前言

撫順乙烯化工有限公司空分裝置空壓機(jī)防喘振控制系統(tǒng)原來(lái)采用FOXBORO盤(pán)前二次表來(lái)實(shí)現(xiàn),并采用繼電器實(shí)現(xiàn)其相關(guān)聯(lián)鎖邏輯功能,實(shí)現(xiàn)手段不僅落后,維護(hù)工作量大,而且還經(jīng)常出現(xiàn)原因不明的意外停車(chē),防喘振控制系統(tǒng)運(yùn)行也不理想梅尤。該裝置原控制系統(tǒng)發(fā)生爆炸事故之后,現(xiàn)在采用美國(guó)GEFanuc公司的90-30雙機(jī)熱備型PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的防喘振功能和機(jī)組聯(lián)鎖保護(hù),使用觸摸屏來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和操作功能⊙鳎現(xiàn)在不僅操作直觀(guān)方便疲狼、停車(chē)原因明確,也使空壓機(jī)的防喘振系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加完善,機(jī)組運(yùn)行更加平穩(wěn)凉适。

空壓機(jī)工藝簡(jiǎn)介

撫順乙烯空分裝置采用法國(guó)空氣液化公司的專(zhuān)利,該裝置以空氣為原料,經(jīng)過(guò)過(guò)濾蛛蒙、壓縮、凈化渤愁、精餾牵祟、蒸發(fā)等工序,最后分離出產(chǎn)品氧氣和產(chǎn)品氮?dú)狻Ｎ氲脑峡諝饨?jīng)過(guò)濾后除去灰塵和雜質(zhì),過(guò)濾后的空氣由空氣壓縮機(jī)K601進(jìn)行壓縮,加壓后送往下游凈化崗位抖格∨灯唬空壓機(jī)K601系離心式壓縮機(jī),由電機(jī)帶動(dòng),分兩級(jí)壓縮,兩級(jí)分置于電機(jī)兩側(cè)即K601A和K601B∷妫空壓機(jī)K601設(shè)計(jì)流量為31500Nm3/h,功率為3200kw,轉(zhuǎn)速為1450rpm,由法國(guó)蘇爾壽(SULZER)公司制造筝尾。

喘振現(xiàn)象的產(chǎn)生

壓縮機(jī)在工作過(guò)程中,當(dāng)入葉輪的氣體流量小于機(jī)組該工況下的最小流量(即喘振流量)限時(shí),管網(wǎng)氣體會(huì)倒流至壓縮機(jī),當(dāng)壓縮機(jī)的出口壓力大于管網(wǎng)壓力時(shí),壓縮機(jī)又開(kāi)始排出氣體,氣流會(huì)在系統(tǒng)中產(chǎn)生周期性的振蕩,具體體現(xiàn)在機(jī)組連同它的外圍管道一起會(huì)作周期性大幅度的振動(dòng),這種現(xiàn)象工程上稱(chēng)之為喘振捡需。

喘振是離心式壓縮機(jī)的固有特性,當(dāng)發(fā)生喘振時(shí)需采取措施降低出口壓力或增大入口流量,盡量降低喘振時(shí)間。為了確保壓縮機(jī)穩(wěn)定可靠地工作,防止用量波動(dòng)發(fā)生喘振,該裝置設(shè)計(jì)了防喘振放空閥,當(dāng)下游工藝設(shè)備空氣用量減少或壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振時(shí),可由放空閥減量放空來(lái)平衡筹淫。

防喘振方案的實(shí)施??

a站辉、防喘振控制系統(tǒng)描述

1．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用GEFanuc9030PLC作數(shù)據(jù)采集和控制,為了保證系統(tǒng)的可靠性,控制部分采用雙機(jī)熱備結(jié)構(gòu),電源、CPU损姜、通訊模塊和通訊總線(xiàn)饰剥、以太網(wǎng)通訊模塊等都是冗余的,通過(guò)GBC網(wǎng)絡(luò)通訊模塊與雙機(jī)熱備軟件共同起作用,從而實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備功能,保證系統(tǒng)的高可靠性。

數(shù)據(jù)采集部分配置兩層10槽機(jī)架,第一層為帶CPU的10槽I/O機(jī)架,另一層為隸屬于第一層機(jī)架的10槽I/O擴(kuò)展機(jī)架,兩層機(jī)架之間通過(guò)擴(kuò)展電纜進(jìn)行連接和通訊摧阅。雙機(jī)熱備部分與數(shù)據(jù)采集部分利用GeniusBusController(GBC)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊通過(guò)Genius雙總線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的通訊與傳輸寺癌。

