1、整合增压撬进GE系统的必要性

增压撬是压缩机干气密封系统重要组成部分，目前增压撬控制算法存在一定不足，其通过压缩机进出口汇管差压值决定增压泵启停，而没将干气密封密封性能核心指标PDIT153差压值作为启停逻辑依据，使系统不能及时发现压缩机密封失效，给机组安全运行带来风险。同时，将增压撬系统由SCADA系统转为由压缩机控制系统直接控制，以提高整个压缩机系统的运行效率。

2、主要工作量

将增压撬启停控制整合至GE压缩机(PCL503)UCP控制系统,主要工作内容包括:1、分析目前增压撬控制算法存在的不足,提出优化控制算法;2、UCP下位机编程实现增压撬手自动控制;3、压缩机监控界面HMI增压撬画面制作、组态；4、系统调测试、安全风险控制措施。

3、技术实现方法

增压加热橇主要作用是对干气密封的主密封气源进行增压，实现与压缩机干气密封气进口之间的压力差（PDIT153）。开启增压加热橇，对密封气进行增压，以满足干气密封的需求，同时橇内的加热器可以对密封气进行加热，防止天然气温度低于水露点出现液体损坏密封环。

增压加热橇的控制：通过控制增压泵驱动气路球阀ROV501（电磁阀SOV501）通断，实现气动增压系统的启动和停止。

图1 RACK3 POS.4 数字量输出I/O模块

图2 供电原理

图3 电磁阀SOV501控制图

为实现在GE HMI上位机控制增压泵启停，需做如下工作：

3.1、硬件及接线准备：选取数字量输出I/O模块中备用KA24继电器（图4），该继电器线圈由RACK3 POS.4 数字量输出I/O模块通道控制B8（图1，柜内接线图），通过Control PLC（非ESD PLC）发送1或0信号通断KA24线圈（24V或0V）来控制增压泵驱动气路气动球阀ROV501的电磁阀SOV-501回路。

图4 UCP机柜KA24继电器

3.2、下位机编程组态测试

CIMPLICITY Machine Edition 是美国GE PLC的编程软件，该通用工程开发环境可以为GE 智能平台所有的控制器产品进行编程、组态和诊断。

物理地址的选择

PAC存储区域分为以下类别：

图5 PAC存储区域划分

在系统硬件接线确定后，需要规划PAC外接的继电器（输出元件）对应的的物理地址以及赋予这些点一个唯一的变量名。本项目需新增加5个物理地址，包括1个数字量输出和4个内部存储变量。查找图纸，筛选未使用的通道，初步确定哪几个可以备选；打开机组控制程序，将程序中所有变量按物理地址排序(变量是被命名的数据存储区。在工程中的所有变量都在变量浏览栏中被列出。每一个变量都会占用一个PLC的内存空间)，核实备选物理通道是否被占用。

我们有两种方式来为非符号型的变量分配PLC内存地址。

第一种方式: 

1. 在工程浏览窗口的变量标签栏中，右键点击变量并选择属性Properties，进入变量的属性窗口。

2. 在 Ref Address 栏中，输入PLC内存地址，直接输入确定的地址，如%R00123 或 123R，那么%R00123就被分配给这个变量。仅输入地址的类型，如%R，PLC将为它自动分配一个连续的并且未被其他变量所使用的地址。例如，如果在其他变量中分配的PLC地址最高使用到 %R00122，那么输入 %R 就将对应地址 %R00123。  

第二种方式:

1. 在工程浏览窗口的变量标签栏中，右键点击变量并选择属性Properties，进入变量的属性窗口。

2. 在 Ref Address 栏中点击按钮。

进入地址分配向导

3. 在内存变量选择列表中，选择你需要的PLC内存变量类型。

4. 在序号栏中，输入地址序号。 

5. 选择对应位的序号。

6. 点击 OK.

参考变量察看表（RVTs）能够实时的监视和改变的变量地址表。通过添加自定义变量表，可实时查看所关心变量地址实时数据值。

图6

增压泵启停有手自动两种控制方式，在GE UCP系统实现手动控制SOV501原则如下，

1、plc手动启停增压泵

控制逻辑图如下：

图7 手动启增压泵逻辑

其中，RS触发器（Reset-Set trigger），其触发原理是，当开阀命令发出后，S后端输出1，之后，S后端输出值不变，直至R触发器收到关阀命令，R=1，同时S=0。PO脉冲输出元件，输入开关阀信号后，持续输出0.5秒的相应信号后终止输出信号。

2、plc自动启停增压泵

下述条件之一满足即自动启增压泵，

压缩机进出口汇管压力差（PIT205和PIT206两压变差）小于0.3Mpa

PDIT153的值小于65Kpa

下述条件满足即自动停增压泵逻辑，

压缩机进出口汇管压力差（PIT205和PIT206两压变差）大于0.5Mpa

具体的手自动程序代码见附录1。

3.3、GE Fanuc Cimplicity HMI上位机增压撬控制界面的制作、组态

GE UCP上位机需增加增压泵启停控制画面，组态后手动开增压泵控制界面如下图所示，

图8 HMI手动控制增压泵画面

图9 HMI手动控制增压泵画面组态

    在workbench中增加四个点，分别为DC_ROV 501_OPEN、DC_ROV 501_CLOSE、DC_ROV 501_AUTO和DC_ROV 501_MANUAL，组态更新。 

4、安全风险评估与控制

下位机梯形图编程过程中，宜采用空闲的物理地址作为电磁阀继电器数字量输出I/O模块通道和中间变量寄存地址，避免占用已用的物理地址，以防与原有的控制逻辑对冲，解决方法：

1、按物理地址对已有变量进行排列，确保新选用的数字量输出通道和中间变量未占用其他逻辑通道； 在定义新物理地址M和数字寄存器R时，建议通过仅输入地址的类型，如%R，PLC将为它自动分配一个连续的并且未被其他变量所使用的地址来实现。

2、选择PLC> General > Duplicate Addresses: 可以设定是否对变量地址重复进行阻止，警告或忽略；

3、做好原有控制程序备份工作。

5、实测注意事项

1、实测前，应对增压撬顺控模式进行模拟逻辑测试，在下位机强制相关点，观察手、自动状态下KA24继电器是否正常输出（指示灯亮绿灯，代表开命令回路已导通）。

2、为保证系统测试过程中压缩机机组密封系统的安全，UCP系统增压泵手自动启停测试宜选在压缩机启机任务即将完成的时刻（此刻压缩机出口汇管压力一般大于进口汇管压力0.3Mpa，无需开增压泵已能保证干气密封需求），之前增压泵启停由站控SCADA系统控制。

3、保留原有的站控SCADA增压撬控制系统热备状态，与GE UCP增压撬控制系统互为备用。

附录1：

增压泵启停优化梯形图程序代码：