1 引言
內蒙古天野化工尿素系統二氧化碳壓縮機控制系統采用505e調速控制器，3300軸振動軸位移監視器，多點打印報警聯鎖溫度儀，ys-80防喘振控制系統及繼電器聯鎖控制停車系統組成。505e調速控制器，3300軸振動軸位移控制器，多點打印報警聯鎖溫度儀安裝在就地控制室，ys-80防喘振控制系統和繼電器聯鎖控制停車系統安裝在中央控制室內。自96年投產以來，每年由于二氧化碳壓縮機停車造成尿素生產中斷達近20次，其中90%以上是由于控制系統誤運動作停車造成的。由于所出的控制系統故障都屬于軟故障，5年多未查找出真正原因。有一次一天跳了3次車，將二氧化碳壓縮機密封損壞，更換給密封停了2天。二氧化碳壓縮機組系統的頻繁停車，給公司帶來巨大的經濟損失。2001年底，我們經過逐項排查，認真分析了故障原因，對控制系統進行了一次徹底整改，很好地解決了問題，使機組能夠長期連續運行，達到了整改目的。
2 系統故障分析
2.1 短路接地故障
二氧化碳壓縮機聯鎖系統采用繼電器聯鎖系統，220vac供電，來自現場的開關量信號有60多個，來自現場控制室控制盤的有20多個，聯鎖系統只設計一個空氣開關供電。由于建廠期間安裝施工不規范，現場穿線管內的電纜在拉電纜時有的已破損，這就出現了穿線管內破損電纜處在震動狀態瞬間接地打火現象。有的接線盒內使用了無絕緣把的線鼻子，電線與接頭處無絕緣，用黑膠布簡單包扎就安裝上去，有的黑膠布的地方接觸到外殼，隨著時間增加，黑膠布絕緣下降，出現對地瞬間打火現象。上述兩種打火情況出現后，都會引起空氣開關跳閘聯鎖邏輯系統失電，機組停車。
2.2 現場干擾信號
現場接線盒密封不嚴進入蒸汽，至使接線端子絕緣下降，出現聯鎖系統繼電器線圈電壓有時是100多伏，莫明其妙的吸合。有時該釋放時不釋放，造成邏輯出現混亂而停車。
2.3 繼電器觸頭松開
繼電器由于質量問題，使用時間不長就出現了通電繼電器常開觸頭不能閉合和時斷時接的情況，出現莫明其妙的跳車。有時是報警觸頭松開出現報警，而跳車觸頭沒有松開面沒有跳車，故障千奇百怪。
3 技改解決方案
3.1 短路接地故障查找及解決
我們所碰到的短路接地故障99%是瞬間打火，主開關跳閘現象。打火結束后故障消失，用500v電阻表也測不著短路點。面對上百個來自現場的信號，只能一個點一個點排查，用了近2天時間，發現穿線管內有一處電纜破了，在振動狀態下碰壁打火短路接地。由于穿線管內電纜有余量，剪掉電纜破損一節重新接好，故障消失。
對于接線盒內數十處使用了沒帶絕緣把的接線片，采用黑膠布包扎絕緣，絕緣降低短路接地瞬間打火，故障時有時無，外觀觀察不出任何痕跡，只有把接線片取下來才能發現下面有打火時燒焦的痕跡。這種故障查找費了好大的事，經過三番五次查找才得以確定。更換了帶絕緣把的接線片，故障消失。
對于一處接線使用了多股軟線，沒用接線片壓接，而是在接線柱上纏繞了3圈也沒有壓接墊片就進行了緊固，結果在振動狀態下逐漸松開，較長的多股軟線碰壁打火短路接地造成主開關跳閘停車。把多股軟線重新用線鼻子壓接接好后，故障消除。
為了盡快鎖定短路點，我們對來自現場的80多組信號都加裝了帶保險的接線端子，經試驗，只要有短路點，相應保險端子立即熔斷，很快就鎖定短路點，查找故障極其方便，縮短了停車查找故障時間。
3.2 現場干擾信號故障解決
面對莫名其妙的繼電器吸合或斷開，造成的停車百思不得其解，最終在打開現場全部接線盒時發現多數接線盒內由于進了蒸汽，接線端子發生銹蝕，絕緣下降，從而引發干擾信號既接線端子間的串電現象，造成聯鎖系統誤動作停車。根據上述原因，重新更換了所有接線盒內接線端子及重新更換線盒密封圈，故障徹底消除。
