PLC在燃氣輪機滑油系統的應用

• 2018-09-08

可編程控制器PLC在燃氣輪發電站已經得到了廣泛應用，它利用內部存儲的控制程序軟件以及外部的輸入數據和操作指令，經過邏輯和算術運算，向控制裝置發送指令，完成對燃氣輪發電機組和各輔助設備的控制、調節。

可編程控制器PLC在燃氣輪發電站已經得到了廣泛應用，它利用內部存儲的控制程序軟件以及外部的輸入數據和操作指令，經過邏輯和算術運算，向控制裝置發送指令，完成對燃氣輪發電機組和各輔助設備的控制、調節。

PLC可以對燃氣輪發電機組的發動機轉速、排氣溫度、負載以及發動機各系統的參數、狀態進行控制和調節。例如，在滑油系統中，就可完成對壓力、溫度、液位等參數和滑油加熱器、滑油冷動器、交直流滑油泵等狀態的控制。本文只介紹對Taurus60燃氣輪機滑油系統溫度、壓力控制的部分應用。

1、Taurus60燃氣輪機的滑油系統介紹

Taurus60燃氣輪滑油為燃氣輪機軸承、發電機軸承和齒輪箱軸承提供潤滑油，同時也為壓氣機可變導流葉片作動器、燃料作動器和放氣活門作動器提供增壓滑油，控制上述作動器的位置。
滑油系統中溫度傳感器RTD和壓力傳感器TP380的安裝位置見圖1。

2、PLC對滑油溫度的控制

PLC控制原理：Taurus60燃氣輪機利用溫度傳感器RTD來控測滑油系統溫度，并將其轉換為相應的電信號經輸入模塊的光耦合、A/D轉換，轉換成數字信號，存儲在內部存儲器中，PLC掃描內部應用程序，讀取數據，進行算術、邏輯運算，結果經輸出模塊轉換輸出控制執行機構動作，來達到上述控制目的。

PLC控制目標:對Taurus60燃氣輪機滑油溫度的控制主要目的如下：①在機組停機時，啟動或停止滑油箱加熱器；②在運行中若滑油系統溫度過高，啟動報警回路、停車回路，或發出聲光報警或使燃氣輪機緊急停車；③控制滑油系統的三個滑油散熱器冷卻風扇的啟動、停止和轉速，從而控制滑油系統的滑油溫度，使其保持在規定的范圍內。

Taurus60燃氣輪機組滑油溫度傳感器RTD共有兩個，分別為滑油箱RTD(RT390)和滑油管RTD(RT380)?；拖?/span>RTD安裝在滑油箱內，感受滑油箱滑油溫度，當滑油箱滑油溫度低于設定值(65℉)(18℃)時，PLC命令滑油箱加熱器啟動，給滑油加熱；當滑油箱滑油溫度達到設定值70℉(21℃)時，PLC命令滑油加熱器停止運行?；凸?/span>RTD安裝在主滑油管上，感受系統滑油溫度，當系統溫度高于設定值160℉(71℃)時，啟動報警回路報警；當系統溫度再升高超過設定值165℉(74℃)時，啟動燃氣輪機緊急停車回路，燃氣輪機停止運行。

PLC還可控制滑油散熱器的工作，當系統溫度高于設定值100℉(38℃)時，PLC命令1#、2#滑油散熱器冷卻風扇啟動，給系統散熱；當系統溫度低于設定值90℉(32℃)時，PLC命令1#、2#滑油散熱器冷卻風扇停止工作。1#、2#滑油散熱器風扇的工作是由PLC根據系統溫度控制風扇變頻器的輸出，從而實現滑油冷卻風扇的平穩調速，因此滑油溫度的調節十分精確；當滑油溫度超過140℉(60℃)啟動3#散熱器風扇，它是由繼電器控制的。

PLC控制過程：

限于篇幅，我們僅以滑油溫度高引起Taurus60滑油系統報警、停車以及3#滑油冷卻器風扇的啟動、停止為例來探討一下PLC是如何實現對滑油溫度的控制的。

PLC是使用梯形語言進行控制的。

(1)滑油溫度高引起報警、停車的控制程序當滑油管溫度高于160℉(71℃)將會出現滑油溫度高報警，從而引起維護人員的注意；當滑油溫度高于160℉(74℃)將會出現滑油溫度高停車，以確保設備的安全。

(2)3#滑油冷卻風扇啟動/停止控制程序

當滑油管溫度高于100℉(38℃)或低于90(32℃)，滑油冷卻風扇開啟或停止命令使能。具體的說，當高于100℉(38℃)或低于90℉(32℃)時滑油冷動風扇啟動(或停止)命令通過輸出模塊輸入.

