信号)且Y向轴承振动高高齿轮箱
这样一来，就在很大程度上避免了由于轴承振动检测功能异常引起的跳闸事故的发生。
3.2逻辑优化方案介绍
逻辑优化范围主要包括非重要信号的卡件、低速轴的轴瓦温度及轴振、电机保护项目，以及经过讨论的部分保护项目。按照四种停机类别每类分别举例介绍如下：
3.2.1非锁定冷却停机
220VAC UPS 故障（220 VAC UPS Failure）和压缩机加载失败（Compressor Failed to Load）停机保护功能在压缩机安装调试阶段已取消，对220VAC UPS 故障跳闸，在逻辑回路中对其保护输出CN_BC520_Fail进行屏蔽。
3.2.2锁定冷却停机
分别为齿轮箱止推轴承和颈向轴承温度检测RTD故障跳闸保护，对低速轴的保护进行优化，其中温度在屏蔽单点故障跳机的同时在越限动作语句中增加与逻辑。
3.2.3快速非锁定停机（4/37项）
压缩机齿轮箱X/Y颈向轴承振动高高（Gearbox X/Y Radial Vibration High High）跳闸保护功能，设计为单点保护，修改保护跳闸条件为：
X向轴承振动高高且Y向轴承振动高
X向轴承振动高且Y向轴承振动高高
X向轴承振动高高且Y向轴承振动异常（对应卡件通道故障报警信号）
X向轴承振动异常(对应卡件通道故障报警信号)且Y向轴承振动高高
齿轮箱低速轴伸出端X颈向轴承振动高高
齿轮箱低速轴伸出端Y颈向轴承振动高高
3.2.4快速锁定停机：
控制系统24Vdc电源PS201电压低（Control System 24 Vdc Supply Voltage Low）跳闸保护，逻辑回路中跳闸信号已被屏蔽；第2项为控制系统24Vdc电源PS202电压低（Control System 24 Vdc Supply Voltage Low）跳闸保护，修改保护逻辑为：当2个24Vdc电源PS201和PS202均电压低时（＜21 VDC），触发跳闸保护；
齿轮箱低速轴止推轴承内、外侧温度高跳闸保护，若止推轴承内、外侧2个温度测点安装于同一瓦块上，修改保护逻辑为：齿轮箱低速轴外侧止推轴承温度高高
经过对压缩机控制系统逻辑的优化工作，大大提高了重要辅机设备运行的稳定性，同时也保证了燃机运行的安全性。通过这项工作使我们加深了对设备的理解，提高了对PLC系统逻辑组态修改的能力，进一步提高了专业素质，更加有助于今后的设备维护工作。
作者简介：
宫反（1985-），女，北京，本科，助工，电子信息
陈森森（1981-），男，北京，本科，助工，自动化。