煉油與化工裝置

聯(lián)鎖投用率與自動(dòng)控制率低

原因分析及解決方案一、聯(lián)鎖投用率投用低的原因分析1、聯(lián)鎖系統(tǒng)的理解聯(lián)鎖系統(tǒng)也被稱(chēng)為安全聯(lián)鎖系統(tǒng)、緊急停車(chē)系統(tǒng)、安全儀表系統(tǒng)等等。安全儀表系統(tǒng)（聯(lián)鎖系統(tǒng)）是由國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）標(biāo)準(zhǔn)IEC61508及IEC61511定義的專(zhuān)門(mén)用于安全的控制系統(tǒng)，它是指設(shè)計(jì)出來(lái)用于對(duì)設(shè)備可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行動(dòng)作的控制系統(tǒng)，必須能夠迅速、正確的事故做出響應(yīng)，最終能夠完全的避免事故的發(fā)生或者至少能減少事故給設(shè)備、環(huán)境、人員造成的危害。2、聯(lián)鎖系統(tǒng)的特點(diǎn)1）元件多、程序復(fù)雜、質(zhì)量要求高。組成全系統(tǒng)的儀表臺(tái)件、部件及各類(lèi)開(kāi)關(guān)多，相互連接復(fù)雜，而任何環(huán)節(jié)的動(dòng)作又不得有誤，因此對(duì)系統(tǒng)中器件的質(zhì)量要求高。

2）動(dòng)作迅速、靈敏度高。由于工藝參數(shù)傳到系統(tǒng)后，各個(gè)環(huán)節(jié)都是通過(guò)電信號(hào)傳遞的，動(dòng)作迅速、靈敏度高，不允許有任何的外界干擾和一絲的誤操作。

3）必須有嚴(yán)格的操作管理制度。因?yàn)槁?lián)鎖系統(tǒng)時(shí)刻在嚴(yán)格監(jiān)督、控制著全裝置與安全密切關(guān)聯(lián)的部位，所以必須有一整套嚴(yán)格的操作管理制度。3、聯(lián)鎖系統(tǒng)的作用：維持裝置正常生產(chǎn)，減少故障后事故發(fā)生的概率；降低事故發(fā)生后的損失；監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)；在出現(xiàn)危險(xiǎn)條件時(shí)采取相應(yīng)措施，防止危險(xiǎn)發(fā)生或減少危險(xiǎn)造成的后果，避免潛在風(fēng)險(xiǎn)給人、設(shè)備造成傷害，給環(huán)境帶來(lái)不良影響。4、聯(lián)鎖系統(tǒng)大體分類(lèi)：聯(lián)鎖系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用對(duì)象可分為設(shè)備類(lèi)聯(lián)鎖和工藝類(lèi)聯(lián)鎖以及安全類(lèi)聯(lián)鎖（安全類(lèi)聯(lián)鎖說(shuō)明：盡管所有聯(lián)鎖都是起到安全保護(hù)作用，但是這里我所說(shuō)的是消防設(shè)施、安技裝備類(lèi)聯(lián)鎖系統(tǒng)）（1）設(shè)備類(lèi)聯(lián)鎖系統(tǒng)：為防止轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)超過(guò)規(guī)定的安全界限而設(shè)置的保護(hù)性自動(dòng)控制系統(tǒng)，如：轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、位移、軸承或軸瓦溫度及潤(rùn)滑油、干氣密封壓力、流量、密封油的油氣壓差等的聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)。（2）工藝類(lèi)聯(lián)鎖系統(tǒng)：為防止工藝運(yùn)行參數(shù)超過(guò)規(guī)定的安全界限而設(shè)置的保護(hù)性自動(dòng)控制系統(tǒng)，如：物料的流量、壓力或溫度；容器液位、溫度或壓力；塔的液位、溫度或壓力；加熱爐和鍋爐溫度或壓力等聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)。（3）安全類(lèi)聯(lián)鎖系統(tǒng)：為防止安全運(yùn)行參數(shù)超過(guò)規(guī)定的安全或環(huán)保界限而設(shè)置的保護(hù)性自動(dòng)控制系統(tǒng)，如：封閉式壓縮機(jī)廠房?jī)?nèi)可燃?xì)鈭?bào)警器高報(bào)啟動(dòng)排風(fēng)扇，消防泵的自啟動(dòng)等等。（這里再說(shuō)明一下：有的單位可能認(rèn)為這是正常的聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，不應(yīng)該定義為聯(lián)鎖系統(tǒng)，目前很所設(shè)計(jì)單位都把此聯(lián)動(dòng)設(shè)為聯(lián)鎖，這可能就是理解的問(wèn)題）5、聯(lián)鎖解除的原因（1）設(shè)備類(lèi)聯(lián)鎖解除的原因設(shè)備聯(lián)鎖回路設(shè)計(jì)不合理例如測(cè)量軸瓦溫度的熱電偶引出線的引出槽設(shè)計(jì)不合理，在轉(zhuǎn)角處有的設(shè)計(jì)成90°直角，容易磨斷熱電偶引出線，設(shè)計(jì)成凹槽更為合理。設(shè)備聯(lián)鎖回路設(shè)備設(shè)施不完好（包括設(shè)備故障、輔助設(shè)施不完好）設(shè)備故障大體分為：現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表故障；控制系統(tǒng)故障；執(zhí)行器件故障。（輸入/控制/輸出）我們先引入兩個(gè)概念，隱形故障和顯性故障。

