山東魯南化肥廠熱電分廠4#汽輪機系02年安裝、運行的由武漢汽輪機廠生產的25MW汽輪機；使用鍋爐產出的3.8MPa飽和蒸汽驅動汽輪機做功，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。該汽輪機使用江陰眾和的汽輪機控制測量裝置作為汽輪機保護的測量裝置和發(fā)訊元件；經(jīng)實踐證明作為國產裝置該裝置還是比較可靠的；此汽輪機保護裝置由山東省化工設計院設計，汽輪機保護裝置由繼電器接受現(xiàn)場一次發(fā)訊元件信號控制現(xiàn)場線圈驅動液壓元件關閉主汽門等設備實現(xiàn)汽輪機的安全停車。由于參與汽輪機保護的控制信號有19個，設計使用的繼電器較多；由于設計原因，在審查圖紙的過程中即發(fā)現(xiàn)該設計控制原理錯誤，實現(xiàn)不了應有的保護功能，后聯(lián)系設計院修改設計實現(xiàn)了基本的跳車保護功能，使汽輪機具備了運行條件。 自02年11月開始，汽輪機進行試運行，由于存在較多的安裝質量問題，在整改過程中汽輪機開停頻繁。在頻繁的開停車過程中，汽輪機保護裝置暴露出很多設計缺陷，總結后主要有以下幾點： 1:沒有設計第一故障報警：雖然設計了繼電器自鎖電路，但是在汽輪機停車過程中觸發(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:因設計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:由于設計使用繼電器很多，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措施： 由于原設計沒有考慮第一故障報警，給實際應用、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)場控制柜內部空間無增加硬件設施的余地；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，同時參考實際對PLC的應用經(jīng)驗，決定使用三菱PLC對汽輪機的保護裝置結合實際應用進行重新設計；對所有參與汽輪機跳車控制信號做第一故障鎖定。 決定采用PLC進行控制，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： 1:PLC內部接點不同于繼電器邏輯電路的接點，可靠性高，不會發(fā)生誤動、拒動、接點粘連等繼電器易發(fā)生的故障；無機械動作時間，響應時間快；同繼電器相比平均無故障運行時間相對較長。 2:PLC執(zhí)行程序響應時間快，已達到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。基本上不要考慮增加外圍硬件設備，對于以后維護、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；提高了準確判斷問題的能力。 5:PLC的平均無故障運行時間已達到十萬個小時，系統(tǒng)的可靠性大大提高。 針對第一故障鎖定問題在PLC程序上進行了重新設計;　 梯形圖原理如下： 梯形圖原理說明： M1～M2為現(xiàn)場發(fā)訊元件進入PLC后定義的內部線圈驅動的內部接點；M100～M108為現(xiàn)場發(fā)訊元件發(fā)出信號后PLC內部鎖定定義的線圈；Y4～Y6為PLC輸出的定義故障報警接點；M27為為進行復位而設置的PLC外部開關，以便PLC解除鎖定狀態(tài)，進入下一輪等待鎖定狀態(tài)。當現(xiàn)場信號動作驅動PLC內部接點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)常閉接點閉合，M0驅動M100動作，M100驅動Y4輸出第一故障報警；現(xiàn)場處理完畢后復位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。 設計完成后于04年5月對汽輪機保護裝置進行了安裝PLC改造，在汽輪機保護裝置進行PLC改造的同時，我們對現(xiàn)場的汽輪機測量裝置安裝位置進行了移位安裝，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，在改造后汽輪機經(jīng)歷數(shù)次跳車，每一次PLC都能準確的鎖定故障原因，為進行相對的設備檢修和處理提供了可靠的技術保證；同時再也沒有因為保護裝置本身出現(xiàn)任何問題，得到了相關專業(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#汽機的經(jīng)驗，又對3#汽機進行了PLC改造，并且一次開車成功，取得了良好的改造效果。