GEFanuc的產(chǎn)品在沈鼓機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、1 / 16GE Fanuc的產(chǎn)品在沈鼓機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用一、概述沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)始建于1943，經(jīng)過(guò)60多年的不斷發(fā)展，現(xiàn) 已成為中國(guó)規(guī)模最大的生產(chǎn)透平壓縮機(jī)，透平鼓風(fēng)機(jī)，大型通風(fēng) 機(jī)以及大型水泵、往復(fù)壓縮機(jī)的國(guó)有大型企業(yè)。多年來(lái)共累計(jì)生 產(chǎn)各類離心壓縮機(jī)1300余臺(tái)，其產(chǎn)品覆蓋中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng) 域，并遠(yuǎn)銷25個(gè)國(guó)家和地區(qū)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)85%以上，年產(chǎn) 量居世界前列。杭州蕭越熱電廠購(gòu)買(mǎi)的空壓離心壓縮機(jī)為2MCL系列。杭州蕭越熱電廠位于杭州蕭山工業(yè)園內(nèi)。蕭山工業(yè)園內(nèi)建有很多印染、 紡織廠，是全國(guó)最大的輕紡城。該機(jī)組主要目的是為蕭山工業(yè)園 區(qū)的幾個(gè)印染、紡織廠提供風(fēng)能。本套控制系統(tǒng)是其空壓

2、機(jī)組的配套產(chǎn)品，除了控制沈鼓的壓 縮機(jī)還對(duì)青島汽輪機(jī)廠的汽輪機(jī)以及一些相關(guān)的泵站等輔助設(shè)備 進(jìn)行監(jiān)控。二、工藝控制要求2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS） 連續(xù)采集和處理所有與壓縮機(jī)組及其輔機(jī)相關(guān)的重要測(cè)點(diǎn) 及設(shè)備狀態(tài)，及時(shí)向操作員提供有關(guān)的運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)機(jī)組安全 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2 / 16機(jī)組參數(shù)的當(dāng)前值或狀態(tài)的顯示、 棒狀圖顯示、報(bào)警顯示 和趨勢(shì)顯示。報(bào)警顯示：事故順序（SOE記錄，通過(guò)在CIMPLICITY ME中進(jìn)行C語(yǔ)言編程，并且通過(guò)CIMPLICITY HMI與歸檔數(shù)據(jù)庫(kù)SQL2000實(shí)時(shí) 記錄S90-30系統(tǒng)內(nèi)部的事件動(dòng)作，能精確到1ms。機(jī)組概貌P&ID圖的模擬顯示，通過(guò)CIMPL

3、ICITY HMI進(jìn)行 組態(tài)，并且實(shí)現(xiàn)參數(shù)報(bào)警變色以及變量注釋的動(dòng)態(tài)顯示。機(jī)組氣路P&ID圖：3 / 16IE w機(jī)組油路P&ID圖:atqT &Jfi.m rf1土-TaE LLJ/r i LrrgongikohgJcv_P I7 1泵組P&ID圖:4 / 16加熱器P&ID圖:2.2模擬量控制系統(tǒng)（MC$GEFanuc PID回路增益、kp、ki、kd可由所控制的過(guò)程特性確定。其中關(guān)鍵在于：1當(dāng)我們通過(guò)固定量改變CV時(shí)，PV改變有多大？開(kāi)路增益是什么？2、系統(tǒng)響應(yīng)有多快，或者說(shuō)CV輸入躍遷后PV改變有多快？IEflDngkongxom心1，:rii5

4、 / 16許多過(guò)程可由過(guò)程增益，初級(jí)或次級(jí)順序延遲及一個(gè)純時(shí)間 延遲而模擬。在頻率范圍內(nèi)，含一純時(shí)間延遲的初級(jí)順序延遲系 統(tǒng)的轉(zhuǎn)換功能如下：PV(s)/CV(s)=K*e*(-Tps”(1+Tcs)例：在時(shí)間范圍內(nèi)繪出時(shí)間to的躍遷響應(yīng)曲線：k:過(guò)程開(kāi)路增益=PV最終改變/t0時(shí)的CV改變Tp：t0之后在過(guò)程輸出PV開(kāi)始傳送前的過(guò)程時(shí)間延遲或“死”時(shí)間。Tc：Tp之后PV達(dá)到最終PV值的63.2%時(shí)所需要的時(shí)間。測(cè)量這些參數(shù)的最佳方法是把PID模塊置于手動(dòng)模式把CV做 小幅躍遷，并且繪出PV響應(yīng)時(shí)間的曲線。GE Fanu的PID調(diào)節(jié)方法由Ziegler和Nicholas在四十年代 發(fā)展起來(lái)的。