隱形故障：

以壓力開(kāi)關(guān)和電磁閥為例：現(xiàn)場(chǎng)壓力開(kāi)關(guān)采用常開(kāi)方式，當(dāng)壓力低于設(shè)定值時(shí)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，聯(lián)鎖動(dòng)作。這種設(shè)計(jì)基于這樣一個(gè)原則，即當(dāng)工藝參數(shù)正常時(shí)，開(kāi)關(guān)是常開(kāi)的，繼電器線圈是失電的，用于聯(lián)鎖動(dòng)作的電磁閥也是失電的。

由于壓力開(kāi)關(guān)是安裝在現(xiàn)場(chǎng)，其常開(kāi)觸點(diǎn)的觸頭時(shí)間一長(zhǎng)，觸頭受空氣中雜質(zhì)腐蝕、材料老化、觸頭磨損等因素影響，事故一旦出現(xiàn)，將造成常開(kāi)觸點(diǎn)不能準(zhǔn)確閉合，導(dǎo)致聯(lián)鎖不動(dòng)作。這種聯(lián)鎖該動(dòng)作拒動(dòng)作的故障通常稱(chēng)為隱性故障。

同樣，聯(lián)鎖電磁閥絕大多數(shù)時(shí)間都處于失電狀態(tài)，而當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，電磁閥帶電，但因長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)作，電磁閥也可能在事故發(fā)生時(shí)卻動(dòng)作不了，同樣也會(huì)出現(xiàn)隱性故障。

這種隱性故障一旦發(fā)生時(shí)，對(duì)生產(chǎn)裝置的危害是非常大的，后果不堪設(shè)想。于是人們就想從設(shè)計(jì)角度出發(fā)如何來(lái)防止隱性故障的發(fā)生。顯性故障：1.采用壓力開(kāi)關(guān)的常閉觸點(diǎn)。2.電磁閥采用正常通電方式。

當(dāng)壓力正常時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合，繼電器線圈帶電，聯(lián)鎖電磁閥也帶電。而當(dāng)潤(rùn)滑油壓力低于設(shè)定值時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)斷開(kāi)，繼電器失電，聯(lián)鎖電磁閥失電。

采用上述原則后，可有效地防止聯(lián)鎖該動(dòng)作時(shí)拒動(dòng)作的隱性故障發(fā)生。但是對(duì)儀表可靠性要求高，儀表接線松動(dòng)，電磁閥和壓力開(kāi)關(guān)的故障都會(huì)引起聯(lián)鎖動(dòng)作。我們把在生產(chǎn)正常運(yùn)行時(shí)由于儀表故障、線路松動(dòng)所引起的聯(lián)鎖動(dòng)作稱(chēng)為顯性故障。

