陳思龍

摘 要：北京燕山石化公司某大型往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞桿運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控使用BENTLY3500系統(tǒng)，共使用36套探頭分別監(jiān)測壓縮機(jī)12臺氣缸柱塞的振動、位移情況。文章根據(jù)裝置目前壓縮機(jī)活塞桿監(jiān)控系統(tǒng)的軟件、硬件情況，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，深入分析了目前活塞桿監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題，并通過二進(jìn)制組態(tài)編碼的方法巧妙地加以解決。經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，表明文章指定的方案切實(shí)可行，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，運(yùn)行可靠，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計要求。

關(guān)鍵詞：BENTLY 3500系統(tǒng)；報警編碼；二進(jìn)制解碼

中圖分類號：TH45 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）30-0119-02

Abstract： BENTLY3500 system is used to monitor the piston rod operating parameters of a large reciprocating compressor in Beijing Yanshan Petrochemical Company. A total of 36 sets of probes are used to monitor the vibration and displacement of 12 cylinder pistons of the compressor. According to the software and hardware of the piston rod monitoring system of compressor， this paper analyzes the existing problems of the piston rod monitoring system， and solves them skillfully by the method of binary configuration coding. The practical verification shows that the scheme specified in the paper is feasible， the system performance is stable， the operation is reliable， and the expected design requirements are met.

Keywords： BENTLY 3500 system； alarm coding； binary decoding

引言

燕山石化公司某乙烯氣壓縮機(jī)由意大利Nuovo Pignone公司提供，為大型往復(fù)式超高壓機(jī)組，壓縮機(jī)將主要物料氣態(tài)乙烯壓力從30MPaG提升到300MPaG，再分三路進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行聚合反應(yīng)[1]。目前，壓縮機(jī)的活塞桿監(jiān)控使用BENTLY 3500系統(tǒng)，共使用36套探頭分別監(jiān)測壓縮機(jī)12臺氣缸柱塞的振動、位移情況，是壓縮機(jī)運(yùn)行狀況的重要參數(shù)，帶有聯(lián)鎖停機(jī)設(shè)置。因此，完善裝置壓縮機(jī)組活塞桿監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行方案在儀表維護(hù)工作中顯得尤為重要。

1 系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1 工作原理

裝置壓縮機(jī)目前使用BENTLY公司的3500系統(tǒng)及其配套探頭實(shí)現(xiàn)對壓縮機(jī)柱塞振動及位移情況的監(jiān)測[2]，共

使用36套探頭分別監(jiān)測壓縮機(jī)12臺氣缸柱塞的振動、位移情況。壓縮機(jī)C-1150分為兩段，每段包含6個氣缸，每個氣缸分別在柱塞水平中心線0度、90度、180度位置各安裝一支電渦流探頭，這三只探頭監(jiān)測柱塞的振動信號，另外，處于水平位置的探頭還送出柱塞的位移信號[3]。

1.2 硬件安裝情況

裝置壓縮機(jī)共有12個缸，每個缸有3支測振探頭，控制室內(nèi)采用的是BENTLY 3500系統(tǒng)，用于接收從探頭傳輸回來的模擬信號。該系統(tǒng)共有兩個框架，用以安裝接口模塊、變送模塊、繼電器輸出模塊等。框架的硬件安裝情況為：1#框架采集1～8#氣缸的振動、位移信號，2#框架采集9～12#氣缸的振動、位移信號。

其中，每個氣缸水平方向安裝的探頭不但需要輸出振動信號，還要輸出氣缸的位移信號。同時，為監(jiān)控及采集信號歷史趨勢，更好地分析機(jī)組運(yùn)行情況，使用監(jiān)控卡件的標(biāo)準(zhǔn)模擬量輸出功能，向DCS輸出所有模擬信號并加以監(jiān)控[4]。

2 現(xiàn)存問題

裝置BENTLY 3500活塞桿監(jiān)測系統(tǒng)于2016年安裝調(diào)試并投入使用，在運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)了一些問題。總結(jié)如下：

2.1 公共報警不反映具體報警信息

現(xiàn)有組態(tài)方案只輸出公共報警信號和總聯(lián)鎖信號，并不能直觀地反應(yīng)出具體報警的是哪一路信號。這使得儀表維護(hù)人員無法在第一時間得到準(zhǔn)確信息，不利于維護(hù)工作的進(jìn)行。

2.2 虛接報警無法準(zhǔn)確顯示

探頭安裝現(xiàn)場環(huán)境較差，油氣易使得接線端子脆化、硬化，而室內(nèi)由于需要將信號分成兩路，使得機(jī)柜內(nèi)接線復(fù)雜交錯，這些都使得回路可能產(chǎn)生虛接報警。此時3500系統(tǒng)可以將虛接信號報警輸出至繼電器，但并非所有時候DCS都能對該現(xiàn)象完成記錄。實(shí)際運(yùn)行中也曾出現(xiàn)過繼電器卡件有公共報警輸出，但DCS報警記錄和趨勢中查不到報警信息的情況。經(jīng)分析后認(rèn)為，DCS系統(tǒng)并非每次都能采到虛接報警輸出的模擬量信號。這就給儀表的維護(hù)工作帶來極大的困擾——無法準(zhǔn)確定位報警，故障處理也就無從下手。

