基于PLC控制的調(diào)速器油泵啟停程序優(yōu)化

楊鎮(zhèn)閣，李劍鋒，馬錦彪

（國網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北 唐山 064300）

1 引言

近年來，隨著新能源產(chǎn)業(yè)的不斷深入推廣，抽水蓄能電站憑借其優(yōu)良的調(diào)峰調(diào)頻能力，開始進(jìn)入建設(shè)發(fā)展的快車道。調(diào)速器油泵是其壓油系統(tǒng)控制設(shè)備中的重要部件，可以穩(wěn)定、安全、可靠地為調(diào)速器系統(tǒng)提供操作動力。壓油系統(tǒng)一般在特定壓力區(qū)間內(nèi)工作，油壓過高或過低都會嚴(yán)重影響整個機組運行，因此對油泵的可靠運行提出了更高的要求。

羅海龍[1]對油泵頻繁啟動問題進(jìn)行了多角度分析；李雨通等[2]通過結(jié)合實際情況調(diào)整定值來優(yōu)化壓油系統(tǒng)的控制邏輯，李承龍等[3]對油壓裝置控制邏輯進(jìn)行了系統(tǒng)性介紹；本文通過在原有邏輯中增加啟動閉鎖，增加停泵條件，改變觸點形式，提升了調(diào)速器油泵的啟?？煽啃?。

2 調(diào)速器油泵

調(diào)速器油泵能夠為調(diào)速器系統(tǒng)和其他用油設(shè)備提供穩(wěn)定的壓力油源，一般配備兩套油泵，互為主備，進(jìn)行輪換使用。隨著壓力油的不斷使用，壓力油罐內(nèi)的壓力逐漸降低，此時需要將油經(jīng)過油泵升壓后從回油箱補充至壓力罐內(nèi)。對于壓力油有以下要求：通常有兩臺有感應(yīng)電動機驅(qū)動的油泵，每臺油泵1 min的流量為1~2倍的水輪機接力器總?cè)莘e，或者每臺油泵1 min的流量能使油壓在1 min內(nèi)從最小工作壓力升到最大工作壓力。因此可以理解為，壓力油的品質(zhì)在運行中主要看流量和壓力這兩個關(guān)鍵因素，流量具體體現(xiàn)在對油罐內(nèi)油位的監(jiān)控，壓力具體體現(xiàn)在油罐內(nèi)油壓的監(jiān)控，通過對油泵的啟?？刂?，能夠很快地調(diào)節(jié)壓力油的品質(zhì)。

某廠壓油系統(tǒng)由國外設(shè)計，配備兩套油泵，因國內(nèi)外設(shè)計理念差異，該廠油泵啟動依靠油位進(jìn)行判斷，并按照油壓進(jìn)行輔助判斷。油罐通過補氣閥向內(nèi)補氣，通過油泵向內(nèi)補油，保證油罐內(nèi)的油氣比維持在2∶1左右，其壓油系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 壓油系統(tǒng)圖

3 程序設(shè)計與優(yōu)化

3.1 程序設(shè)計

油泵的啟停主要邏輯預(yù)設(shè)有：啟備泵油位，啟主泵油位，停泵油位，并輔以油壓控制，具體邏輯參數(shù)參見表1。

表1 油泵控制邏輯參數(shù)表

啟主泵程序為：在自動控制條件下，總動力電源條件滿足，達(dá)到正常起泵油位1 500 mm時起主泵。啟備泵程序為：在自動控制條件下，總動力電源條件滿足，達(dá)到正常起備泵油位855 mm時起備泵。

停泵程序均使用上升沿觸點，當(dāng)以下任一條件觸發(fā)時：高油位報警2 200 mm；停泵油位1 800 mm；油壓報警5.2 MPa。正轉(zhuǎn)換感應(yīng)觸點接通一次，調(diào)用一次停泵流程后復(fù)歸，不影響后續(xù)其他條件觸發(fā)時調(diào)用停泵流程。