當滑油溫度超過140℉(60℃)后，3#冷卻風扇啟動定時器控制電路回路動作(如圖4)這時繼電器K280-3線圈通電(或斷電)其常開接點閉合(或斷開)，接觸器K4983線圈通電(或斷電)，其常開接點閉合(或斷開)接通(或斷開)3#滑油冷卻風扇。

3、滑油壓力控制

PLC控制原理：滑油壓力是通過滑油壓力傳感器TP380(以下簡稱TP380)、輸入輸出模塊、PLC的運算等來實現的。TP380感受0～690kPa范圍內變化的滑油壓力，將其轉換為4～20mA的電流信號，輸入輸出模塊將電流信號轉換為供PLC識別的數字信號，PLC經過運算，將結果存儲在標示為LUBEPRESS的地單元中，供程序調用。

PLC控制目標Taurus60燃氣機共有三套滑油泵，即主滑油泵、交流滑油泵、直流滑油泵。主滑油泵由燃氣輪機驅動，提供燃氣輪機、發電機的潤滑滑油和控制作動器動作的增壓滑油；交流滑油泵用于給燃氣輪機、發電機提供運轉前和動轉后潤滑，而且當主滑油壓力低于設定值時緊急啟動，以確保燃氣輪機的正常運轉；直流滑油泵作為交流滑油泵的備用泵，當交流滑油泵故障或燃氣輪機發電站全站失電時，確保燃氣輪機的潤滑。

當燃氣輪機啟動循環開始后，PLC首先對直流滑油泵進行試驗，當直流泵P903壓力達到4PSI，PLC使得P903斷電停轉并啟動交流滑油泵BP321工作，如果壓力達到6PSI，PLC允許燃氣輪機運轉，PLC啟動前潤滑定時器開始計時，燃氣輪機必須以大于6PIS的壓力進行運轉前潤滑30秒，滑油壓力低于41PIS則PLC給出低滑油壓力報警，若滑油壓力低于25PSI，則啟動不鎖定快速停車。在燃氣輪機穩定運轉條件下，滑油壓力的調節是由滑油壓力溫度控制組件完成的，但PLC始終監控著系統滑油壓力的變化，并在不同狀態下完成低滑油壓力報警、啟動交流滑油泵、啟動不鎖定快速停車等工作。當燃氣機停止運行時，PLC檢查直流泵工作，30秒計時器開始時允許滑油壓力降至3PSI，定時器工作結束，重新接通交流滑油泵，運轉后潤滑開始。這些都是由PLC預先設定的控制程序完成。

PLC根據燃氣輪機不同的運行停車情況，編制了五種不同的運轉后潤滑方案供啟用。

PLC控制過程：

這里我們只介紹滑油系統的壓力計算和直流泵啟動的命令程序。

(1)滑油壓力輸入數據計算。
(2)直流滑油泵

啟動命令使能直流滑油泵是作為交流滑油泵的備用泵，當交流泵或者TP380故障時，直流滑油啟動。

4、結束語

PLC對滑油系統控制是十分完備的，它的控制內容、項目也是十分復雜的。它不但能控制、顯示滑油系統中的壓力、溫度，它還能設置壓力、溫度的極限值，一旦系統超越了這個極限值，可以給出報警信號或停止系統運行，確保設備安全；它還可以控制滑油箱加熱器的工作，控制油箱液位的高低，并給出報警信號等。限于篇幅，我們只能摘取其一小部分，做一簡單介紹，希望能對大型復雜設備的滑油系統的控制有一定的借鑒價值。