現(xiàn)場(chǎng)的各類(lèi)模擬信號(hào)、電磁閥閥位回訊和報(bào)警接點(diǎn)信號(hào)铣啰、PLC輸出到現(xiàn)場(chǎng)電磁閥的起停信號(hào)等均通過(guò)端子排與PLCI/O模塊相連,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和控制绅荒。

上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)硬件選用觸摸屏,操作系統(tǒng)為WINDOWSNT4.0,運(yùn)行的監(jiān)控軟件為基于WINDOWSNT的CIMPLICITYServer版(700點(diǎn)),來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和操作功能。這臺(tái)監(jiān)控站即可以作為工程師站用來(lái)組態(tài)各類(lèi)畫(huà)面,又可以作為操作站便于操作人員進(jìn)行操作和監(jiān)視肌搔。同時(shí)它又是一臺(tái)服務(wù)器,本系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在此服務(wù)器的硬盤(pán)中,在此基礎(chǔ)上,可以進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理和存取操作肝羊。上位機(jī)(通過(guò)網(wǎng)卡)和PLC(通過(guò)以太網(wǎng)通訊模塊)之間使用通用的標(biāo)準(zhǔn)10M以太網(wǎng)進(jìn)行通訊連接。

2．系統(tǒng)的優(yōu)化

為了使PLC能夠快速執(zhí)行PID算法,并實(shí)時(shí)刷新計(jì)算輸出,我們選用PLC9030中的高檔模塊CPU351來(lái)完成伪浅。利用PLC編程軟件LogicMaster提供的梯形圖功能,來(lái)實(shí)現(xiàn)防喘振算法和相關(guān)聯(lián)鎖邏輯功能子特。

現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)致壓縮機(jī)停車(chē)的條件很多,在控制系統(tǒng)改造前還經(jīng)常出現(xiàn)原因不明的意外停車(chē),此次改造,我們?cè)谲浖性黾勇?lián)鎖停車(chē)事故第一信號(hào)的捕獲功能,使壓縮機(jī)停車(chē)原因具體、明確,便于事故分析,收到很好的效果惕衩。

為了便于現(xiàn)場(chǎng)操作和維護(hù),將PLC硬件和工藝操作用的觸摸屏均安裝在防爆控制柜上,將防爆控制柜安裝在壓縮機(jī)附近的現(xiàn)場(chǎng)操作室里挨伯。??

b、防喘振控制系統(tǒng)的特點(diǎn)??

PLC系統(tǒng)選用GEFanuc的9030系列控制系統(tǒng),性能優(yōu)良,性?xún)r(jià)比高协超。

PLC系統(tǒng)具有雙機(jī)熱備功能,實(shí)現(xiàn)PLC主機(jī)冗余履绎、電源冗余、通訊模塊和通訊總線(xiàn)冗余,主機(jī)仔戈、從機(jī)可無(wú)擾動(dòng)切換,增加了系統(tǒng)的可靠性关串。

上位機(jī)與PLC之間通過(guò)10Mb/S的高速以太網(wǎng)ETHERNET實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和傳輸,保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚倥±取⒖煽俊?/p>

系統(tǒng)具有強(qiáng)大的通訊功能,支持多種通訊總線(xiàn)協(xié)議,具有開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可與其它廠(chǎng)家的PLC和DCS進(jìn)行通訊监徘。

系統(tǒng)具有容錯(cuò)能力和強(qiáng)大的自診斷功能。

PLC的微處理器選用高性能的INTEL處理器,系統(tǒng)運(yùn)行速度高,可達(dá)0.22ms/K指令吧碾。能快速執(zhí)行PID算法,并實(shí)時(shí)刷新計(jì)算輸出凰盔。

PLC具有功能強(qiáng)大的梯形圖編程軟件LogicMaster,可實(shí)現(xiàn)防喘振算法和相關(guān)聯(lián)鎖邏輯功能。

聯(lián)鎖停車(chē)事故第一信號(hào)的捕獲功能倦春。

結(jié)束語(yǔ)

新的防喘振控制系統(tǒng)自投用后,運(yùn)行效果一直很好,壓縮機(jī)沒(méi)有發(fā)生喘振現(xiàn)象,壓縮機(jī)停車(chē)原因明確,機(jī)組運(yùn)行更加平穩(wěn),達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益户敬。

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