山東魯南化肥廠熱電分廠4#汽輪機(jī)系02年安裝、運(yùn)行的由武漢汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的25MW汽輪機(jī)；使用鍋爐產(chǎn)出的3.8MPa飽和蒸汽驅(qū)動汽輪機(jī)做功，同時提供兩級不同壓力的蒸汽抽汽作為工業(yè)用汽和冬季采暖蒸汽。該汽輪機(jī)使用江陰眾和的汽輪機(jī)控制測量裝置作為汽輪機(jī)保護(hù)的測量裝置和發(fā)訊元件；經(jīng)實(shí)踐證明作為國產(chǎn)裝置該裝置還是比較可靠的；此汽輪機(jī)保護(hù)裝置由山東省化工設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，汽輪機(jī)保護(hù)裝置由繼電器接受現(xiàn)場一次發(fā)訊元件信號控制現(xiàn)場線圈驅(qū)動液壓元件關(guān)閉主汽門等設(shè)備實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)的安全停車。由于參與汽輪機(jī)保護(hù)的控制信號有19個，設(shè)計(jì)使用的繼電器較多；由于設(shè)計(jì)原因，在審查圖紙的過程中即發(fā)現(xiàn)該設(shè)計(jì)控制原理錯誤，實(shí)現(xiàn)不了應(yīng)有的保護(hù)功能，后聯(lián)系設(shè)計(jì)院修改設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基本的跳車保護(hù)功能，使汽輪機(jī)具備了運(yùn)行條件。 自02年11月開始，汽輪機(jī)進(jìn)行試運(yùn)行，由于存在較多的安裝質(zhì)量問題，在整改過程中汽輪機(jī)開停頻繁。在頻繁的開停車過程中，汽輪機(jī)保護(hù)裝置暴露出很多設(shè)計(jì)缺陷，總結(jié)后主要有以下幾點(diǎn)： 1:沒有設(shè)計(jì)第一故障報警：雖然設(shè)計(jì)了繼電器自鎖電路，但是在汽輪機(jī)停車過程中觸發(fā)的停車信號 較 多，無法確定真正的停車原因，給分析、處理問題帶來很大困難； 2:因設(shè)計(jì)及使用繼電器較多等問題造成繼電器誤動、拒動現(xiàn)象時有發(fā)生。 3:汽輪機(jī)測量裝置安裝在現(xiàn)場，由于環(huán)境溫度較高，電子元器件時有損壞現(xiàn)象發(fā)生對正常測量影響較為明顯，無法保證測量裝置的穩(wěn)定、正常工作。 4:由于設(shè)計(jì)使用繼電器很多，給發(fā)生故障查找原因帶來了一定難度。 針對以上問題采取了相應(yīng)措施： 由于原設(shè)計(jì)沒有考慮第一故障報警，給實(shí)際應(yīng)用、現(xiàn)場分析跳車原因帶來了困難；如果考慮使用繼電器實(shí)現(xiàn)鎖定第一故障原因需要增加繼電器數(shù)量較多，雖然解決了第一故障鎖定問題，但是仍無法解決第2、第4項(xiàng)問題，且隨著繼電器數(shù)量的增加有增加問題的突出性的可能，并且現(xiàn)場控制柜內(nèi)部空間無增加硬件設(shè)施的余地；同時繼電器使用過多，系統(tǒng)的可靠性將會降低。基于以上考慮，同時參考實(shí)際對PLC的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，決定使用三菱PLC對汽輪機(jī)的保護(hù)裝置結(jié)合實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行重新設(shè)計(jì)；對所有參與汽輪機(jī)跳車控制信號做第一故障鎖定。 決定采用PLC進(jìn)行控制，主要是考慮PLC控制與常規(guī)繼電器控制相比有以下優(yōu)點(diǎn)： 1:PLC內(nèi)部接點(diǎn)不同于繼電器邏輯電路的接點(diǎn)，可靠性高，不會發(fā)生誤動、拒動、接點(diǎn)粘連等繼電器易發(fā)生的故障；無機(jī)械動作時間，響應(yīng)時間快；同繼電器相比平均無故障運(yùn)行時間相對較長。 2:PLC執(zhí)行程序響應(yīng)時間快，已達(dá)到ms數(shù)量級，對引發(fā)第一故障鎖定及時、有效。 3:修改或變更程序方便?；旧喜灰紤]增加外圍硬件設(shè)備，對于以后維護(hù)、修改、增加執(zhí)行程序控制帶來了極大的方便。 4:PLC本身具有輸入、輸出指示燈及故障自診斷功能，現(xiàn)場判斷處理問題一目了然，大大減少判斷問題的時間和判斷問題的難度；提高了準(zhǔn)確判斷問題的能力。 5:PLC的平均無故障運(yùn)行時間已達(dá)到十萬個小時，系統(tǒng)的可靠性大大提高。 針對第一故障鎖定問題在PLC程序上進(jìn)行了重新設(shè)計(jì);　 梯形圖原理如下： 梯形圖原理說明： M1～M2為現(xiàn)場發(fā)訊元件進(jìn)入PLC后定義的內(nèi)部線圈驅(qū)動的內(nèi)部接點(diǎn)；M100～M108為現(xiàn)場發(fā)訊元件發(fā)出信號后PLC內(nèi)部鎖定定義的線圈；Y4～Y6為PLC輸出的定義故障報警接點(diǎn)；M27為為進(jìn)行復(fù)位而設(shè)置的PLC外部開關(guān)，以便PLC解除鎖定狀態(tài)，進(jìn)入下一輪等待鎖定狀態(tài)。當(dāng)現(xiàn)場信號動作驅(qū)動PLC內(nèi)部接點(diǎn)M0動作此時由于其它沒有動作信號M100～M108除M100外都處于等待狀態(tài)常閉接點(diǎn)閉合，M0驅(qū)動M100動作，M100驅(qū)動Y4輸出第一故障報警；現(xiàn)場處理完畢后復(fù)位M27,M27斷開，M100動作，Y4報警消除，M27閉合后系統(tǒng)處于新的一輪等待工作狀態(tài)。 通過梯形圖原理可以看出，只要PLC的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)容許，第一故障報警可以同時做多個現(xiàn)場輸入信號，對于查找故障原因非常方便，簡化手續(xù)縮短查找時間；至關(guān)重要的是非常可靠，不會同時出現(xiàn)兩個或多個故障報警。 設(shè)計(jì)完成后于04年5月對汽輪機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行了安裝PLC改造，在汽輪機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行PLC改造的同時，我們對現(xiàn)場的汽輪機(jī)測量裝置安裝位置進(jìn)行了移位安裝，將測量裝置移位至環(huán)境相對較好的中央控制室，在移位至現(xiàn)今的兩年時間里，測量裝置運(yùn)行良好，以前經(jīng)常發(fā)生的故障再也沒有發(fā)生。同時PLC改造的效果非常明顯，在改造后汽輪機(jī)經(jīng)歷數(shù)次跳車，每一次PLC都能準(zhǔn)確的鎖定故障原因，為進(jìn)行相對的設(shè)備檢修和處理提供了可靠的技術(shù)保證；同時再也沒有因?yàn)楸Ｗo(hù)裝置本身出現(xiàn)任何問題，得到了相關(guān)專業(yè)人員較高評價。 由于改造效果較好，在05年7月借鑒改造4#汽機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，又對3#汽機(jī)進(jìn)行了PLC改造，并且一次開車成功，取得了良好的改造效果。