1）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表故障：據(jù)統(tǒng)計(jì)大多數(shù)都是熱電偶、熱電阻、振動(dòng)、位移等傳感器故障，這些傳感器大多都是埋在軸瓦里面，如果因?yàn)檎駝?dòng)、摩擦等原因造成傳感器故障，此回路的聯(lián)鎖只能臨時(shí)解除，待機(jī)組檢修時(shí)處理該傳感器，這種問(wèn)題是造成設(shè)備類(lèi)聯(lián)鎖解除的主要原因。2）機(jī)組控制系統(tǒng)故障：機(jī)組控制系統(tǒng)故障也分為很多種，諸如：供電系統(tǒng)故障；CPU卡板、通訊卡板、I\O卡板、安全柵、繼電器、接線端子、信號(hào)電纜等故障。其中供電系統(tǒng)的故障較多，特別是負(fù)載較大的空氣開(kāi)關(guān)。3）執(zhí)行器件故障：執(zhí)行器件故障包括切斷閥故障（切斷閥故障包括閥體故障、執(zhí)行器故障、電磁閥故障等）；電氣的接觸器故障（涉及聯(lián)鎖的接觸器大多是啟停泵的接觸器），其實(shí)有很多時(shí)候接觸器已經(jīng)動(dòng)作了，但是輔助觸點(diǎn)卻沒(méi)有相應(yīng)的斷開(kāi)或者吸合，這一點(diǎn)是致命的。輔助設(shè)施不完好包括引壓線積液、管線振動(dòng)、信號(hào)干擾、儀表風(fēng)線漏氣等等。（2）工藝類(lèi)聯(lián)鎖解除原因工藝聯(lián)鎖回路設(shè)計(jì)不合理如：汽輪機(jī)排氣壓力低低聯(lián)鎖值是800KPa，而冬季時(shí)管網(wǎng)壓力才700KPa，所以不修改聯(lián)鎖值該聯(lián)鎖就不能正常投用。工藝聯(lián)鎖回路設(shè)備設(shè)施不完好（與設(shè)備聯(lián)鎖回路設(shè)備設(shè)施不完好描述一樣）但是工藝聯(lián)鎖回路設(shè)備設(shè)施不完好不是工藝聯(lián)鎖投用率低的主要原因。工藝介質(zhì)問(wèn)題例如：有的單位生產(chǎn)裝置稀釋蒸汽含有少量油，使得DS流量測(cè)量不穩(wěn)定，造成稀釋蒸汽流量低低聯(lián)鎖不能投用。

下圖就是稀釋蒸汽里面排除的油污稀釋蒸汽流量降低后，需頻繁進(jìn)行排表操作，需要解除聯(lián)鎖。再例如：某容器內(nèi)有雜物，造成該容器液位低聯(lián)鎖不能正常投用，下圖就是測(cè)量容器液位的雙法蘭變送器導(dǎo)壓管里面的排除的污垢（污垢以鐵銹為主）。

。工藝操作的不良習(xí)慣

工藝操作人員的不良操作習(xí)慣是造成工藝聯(lián)鎖投用率低的最主要原因。例如：有的生產(chǎn)車(chē)間操作人員習(xí)慣手動(dòng)操作，認(rèn)為手動(dòng)操作更為安全，認(rèn)為如果現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表出現(xiàn)故障，會(huì)引起聯(lián)鎖誤動(dòng)作，造成不必要的停車(chē)。個(gè)人認(rèn)為這種說(shuō)法有待商榷，什么叫聯(lián)鎖誤動(dòng)作？我認(rèn)為在儀表專(zhuān)業(yè)中就不應(yīng)該有誤動(dòng)作這個(gè)詞語(yǔ)，所謂的誤動(dòng)作其實(shí)就是儀表設(shè)備故障，其它專(zhuān)業(yè)出現(xiàn)問(wèn)題就叫做故障，儀表出現(xiàn)問(wèn)題就叫做誤動(dòng)作，我建議我們儀表專(zhuān)業(yè)人員不要從我們口中說(shuō)出誤動(dòng)作這個(gè)詞語(yǔ)，故障就是故障，不應(yīng)該有誤動(dòng)作等說(shuō)法。二、聯(lián)鎖投用率投用低的解決方案