繼電器觸頭松開故障查找。最初幾次的跳車后，查dcs所有記錄，只有最終跳車結果信號，沒有第一故障信號。經分析，我公司的二氧化碳壓縮機繼電器聯鎖系統報警記錄是dcs開關量卡i/o點接到一組繼電器的剩余觸頭上完成的。dcs開關量i/o來記錄繼電器觸頭的開關狀態，其它觸頭用于聯鎖連接(一個繼電器共有4組觸頭)。dcs報警記錄只能做到1秒間隔，而繼電器聯鎖系統跳車，在十幾毫秒之內就已完成，所以dcs打印出來的信號只是在同一時刻內，先后分不清楚。再加上初期繼電器觸頭松開使處于臨界狀態，快速時通時斷，跳車結束后故障又消失，這就對查找故障及判斷故障來極大困難。
后來幾次出現了跳車報警，但實際沒有跳車，故障原因鎖定在繼電器部分觸頭松開是主要原因，判斷為繼電器質量原因。
最后一次停車，發現繼電器常開觸頭帶電時已徹底松開，故障為繼電器質量原因最終確定。
全部更換了日本原裝繼電器后，故障排除。在繼電器聯鎖跳車信號最終輸出繼電器前加一延時繼電器，延時1-2秒，這時dcs報警打印可以打印出第一故障，但由于對機組會造成的危害尚不清楚，最后取消了延時。
3.3 plc事故順序信號系統
技改項目增加一套plc事故順序信號系統(soe)。soe系統plc采用三菱q06h plc代替dcs專門做開關量變化時刻記錄用，利用q06h實現高速soe功能。新的系統將繼電器開關量信號改接到plc開關量輸入卡，如附圖所示。dcs所需的開關量信號通過rs485通訊口實現。
附圖 plc事故順序信號系統
通過梯形圖軟件編程，報警記錄周期小于1/4毫秒，比目前市場的soe(事故順序記錄)儀表快出4倍多，每次停車都可以清楚地打印出第一故障，這種辦法可以很好解決繼電器聯鎖機組控制系統快速停車而報警記錄打印慢的問題。
plc具有抗干擾能力強使用壽命長運行速度塊的特點。用它來做soe可以達<0.25ms/256點，完全滿足各類高速soe的需要。配接dcs可以實現與plc的通訊，方便實現記錄存儲打印功能。采用plc一個掃描周期為時間的基本單位(分辨率)，并且一個掃描周期向一秒計數器(如d227數據寄存器)計數一次，秒計數器(d227)一秒末清零一次。當有聯鎖點(i/o)狀態發生變化時，將系統時鐘月、日、時、分、秒及秒計數器(d227)當前值計入plc的一組數據寄存器保存。根據二氧化碳壓縮機控制系統聯鎖點在故障停車后，不是馬上恢復，而是在確認復位或開車后恢復的特點，所以設計每一聯鎖點只有兩條時間記錄，即斷開一條閉合一條，是固定寄存器記錄方式，固定記錄方式與傳統soe棧式記錄方式不同，無用信息不會將記錄緩沖區頂滿。當然再次開車前或后一定要打印本次故障停車事件順序記錄，否則再次停車后，上次故障停車事件順序記錄將被沖掉。為了提高系統抗干擾能力，plc(i/o)各點都加20毫秒軟延時。q06h plc通訊模塊采用qj71c24 rs485串行通訊模塊，與dcs通訊時不占plc cpu時間，而plc cpu與qj71c24交換數據采用并行方式，速度極快，不影響plc cpu掃描周期，從而plc可以實現分辨率小于1/4毫秒高速采集記錄。
4 結束語
公司二氧化碳控制系統經過2001年11月底的徹底整改，獲得極大成功，6年來，尚未發生過一次因控制系統原因造成的停車，給我公司創造了很好的經濟效益,。也創造了大機組長周期運行的最好記錄。
儀表控制系統軟故障瞬間來去。故障發生時造成停車，停車后故障又不復存在，這種故障是儀表人員最頭疼的。還有干擾信號干擾電壓等也是最棘手的，給查找故障帶來極大的困難。公司5年多二氧化碳壓縮機頻繁停車查不出原因就是例子。但是通過遵循電氣原理抓住停車現象的蛛絲馬跡，認真分析故障原因，最終發現了停車幾種故障原因，進行了科學合理的整改，解決了多年控擾企業的老大難問題，因此創造了6年多儀表控制系統不停車的同類機組的最好成績。
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
