石油化工压缩机是工艺装置的核心设备，由于造价高，大部分单台运行，一但压缩机联锁、非计划停机，就造成生产装置的停车。再次开车造成物料、能量、环境的损失，给装置带来安全隐患。因此压缩机安全、长周期平稳运行十分重要，国际通用规范（API）要求大型压缩机连续运行三年以上不需要停车检修，这对大型压缩机长周期可靠运行提出更高的要求，其中控制系统及现场仪表的可靠性直接关系到压缩机运行的可靠性。

 

1  TS3000控制系统可靠性分析

TS3000系统是美国TRICONEX公司的现代化的产品，安全等级达到了TUV6级或SIL3级。它采用了三重化（TMR）冗余结构处理器技术，它将三路隔离、各自好立并行执行控制程序和广泛的诊断集成在一个系统中，用三取二表决提供高度完善、无差错、不间断的过程操作。每一个I/O卡件也均采用三重化设计，即一个信号进入一个卡件通道时，分别分成三个好立的通道在表决后电路后进入系统，即时系统一路故障报警，系统也能正常工作，运行状态通过在卡件发光二级管显示（正常绿色故障红色）。信号经三个主处理器处理后沿着三个通道被送到输出卡件，并在输出卡件中再次进行表决和决择后输出，不会因内部单点故障系统失效而造成误停车。

 

TS-3000的系统合理使用了ETP断子板，ETP是连接各卡件通道到现场接线端子集成件，用专用的KS电缆把ETP端子板与I/O卡件相连接，ETP对处理故障起重要作用，如DI输入卡件的ETP端子板带保险管和发光二级管，当保险丝断了，发光二极点亮为红色，可讯速查找到故障点。TS-3000具有SOE功能，一旦事件发生，以毫秒级记录发生事件，分析出事件的先后顺序，能尽快找到事故的原因，可以说压缩机的“黑匣子”。

 

压缩机控制系统设计时，应选有三重化冗余、容错、诊断功能、SOE事故记录功能等如TS000的可靠性强的控制系统。

 

2  现场配套仪表的选型

压缩机配套现场安全仪表主要有，检测润滑油压力仪表、轴温、轴振动仪表，其可靠性直接关系着整个系统的可靠性。在仪表选型过程中应从多方面进行考虑，包括仪表的自身性的可靠性及外界环境、安装等方面。

 

2.1 润滑油压力检测元件

按照系统可靠性的原则选择仪表配置方式，为故障安全型。目前润滑油压力低低联锁常见有压力开关和压力变送器两种形式仪表。选用压力开关，调校好压力开关，线接到润滑油压正常时闭触点（故障安全型）。选用压力开关有以下问题；触点长期闭合（故障安全型）不动做，有时会出现黏合或接触不良，导致误动作和不动作，另每次调校要把表拆下了，在校验台调校，在安装过程部分压力开关顶丝跑位现象，造成连锁值不准，影响到压缩机安全性。故选用带Hart协议和LCD显示功能智能压力变送器克服了压力开关弊端，智能压力变送器输出稳定，并带数字信号的4~20mA信号，压力实际值随时能看到，通过手持终端就完成压力变送器的调校和联锁自保试验。控制系统的运算功能多，速度快，连锁值在控制系统运算后输出。变送器也采用了冗余的配置方案，方式为“三取二”的逻辑表达形式。3台变送器安装接线是相互好立，其检测信号分别进入控制系统表系统的3个不同的输入模块。这种配置方式既增强了系统的可靠性。除了降低变送器、压力开关的自身故障情况失效导致系统的停车事故，还有效地避免了外界环境如导压管堵塞，接头泄漏、线路接触不良等多方面的因素，从根本上提高可靠性。

 

2.2 轴系仪表

轴系仪表主要包括轴振动、轴位移、键相位、轴瓦温度及转速等。在压缩机运行过程中，轴系仪表故障率略高，经常出现轴温开路或干扰温度突然变#大，或轴振动和轴位移探头、延伸电缆及前置器故障或干扰，造成压缩机联锁停车。这种故障是突发的，无征兆，有时瞬间回复正常。要消除这种隐患，按规范安装轴系仪表，确保安质量外，并在控制器逻辑算上对信号适当处理，减少信号故障的发生，降低事故的停车率，提升其的可靠性。

 

2.2.1  轴温仪表

机组轴瓦温度，一般采用PT100双支热电阻检测，按照固定方式可分为直插式，螺纹式等，直插式双支热电阻用固定胶固定在轴瓦上，防止双支热电阻引线损伤或断路，安装期间，热电阻线从轴瓦组件中引出，按固定的路径敷设，作好固定措施，同时与机械专业配合好，防止轴瓦安装时把热电阻压坏、压断，固定好路径要仔细检查，避开锐边锐角对线的损伤。在温变安全删的组态中，组态热电阻开路、断路时输出值置零并报警，避免因热电阻开路显示变#大造成连锁停车，或控制系统的温度联锁逻辑运算中，对温度信号做延时避过干扰。

 

2.1.2  轴振仪表

压缩机轴系仪表在安装除了按说明及规范要求安装外，避免探头的猪尾线与延伸电缆连接扭力；检查延伸电缆的绝缘层，将同轴电缆接头拧紧并做绝缘处理，防止电缆多点接地造成信号异常波动（延伸电缆和探头猪尾线选用铠装的比较好）；密封探头与壳体连接处，防止油气顺着探头和延伸电缆渗出，造成同轴电缆接头接触不良，从安装施工提高其可靠性。

 

3  维护旁路开关的设置

为了提高系统的可用性，合理的旁路开关和操作旁路开关的设计变尤其重要。维护旁路开关主要用于联锁现场仪表和线路维护暂时旁路信号输入，使控制系统联锁逻辑输出不受维护线路和仪表信号的影响，方便现场仪表进行在测试和维护，避免因仪表维护造成压缩机联锁停机。维护旁路设置为软开关，并设置安全级别口令，设置明显的旁路报警显示，仪表故障处理好，尽快解除维护旁路。操作旁路开关使压缩机允许启动的工艺条件不满足，暂时旁掉输入信号，等压缩机运行起来工艺参数正常，解除旁路。

 

4  结束语 

设计先金的大型压缩机组的控制系统及现场仪表，其可靠性对于提高整个装置的安全运行有重要意义，以上压缩机控制系统的和现场仪表设计、安装、维护等方面的一些体会探讨，以其达到提升压缩机控制系统及仪表的可靠性目的。