其梯形圖如圖2所示。

圖2 原油泵控制邏輯

為方便理解，將本文涉及到的符號注釋列入表2。

表2 油泵啟停梯形圖符號注釋表

3.2 存在問題

在程序檢查中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)油罐內(nèi)因外界原因上升到一定壓力，滿足“高油壓報警”或“油壓高二級報警”時，油泵存在無法停泵的隱患，同時，油泵和備用泵甚至可能存在起泵情況，因此，需要對油泵的控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化，消除隱患，提高油泵啟停可靠性，保證壓油系統(tǒng)的安全性。

3.3 程序優(yōu)化

在“啟主泵”及“啟備泵”程序中加入“高油壓報警”和“油壓高二級報警”兩個條件閉鎖，當(dāng)“高油壓報警”和“油壓高二級報警”兩個條件都不存在時，主備用油泵方可啟動。

在停泵程序中，在原有停泵條件“高油位報警”、“停泵油位”、“油壓報警”中并入“油壓高二級報警”條件，將原來的常閉觸點改變?yōu)樨?fù)轉(zhuǎn)換感應(yīng)觸點，當(dāng)油壓繼續(xù)上升至5.4 MPa，PLC將再次發(fā)一下停泵指令，提高停泵的可靠性。當(dāng)停泵的任一條件觸發(fā)時，正/負(fù)轉(zhuǎn)換感應(yīng)觸點接通一次，調(diào)用一次停泵流程后復(fù)歸，不影響后續(xù)其他條件觸發(fā)時調(diào)用停泵流程。需要指出的是，使用負(fù)轉(zhuǎn)換感應(yīng)觸點的原因是原觸點是閉接點，反之，開接點則應(yīng)對應(yīng)使用正轉(zhuǎn)換感應(yīng)觸點。

新PLC程序如圖3所示。

圖3 油泵啟停程序優(yōu)化梯形圖

4 檢查試驗

為了對新設(shè)計的油泵啟?？刂瞥绦蜻M(jìn)行檢驗，需要對其進(jìn)行傳動試驗。選取某日檢修期間，機組處于檢修態(tài)，做好相關(guān)安全措施后，進(jìn)行試驗，需要指出的是，由于主備泵的啟動控制邏輯是在自動方式下進(jìn)行，且邏輯判斷條件較多，因此需要部分模擬真實狀態(tài)，排油閥和排氣閥需要現(xiàn)地專人看守，并注意油位和油壓的狀態(tài)。

（1）現(xiàn)地操作，通過進(jìn)氣閥向油罐內(nèi)加壓，使壓力先后達(dá)到“高油壓報警”和“油壓高二級報警”，滿足“正常起泵油位”，觀察主泵啟動情況；

（2）現(xiàn)地操作，使壓力先后達(dá)到“高油壓報警”和“油壓高二級報警”，滿足“低油位報警”，觀察備泵啟動情況；

（3）現(xiàn)地操作，依次滿足“高油位報警”、“停泵油位”、“油壓報警”、“油壓高二級報警”條件，查看油泵的停泵情況。

試驗表明，優(yōu)化后的油泵啟停控制邏輯，實現(xiàn)了油壓過高時閉鎖起泵，并且能夠在壓力持續(xù)升高的情況下，先后發(fā)出停泵指令，滿足升級改造目的。

5 結(jié)語

本文通過對PLC控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到了油泵啟停兼顧油位和油壓的目的，實現(xiàn)了壓油系統(tǒng)油泵啟停程序的可靠性提升，在沒有對現(xiàn)有壓油裝置進(jìn)行改造的情況下，充分利用了現(xiàn)有條件，大大節(jié)省了改造成本，對于壓油系統(tǒng)的可靠性提升做出了一種嘗試，特別是對于通過油位判斷油泵啟停的壓油系統(tǒng)優(yōu)化具有一定的參考價值。