5、一旦k、Tp和Tc三個(gè)過(guò)程模型參數(shù)確定后，即可用來(lái)估算6 / 16PID回路增益。作用速率：R=K/Tc只有比例控制，計(jì)算KpKp=Tc/(k*Tp)對(duì)于比例和積分控制Kp=0.9*Tc/(k*Tp)Ki=0.3*Kp/Tp對(duì)于PID控制Kp=G/(Tp*R) G為1.22.0Ki=0.5*Kp/TpKd=0.5*Kp*Tp采樣周期在(Tp+Tc)/10至(Tp+Tc)/100之間。還有一種“理想調(diào)節(jié)”方法，可以獲得最佳的SP改變響應(yīng)。Kp=2*Tc/(3*k*Tp)Ki=TcKd=Ki/4本系統(tǒng)的所有模擬量控制包括：調(diào)節(jié)油壓力，潤(rùn)滑油壓力，壓縮機(jī)入口壓力，循環(huán)水入口流量等均采用PID ISA

6、標(biāo)準(zhǔn)模塊進(jìn)行控制。這樣選擇了適當(dāng)?shù)膮?shù)后，可以快速響應(yīng)負(fù)荷或能量的 變化，在自動(dòng)方式下不需要人為的干預(yù)。當(dāng)發(fā)生手動(dòng)自動(dòng)切換時(shí) 實(shí)現(xiàn)平滑控制。2.3防喘振控制(Anti-Surge)7 / 16GE90-30通過(guò)CIMPLICITY ME集成有專門(mén)的防喘振控制系統(tǒng)，有以下特點(diǎn):一旦發(fā)生喘振，可以人工干預(yù)、校正安全區(qū)域。當(dāng)工況點(diǎn)大于規(guī)定的速率越過(guò)喘振控制線時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)防喘振 閥。以適當(dāng)?shù)目刂破鬏敵鲈鲆骓憫?yīng)， 使防喘振閥實(shí)現(xiàn)快開(kāi)和慢 關(guān)。配有手操功能，用于調(diào)節(jié)、試驗(yàn)和排除故障。用接點(diǎn)控制電磁閥，當(dāng)發(fā)生劇烈喘振或機(jī)組聯(lián)鎖時(shí)， 直接 開(kāi)啟防喘振閥?？刂颇Ｐ统浞挚紤]了機(jī)組壓力， 流量的要求和變化，最大 限度的接近喘振線，保證工作區(qū)域最大。防喘振控制：8 / 162.4抽氣壓力和壓縮空氣電液調(diào)節(jié)（ELA）在監(jiān)控系統(tǒng)CIMPLICITYHMI上顯示和控制505E,實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速，抽氣壓力和壓縮機(jī)空氣負(fù)荷的調(diào)節(jié)。通過(guò)HMI和505E的配合使用，實(shí)現(xiàn)就地/遠(yuǎn)程控制方式， 方便操作人員的控制要求。2.5汽輪壓縮機(jī)組緊急跳閘保護(hù)（ESD機(jī)組停車保護(hù)的主要項(xiàng)目包括：潤(rùn)滑油總管壓力、安全（速 關(guān)）油壓力、轉(zhuǎn)速、軸振動(dòng)、軸位移、軸承溫度和真空等。所有 的保護(hù)輸出在邏輯上有閉鎖功能，以防止如熱電阻、熱電偶的誤 動(dòng)作。整個(gè)系統(tǒng)的掃描周期在40毫秒左右，完全能夠滿足緊急響 應(yīng)的要求。tjniisH xs FV