PLC在燃气轮机滑油系统的应用

• 2018-09-08

可编程控制器PLC在燃气轮发电站已经得到了广泛应用，它利用内部存储的控制程序软件以及外部的输入数据和操作指令，经过逻辑和算术运算，向控制装置发送指令，完成对燃气轮发电机组和各辅助设备的控制、调节。

可编程控制器PLC在燃气轮发电站已经得到了广泛应用，它利用内部存储的控制程序软件以及外部的输入数据和操作指令，经过逻辑和算术运算，向控制装置发送指令，完成对燃气轮发电机组和各辅助设备的控制、调节。

PLC可以对燃气轮发电机组的发动机转速、排气温度、负载以及发动机各系统的参数、状态进行控制和调节。例如，在滑油系统中，就可完成对压力、温度、液位等参数和滑油加热器、滑油冷动器、交直流滑油泵等状态的控制。本文只介绍对Taurus60燃气轮机滑油系统温度、压力控制的部分应用。

1、Taurus60燃气轮机的滑油系统介绍

Taurus60燃气轮滑油为燃气轮机轴承、发电机轴承和齿轮箱轴承提供润滑油，同时也为压气机可变导流叶片作动器、燃料作动器和放气活门作动器提供增压滑油，控制上述作动器的位置。
滑油系统中温度传感器RTD和压力传感器TP380的安装位置见图1。

2、PLC对滑油温度的控制

PLC控制原理：Taurus60燃气轮机利用温度传感器RTD来控测滑油系统温度，并将其转换为相应的电信号经输入模块的光耦合、A/D转换，转换成数字信号，存储在内部存储器中，PLC扫描内部应用程序，读取数据，进行算术、逻辑运算，结果经输出模块转换输出控制执行机构动作，来达到上述控制目的。

PLC控制目标:对Taurus60燃气轮机滑油温度的控制主要目的如下：①在机组停机时，启动或停止滑油箱加热器；②在运行中若滑油系统温度过高，启动报警回路、停车回路，或发出声光报警或使燃气轮机紧急停车；③控制滑油系统的三个滑油散热器冷却风扇的启动、停止和转速，从而控制滑油系统的滑油温度，使其保持在规定的范围内。

Taurus60燃气轮机组滑油温度传感器RTD共有两个，分别为滑油箱RTD(RT390)和滑油管RTD(RT380)。滑油箱RTD安装在滑油箱内，感受滑油箱滑油温度，当滑油箱滑油温度低于设定值(65℉)(18℃)时，PLC命令滑油箱加热器启动，给滑油加热；当滑油箱滑油温度达到设定值70℉(21℃)时，PLC命令滑油加热器停止运行。滑油管RTD安装在主滑油管上，感受系统滑油温度，当系统温度高于设定值160℉(71℃)时，启动报警回路报警；当系统温度再升高超过设定值165℉(74℃)时，启动燃气轮机紧急停车回路，燃气轮机停止运行。

PLC还可控制滑油散热器的工作，当系统温度高于设定值100℉(38℃)时，PLC命令1#、2#滑油散热器冷却风扇启动，给系统散热；当系统温度低于设定值90℉(32℃)时，PLC命令1#、2#滑油散热器冷却风扇停止工作。1#、2#滑油散热器风扇的工作是由PLC根据系统温度控制风扇变频器的输出，从而实现滑油冷却风扇的平稳调速，因此滑油温度的调节十分精确；当滑油温度超过140℉(60℃)启动3#散热器风扇，它是由继电器控制的。

PLC控制过程：

限于篇幅，我们仅以滑油温度高引起Taurus60滑油系统报警、停车以及3#滑油冷却器风扇的启动、停止为例来探讨一下PLC是如何实现对滑油温度的控制的。

PLC是使用梯形语言进行控制的。

(1)滑油温度高引起报警、停车的控制程序当滑油管温度高于160℉(71℃)将会出现滑油温度高报警，从而引起维护人员的注意；当滑油温度高于160℉(74℃)将会出现滑油温度高停车，以确保设备的安全。

(2)3#滑油冷却风扇启动/停止控制程序

当滑油管温度高于100℉(38℃)或低于90(32℃)，滑油冷却风扇开启或停止命令使能。具体的说，当高于100℉(38℃)或低于90℉(32℃)时滑油冷动风扇启动(或停止)命令通过输出模块输入.

当滑油温度超过140℉(60℃)后，3#冷却风扇启动定时器控制电路回路动作(如图4)这时继电器K280-3线圈通电(或断电)其常开接点闭合(或断开)，接触器K4983线圈通电(或断电)，其常开接点闭合(或断开)接通(或断开)3#滑油冷却风扇。

3、滑油压力控制

PLC控制原理：滑油压力是通过滑油压力传感器TP380(以下简称TP380)、输入输出模块、PLC的运算等来实现的。TP380感受0～690kPa范围内变化的滑油压力，将其转换为4～20mA的电流信号，输入输出模块将电流信号转换为供PLC识别的数字信号，PLC经过运算，将结果存储在标示为LUBEPRESS的地单元中，供程序调用。

PLC控制目标Taurus60燃气机共有三套滑油泵，即主滑油泵、交流滑油泵、直流滑油泵。主滑油泵由燃气轮机驱动，提供燃气轮机、发电机的润滑滑油和控制作动器动作的增压滑油；交流滑油泵用于给燃气轮机、发电机提供运转前和动转后润滑，而且当主滑油压力低于设定值时紧急启动，以确保燃气轮机的正常运转；直流滑油泵作为交流滑油泵的备用泵，当交流滑油泵故障或燃气轮机发电站全站失电时，确保燃气轮机的润滑。

当燃气轮机启动循环开始后，PLC首先对直流滑油泵进行试验，当直流泵P903压力达到4PSI，PLC使得P903断电停转并启动交流滑油泵BP321工作，如果压力达到6PSI，PLC允许燃气轮机运转，PLC启动前润滑定时器开始计时，燃气轮机必须以大于6PIS的压力进行运转前润滑30秒，滑油压力低于41PIS则PLC给出低滑油压力报警，若滑油压力低于25PSI，则启动不锁定快速停车。在燃气轮机稳定运转条件下，滑油压力的调节是由滑油压力温度控制组件完成的，但PLC始终监控着系统滑油压力的变化，并在不同状态下完成低滑油压力报警、启动交流滑油泵、启动不锁定快速停车等工作。当燃气机停止运行时，PLC检查直流泵工作，30秒计时器开始时允许滑油压力降至3PSI，定时器工作结束，重新接通交流滑油泵，运转后润滑开始。这些都是由PLC预先设定的控制程序完成。

PLC根据燃气轮机不同的运行停车情况，编制了五种不同的运转后润滑方案供启用。

PLC控制过程：

这里我们只介绍滑油系统的压力计算和直流泵启动的命令程序。

(1)滑油压力输入数据计算。
(2)直流滑油泵

启动命令使能直流滑油泵是作为交流滑油泵的备用泵，当交流泵或者TP380故障时，直流滑油启动。

4、结束语

PLC对滑油系统控制是十分完备的，它的控制内容、项目也是十分复杂的。它不但能控制、显示滑油系统中的压力、温度，它还能设置压力、温度的极限值，一旦系统超越了这个极限值，可以给出报警信号或停止系统运行，确保设备安全；它还可以控制滑油箱加热器的工作，控制油箱液位的高低，并给出报警信号等。限于篇幅，我们只能摘取其一小部分，做一简单介绍，希望能对大型复杂设备的滑油系统的控制有一定的借鉴价值。