霍尼韦尔自动化行业2008年应用有奖征文评选结果

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1、霍尼韦尔自动化行业2008年应用有奖征文评选结果利用先控技术在TPS系统中实现压缩机的防喘振控制刘建宇大庆炼化公司机电仪厂  0459－5616461摘要：大庆炼化公司180万吨／年ARGG装置备用风机的防喘振控制采用美国TRICONEX公司的TS3000系统，编程软件为MSW311。本文将防喘振控制的程序移到HONEYWELL公司TPS系统中，用TPS系统中的RV、RC、Logic及CL程序等完整的建立一套防喘振控制方案，并用DisplayBuilder实现防喘振曲线图。关键词：轴流式压缩机、

2、防喘振控制、程序移植、防喘振曲线图、离线仿真防喘振控制方案研究一、程序移植的历史背景及现实意义大庆炼化公司180万吨／年ARGG装置三机组（轴流风机、烟机、主电机）控制系统是TRICONEX公司的TS3000控制系统，如图1，自1998年投运以来运行平稳，但自2002年控制系统频繁出现烧卡的现象（参见附表），已更换各类卡件18块，严重地威胁装置的安全生产。对此，炼化公司领导非常重视，曾多次组织召开专业技术分析会，组织仪表及电气等技术人员对整个系统详细检查，同时联系了北京设计院、陕鼓、美国TRIC

3、ONEX公司、ELLIOTT公司，及施工单位中油一公司，于2000年6月召开三天专业分析会，分析故障原因。各单位一致认为对接地系统及电源系统要进行检查、测试和整改。并于2002年装置停工检修期间进行了彻底整改，耗资约30余万元。为保证生产，公司成立技术攻关组，利用富士智能调节器及西门子S7－200PLC创建一套应急系统，保证在彻底整改前事故情况下紧急启动备机系统。图1TRICON系统示意图借此机会，仪表专业对防喘振的源程序进行了认真的解读，发现在TPS系统中完全可以实现该功能，与源程序相比，技术

4、上更可靠，功能上更丰富，控制精度更高。在此，笔者对自动化专业应用程序的转化和移植的思路及方案做以详尽的阐述，旨在促进专业技术的交流与应用。1、防喘振控制方案分析就目前国内外炼化企业来看，防喘振控制通常用两种方法：一是早期专用的防喘振控制器，如WORDWARD公司的505C控制器、ELLIOT公司的ASCC控制器等；二是目前常用的PLC专用软件包。如GE公司的9070系列PLC（用Logic　Master或Field Control编的软件包）、TRICONEX公司的TS3000（用MSW311或

5、TS1131软件包）等。但每个厂家出于对知识产权的保护，均不会公开其防喘振控制的算法。专用的控制器只给用户提供接口参数，专用的软件包是用高级语言编写的软件包（如Ｃ语言）。用户无法打开，只能在程序中调用。这些技术封索直接影响用户对防喘振控制方案的深入理解，给程序的移植带来了相当大的难度。笔者通过对多套机组喘振方案的研究，发现只有TS3000系统中的源程序对用户是相对开放的，于是对其进行了反复实验，最终弄清了其算法。这种算法仅仅是不同厂家、不同设备中众多算法中常用的，也是相对减化的算法。1、防喘振控

6、制的主要功能·喉部差压低选、出口压力高选·喉部差压温度补偿算法·喉部差压和比例增益参数的折线运算·防喘振线下移功能·可远程给定的PID运算·实现放空阀的快开慢关功能·实现两个放空阀的分程控制·实现联锁停机放空阀自动打开控制·实现防喘振曲线图2、防喘振控制技术方案根据测量压缩机的喉部差压、出口压力、入口温度这三量，TRICONEX有一套完整的喘振技术，该算法中气体分子量变化不会影响机组的防喘振控制。当风机正常运行时，它的工作点应该在图2防喘振线的下方，此时偏差e＝PV－SP＜0，调节器的作用方式为

7、反作用。当工作点越过防喘振线并在其上方时，即偏差e＞＝0时，则要求防喘振阀快速打开。由于防喘振阀的打开，使工作点开始回到防喘振线以下时，阀的动作又应减慢，即要求防喘振阀在开关时，是以变速动作的。在偏差e＞＝0时,放空阀打开的快速取决于PID参数比例增益K的自适应能力（自动增大或减小），如果K值不变，放空阀则以正常的速度打开（一般要求在3秒钟之内）；而当喘振发生的趋势得以控制时，即偏差e＝＜0时，放空阀则以0.1%渐进式缓慢关闭。防喘振控制算法，是通过温度补偿后的喉部差压值（防喘振曲线的横坐标X轴

8、）经过折线运算得出的出口压力作为PID控制的设定值SP（防喘振曲线的纵坐标Y轴），来控制测量值出口压力PV。防喘振控制的偏差e＝PV－SP即为出口压力的控制偏差。防喘振PID作用为反作用，正常状况下偏差e＜0，当e＞＝0时发生喘振。防喘振控制框图如图3所示。当偏差e大于2%时系统发出喘振报警，当偏差e大于7%并且逆流报警存在，则防喘振线下移1%。为了保证风机的功效，最多下移5次，还设置了手动复位功能。当防喘振线下移时，此时的设定值SP为折线算出的SP＇减去移动次数N乘以下移量1%。即：SP＝SP