高长水，徐浩洋，戴必柱，刘 壮

(1.南京航空航天大学机电学院，江苏 南京 210016)

(2.无锡博伊特科技股份有限公司，江苏 无锡 214174)

   (3.南京航空航天大学无锡研究院，江苏 无锡 214174) 

作者简介：高长水(1964—)，男，副教授，博士，主要研究方向为机械制造及其自动化，meecsgao@nuaa.edu.cn.

摘要：为解决因采用手动控制阀门开度的方式对机械密封冲洗油站进行流量控制，从而导致的效率低下、精度不高等问题，研制了一套油站智能检测与控制系统。该系统采用基于计算机及可编程逻辑控制器（PLC）为核心控制单元的解决方案，实现了对系统运行参数、状态的远程实时监测与控制，满足了无人化工厂的建设要求，保证了冲洗回路中油压的稳定，降低了系统的故障率。

关键词：机械密封；冲洗油站；实时监测；远程控制；智能化

中图分类号：TP273；TP31   文献标识码：A   文章编号：2095-509X(2020)05-0037-05

对于一些重要的旋转装置，如流程泵、搅拌釜、透平等设备，其工况特点往往是高温、高压、剧毒、易燃易爆。上述旋转设备的机械密封系统一旦在运行的过程中发生问题，将会带来重大的安全隐患和极大的经济损失。为了延长密封装置的寿命，降低其故障率，需要为其配置辅助冲洗系统。油站是辅助冲洗系统的主要组成部分，其作用是为机械密封装置提供清洁且压力稳定的冲洗液。冲洗液通过不断的循环不仅可以降低密封腔的温度，还可以带走密封腔中的杂质，改善密封装置动环与静环之间的摩擦特性，从而保证旋转设备的长期正常运行。因此，实时监控并调节油站的运行状态就显得十分重要。

目前，市面上常见的机械密封冲洗油站往往采用机械或者数字式仪表来监测油站的各项运行数据，油站的流量控制通过手动控制阀门开度的方式进行调节，效率低下、精度不高。随着工厂向智能化方向发展，市场对冲洗油站设备自动化、智能化运行的需求越来越迫切。

1 系统方案设计

1.1总体设计方案

API Plan 54是美国石油协会于2014年发布的一种冲洗方案，其主要零部件包括泵机、油箱、换热器、过滤器、各类阀门以及复杂的冲洗管路等。API Plan 54冲洗系统的换热器、泵机、过滤器等主要零部件都采用一主一备的设置方式，当设备的冲洗参数达不到系统要求时，则启动相应的备用部件，确保整套系统不间断工作。

笔者针对油站的实际应用工况，在详细分析其硬件组成、技术指标以及API Plan 54冲洗方案工作原理的基础上，对系统功能以及各种类型的信号进行了总结与归类，采用模块化、高精度、经济性的思想设计了系统的总体控制方案。方案框架结构如图1所示。

    考虑到工业现场对系统稳定性的要求以及当前工业自动化领域的发展趋势，决定对油站智能控制系统采用基于计算机以及可编程逻辑控制器（PLC）为核心控制系统的解决方案。这种控制模式属于典型的数据采集和监视控制系统（SCADA系统），通过上位机和下位机这种系统架构（其中PLC作为下位机，PC端客户端作为上位机）来对各种设备的信号进行检测分析与控制。PLC用于实现基本的信号采集、设备控制以及报警处理等功能，并且作为信号与计算机之间信息传递的中间......