海上平台电脱进料泵电机参数远传改造方案及施工

刘栋鹏

(中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津 300459)

1 问题描述

某海上平台设有3台电脱进料泵，其电机变频器放置于顶甲板的MCC房间内，电脱进料泵的电机各项运行参数只能在变频器的本地显示，在实际生产过程中现场会出现以下2个问题。

问题 1：当流程波动或者倒运电脱进料泵时，中控人员需与发电工联系进行电流、频率的反馈及电机频率调整，此方法存在一定的弊端，一旦发电工外出或巡检不能及时反馈及调节频率，会延长现场应急反应的时间，为生产流程的稳定运行带来不便。

问题 2：当电脱进料泵电机出现故障时，会出现过载或欠载情况，如若不能及时发现电机电流异常会造成电机损坏。

通过对海上平台电脱进料泵进行远传改造，实现了中控人员直接观测电脱进料泵电机各项运行参数，有效缩短了现场应急反应时间，增加了生产流程稳定性。

2 改造方案

针对影响海上平台电脱进料泵远传显示问题，拟将控制电脱进料泵排量大小的变频器频率和电流信号远传至中控系统，以求操作人员根据实时数据快速手动控制现场生产运行。模拟量输入(AI)4～20mA信号是工控系统中最常用的输入信号之一，经过现场确认，电脱进料泵的变频柜上有 1个二次数显仪表，能输出 4～20mA的频率信号，互感电流变送器上也有 4～20mA电流信号，将这 2个信号引入中控 AI卡件即能完成频率及电流的信号采集，再通过中控系统软件组态，能实现各项参数远传至中控系统。

2.1 系统网络架构图

将3台电脱进料泵的信号引入中控AI卡件内，中控系统组态后，在上位机显示各参数，系统网络架构如图1所示。

图1 系统网络架构图Fig.1 System network architecture diagram

2.2 中控系统状态梳理及项目所需点位确定

某平台所使用的中控系统为 Emerson公司DELTAV系统，在项目施工之前，首先对中控系统当前使用状态进行梳理。通过系统工具查询系统授权充足，此次项目选定接入点的中控盘柜位于某平台三期MCC3房间，此房间共有 3面中控盘柜，选定中控盘柜为CEP-RIO2-PCS。

本改造项目所需接入信号分别为：电机运行频率及电机运行电流，两者都是以 4～20mA电流信号进行回传，因此需使用中控的AI(电流输入信号)点，点位要求详见表1。

表1 AI点位需求表Tab.1 AI point requirement table

2.3 电机变频柜频率信号引出方式

某平台的电脱进料泵使用的是 FRENIC5000G11变频器，此变频器外接 1个用于频率显示的二次仪表，以便于本地随时关注电机频率。此二次显示仪表具有模拟量输出端子，由此端子引出一根仪表线缆至中控进行组态，可实现对电机频率远程实时监控。

2.4 互感电流变送器的选型

电机运行电流参数的取样，需在电机变频柜的输出动力缆上安装一个互感电流变送器，此变送器能输出 4～20mA电流信号，由电流变送器的输出端引出仪表线缆至中控进行组态，可实现对电机运行电流远程实时监控。

3 现场施工及中控系统组态

3.1 现场电缆铺设及硬件安装

3.1.1 现场电缆铺设路线

电脱进料泵变频器位于 MCC间内，接入中控系统的控制柜位于CEP三期MCC3间内，需铺设1根长度约100m的7P电缆来连接2个节点。

3.1.2 电流变送器的安装

本次改造选用的 MIK-SJI三相交流电流变送器是一种将三相交流电流隔离变送成线性直流模拟信号的装置，可用于测量电机三相电流。将实时采集的信号转换为 4～20mA电流信号输出，将此电流变送器安装至电脱进料泵变频器输出动力缆上(图2)。

图2 电流变送器安装方式Fig.2 Installation mode of current transmitter

3.1.3 二次数显仪表接线

电脱进料泵变频器频率本地显示使用二次数显仪表，经过查询设备使用说明书，数显仪表的 9、10端子为 4～20mA输出信号，将此信号接入中控组态后进行频率显示。

3.2 中控系统组态

本项目所需接入信号分别为：电机运行频率及电机运行电流，Emerson公司 DELTAV系统的组态，使用的是其自带的组态软件 Deltav Explorer，共需对6个AI点进行组态、下装。

电脱进料泵回传信号组态步骤：

①打开 Deltav Explorer软件，找到本次所需的CEP-RIO2-PCS-C08 与 CEP-RIO2-PCS-C10 2个卡件，并分别使用所需的通道，本次所使用的通道分别为 C08 卡的 CH04、CH05、CH06、CH07、CH08 以及C10卡的 CH08共 6个点位，右键点击通道选择Properties勾选Enable并命名各点位，对此6个点位完成命名后进行下装。

②在软件面板右侧新建 6个控制模块供本项目使用，并对此控制模块依次命名。

③右击此控制模块进入 Contorl Studio，在软件面板右侧选择一个Analog Input控件，拖入组态面板空白处，右键单击此 AI控件并进行地址分配，分配路径是之前创建的 Physical Network下的卡件通道内，分配完成之后左键单击此 AI控制模块，在界面左下角对 OUT_SCALE Properties进行设置，量程设置为0～50单位，单位设置为Hz。

④电流信号的组态与频率信号的组态非常类似，都是以 AI信号接入中控，在组态过程中只需把 AI控制模块的 OUT_SCALE Properties单位设置为A(安培)即可，具体过程不再赘述。

⑤在 DeltaV Operate(Run)界面中右击选择快速编辑，进入画面组态程序，在程序界面的功能选项区选择“Datalink Stamper”来创建能连接显示数据的字符串，将新建的字符串放置在控制画面上并对字符串进行数据链接(图3)。

图3 画面组态Fig.3 Picture configuration

4 效果及结论

经过改造后，现场流程出现过波动情况，此时生产操作人员能直接观测电脱进料泵的各项参数，提高流程应急效率，更好地把控现场流程情况，使流程稳定运行，没有出现过因电脱进料泵运行不稳定而导致的限产事件，电脱进料泵电机参数远传改造成功。