1、首先應(yīng)明確聯(lián)鎖系統(tǒng)的管理職責(zé)只有明確職責(zé)才能落實(shí)責(zé)任，應(yīng)明確設(shè)備類(lèi)聯(lián)鎖、工藝類(lèi)聯(lián)鎖、安全類(lèi)聯(lián)鎖的管理的部門(mén)職責(zé)分工，明確職責(zé)分工是提高聯(lián)鎖投用率至關(guān)重要的因素，也就是具有可操作性的聯(lián)鎖管理制度。2、應(yīng)有明確的管理考核細(xì)則（3點(diǎn)考核細(xì)則建議）嚴(yán)格執(zhí)行《聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)管理規(guī)定》聯(lián)鎖動(dòng)態(tài)臺(tái)帳內(nèi)容齊全，管理規(guī)范；聯(lián)鎖變更\解除\恢復(fù)申請(qǐng)報(bào)告單審批手續(xù)齊全，執(zhí)行嚴(yán)格。（一項(xiàng)不合格………)聯(lián)鎖回路設(shè)備設(shè)施故障，并且具備處理該故障條件，而未及時(shí)處理，造成該聯(lián)鎖未投用。(聯(lián)鎖解除1點(diǎn)……)聯(lián)鎖回路設(shè)備設(shè)施完好，并且該聯(lián)鎖回路所在設(shè)備單元處于運(yùn)行狀態(tài)。(聯(lián)鎖解除1點(diǎn)……)3、聯(lián)鎖系統(tǒng)的所有儀表設(shè)備選型至關(guān)重要聯(lián)鎖系統(tǒng)應(yīng)選安全、可靠、性?xún)r(jià)比高的產(chǎn)品，例如開(kāi)關(guān)量的檢測(cè)儀表流量開(kāi)關(guān)可靠性就不高，極易出現(xiàn)故障，應(yīng)選用渦街、孔板等連續(xù)測(cè)量的儀表，浮球式液位開(kāi)關(guān)就可以使用，第一故障率不高，第二采購(gòu)成本比浮筒液位計(jì)還便宜，也就是性?xún)r(jià)比高。聯(lián)鎖回路也應(yīng)該盡可能減少中間環(huán)節(jié)，例如熱電偶、熱電阻是選用溫度變送器還是使用補(bǔ)償導(dǎo)線，其實(shí)兩種選擇都可以，但是選用補(bǔ)償導(dǎo)線還是安全一些，估計(jì)各個(gè)單位都有因?yàn)闇囟茸兯推鞴收显斐裳b置停車(chē)的。4、在控制系統(tǒng)中編制故障信號(hào)判斷程序，降低現(xiàn)場(chǎng)變送器故障觸發(fā)聯(lián)鎖的幾率

例如：可以把溫度變送器內(nèi)部組態(tài)設(shè)置更改為熱電偶斷線輸出最小，以防止現(xiàn)場(chǎng)熱電偶斷路時(shí)溫度變送器輸出過(guò)大導(dǎo)致裝置聯(lián)鎖停車(chē)。也可以把溫度變送器硬件跳線更改為本身故障時(shí)輸出最小，防止溫度變送器檢測(cè)到其自身故障時(shí)輸出過(guò)大導(dǎo)致裝置聯(lián)鎖。還可以檢查SIS系統(tǒng)內(nèi)部組態(tài)，設(shè)置為溫度變送器與SIS系統(tǒng)間的接線斷路，SIS系統(tǒng)保持上一掃描周期，即斷路前的數(shù)值。以上方法均可以減少因現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表故障導(dǎo)致裝置聯(lián)鎖停車(chē)。5、把握好設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，

避免設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，應(yīng)用中當(dāng)出現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理時(shí)，要積極與設(shè)計(jì)部門(mén)溝通，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行修改

6、應(yīng)積極解決聯(lián)鎖回路的設(shè)備設(shè)施不完好狀態(tài)應(yīng)主動(dòng)、及時(shí)解決聯(lián)鎖回路的設(shè)備設(shè)施故障，為聯(lián)鎖回路投用提供設(shè)備保障。三、儀表控制率投用低的原因分析1、首先介紹一下控制率的統(tǒng)計(jì)方法幾點(diǎn)說(shuō)明關(guān)于因工藝生產(chǎn)停止使用、停止控制的幾種情況說(shuō)明：凡是裝置正常生產(chǎn)，所安裝的儀表均應(yīng)當(dāng)投用，只有下面三種情況才確屬工藝生產(chǎn)停用：控制率=（1）在正常生產(chǎn)時(shí)，裝置部分設(shè)備不使用，其所屬的儀表停用，屬生產(chǎn)不使用、不控制。如機(jī)組上的儀表；多臺(tái)設(shè)備，生產(chǎn)停用設(shè)備上的儀表等。但是生產(chǎn)停用儀表，也必須達(dá)到完好條件，當(dāng)生產(chǎn)使用時(shí)，應(yīng)立即能夠啟用；（2）選擇系統(tǒng)在控制系統(tǒng)中，通過(guò)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，控制工藝生產(chǎn)。因生產(chǎn)需要可以選擇控制的回路，這時(shí)待用的回路，可計(jì)算為生產(chǎn)停用。如加熱爐出口溫度控制，即可與燃料油流量串級(jí)，又可與燃料氣流量串級(jí)控制，二者必居其一，這時(shí)沒(méi)有選中的回路，可算生產(chǎn)停控。如果與其兩個(gè)回路都串不上，則儀表?？厝齻€(gè)回路；（3）因某種原因裝置較長(zhǎng)時(shí)間不生產(chǎn)或停工檢修超過(guò)20天以上的，裝置儀表屬于工藝生產(chǎn)停用、?？?。2、控制率低的原因工藝控制回路設(shè)計(jì)不合理（包括調(diào)節(jié)閥的流通能力設(shè)計(jì)不合理等）例如：某裝置生產(chǎn)正常時(shí)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度才10%左右，該調(diào)節(jié)閥所在的控制回路就很難投自動(dòng)，及時(shí)投上自動(dòng)控制，也很難平穩(wěn)，因?yàn)樵摶芈房垢蓴_能力太差。儀表、閥門(mén)等硬件設(shè)施不完好