2.3 單點(diǎn)聯(lián)鎖時不報警問題

根據(jù)現(xiàn)有組態(tài)方案，繼電器輸出的是經(jīng)過了“二取二”的總位移聯(lián)鎖信號和經(jīng)過了“三取二”的總振動聯(lián)鎖信號。這就將出現(xiàn)一個問題：當(dāng)僅有一路信號到達(dá)聯(lián)鎖值時，公共的總聯(lián)鎖信號并不顯示，這必將成為儀表預(yù)知維修工作的隱患。

3 改造方案

3.1 改造目標(biāo)

通過改造，在不增加硬件的前提下，解決公共報警、虛接報警和單點(diǎn)聯(lián)鎖不報警的問題。

3.2 改造方案

因每臺框架的繼電器輸出卡件只有16個點(diǎn)，而1#框架需要輸出振動、位移聯(lián)鎖點(diǎn)分別為24個、16個，需要輸出的振動、位移報警點(diǎn)也分別為24個、16個。即1#框架共需要80個DO點(diǎn)。目前繼電器輸出卡件已使用4個點(diǎn)，每個框架僅剩12個DO可用，即使增加卡件至框架的上限也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以滿足每個點(diǎn)都輸出報警及聯(lián)鎖的需要。

為解決此問題，采用了二進(jìn)制編碼組態(tài)的方案，使用DO輸出報警燈的組合來實(shí)現(xiàn)對具體報警信號的準(zhǔn)確指示。同時，應(yīng)留有2個DO通道用以解決單點(diǎn)聯(lián)鎖時不報警的問題。

3.3 實(shí)施方案（以1#框架振動信號為例）

我們將16個DO點(diǎn)命名為CH1～CH16，其中CH1～4已被使用。然后對24個振動信號實(shí)施編號，并將5個DO點(diǎn)CH5～CH9分別命名為ALM1～5，方案如表1。

根據(jù)表1，將振動信號的5個DO點(diǎn)按二進(jìn)制編碼的形式組態(tài)，位移信號與振動信號組態(tài)方案類似，2#框架組態(tài)方法與1#框架相同[6]。

3.4 動作試驗(yàn)

利用檢修機(jī)會實(shí)施組態(tài)下裝，并對現(xiàn)場探頭進(jìn)行測試。以壓縮機(jī)C-1150的5#氣缸的A振動探頭為例，報警時1#框架輸出的數(shù)字量點(diǎn)為CH3、CH5、CH7、CH8。其中CH3表示公共報警，CH5、CH7、CH8用以指示具體的報警通道，經(jīng)解碼后解讀出報警的是第13號通道，反查編號表（表1）正是5#氣缸的A位移探頭的編號。經(jīng)測試，現(xiàn)場任意一支探頭斷線時，均能在框架的指示燈上得到正確的指示結(jié)果。

4 應(yīng)用案例

2017年5月，1#框架出現(xiàn)報警，CH1、CH6、CH9常亮。由報警燈硬件的定義可知CH1為公共報警燈，CH6為ALM2， CH9為ALM5，反查編號表（表1）可得出結(jié)論：報警通道為18號通道，即VA1156B。檢查該回路發(fā)現(xiàn)為接線端虛接，重新緊固后報警消失且未再出現(xiàn)。說明改造已經(jīng)取得了預(yù)期的效果。

本次改進(jìn)方案實(shí)施完成后，在不對原有聯(lián)鎖回路進(jìn)行任何改動、現(xiàn)場硬件也不發(fā)生變化的前提下，解決了一直以來困擾著現(xiàn)場維護(hù)工作的問題，大大提高了現(xiàn)場預(yù)知維修的能力，取得了顯著效果。

5 結(jié)束語

本文首先介紹了裝置壓縮機(jī)的活塞桿監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀，根據(jù)現(xiàn)場的具體使用時遇到的一些問題提出了改進(jìn)方案。再由現(xiàn)場實(shí)際軟件、硬件條件確定施工方案后加以實(shí)施。改造后不僅提高了機(jī)組活塞桿系儀表的預(yù)知維修水平，還降低了非計劃停工的風(fēng)險。改進(jìn)方案的核心部分也即二進(jìn)制編碼和解碼的思路也可以應(yīng)用于其它小型系統(tǒng)，對于同類大型機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測也有一定的參考意義[7]。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫曉瑜，段猛.節(jié)能技術(shù)在高壓加氫裝置中的應(yīng)用[A].二OO八年全國石油石化企業(yè)節(jié)能減排技術(shù)交流會[C].2009.

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[3]朱浩.有關(guān)往復(fù)機(jī)振動防控措施的探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013（21）：85-86.

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[7]王杰，周懷斌，張長茂，等.本特利3500監(jiān)測系統(tǒng)組態(tài)及故障處理[J].冶金動力，2015（09）：69-71.