變送器故障、冬季伴熱不好導(dǎo)致儀表凍堵，執(zhí)行機(jī)構(gòu)不靈活、回差大，反饋機(jī)構(gòu)故障等都將導(dǎo)致控制回路無(wú)法正常投用自動(dòng)控制PID參數(shù)整定不合理

PID參數(shù)整定不合理是導(dǎo)致回路投自動(dòng)控制率低的最常見(jiàn)原因。PID參數(shù)整定到底由誰(shuí)來(lái)負(fù)責(zé)，是儀表還是工藝人員？工藝操作人員熟悉控制對(duì)象的狀況，過(guò)去二型儀表是由工藝人員負(fù)責(zé)整定PID參數(shù)。現(xiàn)在隨著DCS的應(yīng)用，部分企業(yè)由儀表人員整定PID參數(shù)。建議儀表人員對(duì)工藝進(jìn)行培訓(xùn)后，由工藝進(jìn)行整定PID參數(shù)，特別是單回路。工藝操作的不良習(xí)慣工藝操作人員的不良操作習(xí)慣是造成控制率低的最主要原因。例如：有的生產(chǎn)車(chē)間操作人員習(xí)慣手動(dòng)操作，認(rèn)為手動(dòng)操作更為安全，認(rèn)為如果現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表出現(xiàn)故障，會(huì)引起裝置波動(dòng)，造成不必要的損失。例如：某次冬季我到某裝置查看控制率投用情況，在DCS畫(huà)面上有幾個(gè)控制回路沒(méi)有投自動(dòng)，就問(wèn)為什么不投自動(dòng)控制，操作人員講害怕現(xiàn)場(chǎng)凍變送器凍凝如果變送器凍凝，還投自動(dòng)控制，生產(chǎn)就會(huì)波動(dòng)。再問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)變送器經(jīng)常凍凝嗎？答，沒(méi)有。幾年前出現(xiàn)過(guò)凍凝現(xiàn)象，而且這幾個(gè)控制回路特別重要，我們習(xí)慣投手動(dòng)控制了。這個(gè)例子說(shuō)明了兩個(gè)問(wèn)題，第一投手動(dòng)控制是習(xí)慣性操作，第二就是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備的穩(wěn)定性不信任。復(fù)雜控制回路投自動(dòng)確實(shí)困難例如：三沖量控制、串級(jí)控制、選擇控制等，回路組態(tài)不合理時(shí)會(huì)出現(xiàn)切換過(guò)程中的擾動(dòng)或積分飽和等問(wèn)題，導(dǎo)致無(wú)法投用自動(dòng)控制。四、控制率投用低的解決方案1、首先應(yīng)明確控制率的管理職責(zé)應(yīng)明確控制率管理的部門(mén)職責(zé)分工，是生產(chǎn)運(yùn)行部門(mén)管還是機(jī)動(dòng)設(shè)備部門(mén)，或者其它部門(mén)管，明確職責(zé)分工是提高控制率至關(guān)重要的因素。2、真實(shí)的控制率統(tǒng)計(jì)方法據(jù)了解目前煉化板塊的很多地區(qū)公司都實(shí)現(xiàn)了控制率的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)工作，及時(shí)準(zhǔn)確掌握控制率的真實(shí)情況，是提高控制率的根本保證。3、嚴(yán)格的考核細(xì)則有明確的、具有可操作性的考核實(shí)施細(xì)則是提高控制率的必要手段。4、再次明確因工藝原因未投自動(dòng)控制的原因控制率的統(tǒng)計(jì)方法中有三種認(rèn)為是工藝原因，可以從分母中去除，我想說(shuō)明一點(diǎn)，不管什么原因只要沒(méi)有投自動(dòng)控制的回路，都應(yīng)該有相關(guān)責(zé)任部門(mén)確認(rèn)，例如因?yàn)楣に囋虿荒芡蹲詣?dòng)控制的，應(yīng)該由生產(chǎn)運(yùn)行部門(mén)確認(rèn)。如果確實(shí)是儀表故障原因不能投自動(dòng)控制的，應(yīng)由機(jī)動(dòng)設(shè)備部門(mén)確認(rèn)