plc在氧气压缩机控制系统中应用

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1、PLC在氧气压缩机控制系统中的应用1、引言   莱钢8#氧气压缩机是12000m3/h空分装置的关键设备,其作用是将气态氧产品压缩成中压氧,通过管道输送到用户。8#氧气压缩机工作正常与否,对莱钢的生产大局和经济效益影响很大。它主要采用三菱MELSECA1SPLC实现自动控制,控制效果良好,运行稳定可靠。2、工艺简介   莱钢8#氧压机的工艺流程,纯度达到99.6%以上的氧气,经调节阀PCV3922和入口截止阀PV1501进入压缩机,进行第一级、第二级、第三级压缩,每级压缩后经过一次冷却;一级压缩后气体经调节阀PCV11510形成一级

2、回流,三级压缩后气体经调节阀PCV31510形成三级回流;气体回流引起入口压力PI3922升高、流量FI3920降低,由调节阀FCV13920和FCV23920进行机前放空,使压力PI3922和流量FI3920保持在设定点附近;从氧压机出来的氧气经截止阀PV1537通过管道输送到用户,或根据实际生产需要通过截止阀PV1536放空。为确保安全,每一级压缩排气侧分别装有安全阀,超压时紧急排放部分气体,以降低压缩气体压力。3、系统配置   莱钢8#氧压机自动控制系统主要采用三菱MELSECA1SPLC和CC-LINK现场总线实现。系统配置

3、有1块CPU主基板(A1S38B)和1块扩展基板(A1S55B-S1),共有1块电源模板(A1S62P)、1块CPU模板(A1SCPU)、4块数字输入模板(A1SX80)、3块数字输出模板(A1SY80)、3块模拟输入模板(A1S64AD)、1块模拟输出模板(A1S62DA)、2块PT100多路转换变送器(PT-62),1个操作员面板通过CC-LINK现场总线与PLC控制器相连。系统共有数字量输入信号63点、数字量输出信号43点、模拟量输入信号9点、模拟量输出信号2点、RTD信号18点。4、主要控制功能   氧压机控制功能主要包括防

4、喘振控制、压缩机启/停联锁控制、辅助设备的启/停联锁控制,以及重要工艺参数的实时显示、报警等。   4.1防喘振控制   压缩机出口流量与压力不匹配,即流量低或压力高时,会造成压缩机喘振。该氧压机防喘振控制包括入口压力调节、入口流量调节、一级回流调节和三级回流调节。   (1)入口压力调节   入口压力采取常规PID调节,调节器为PIC3922,由入口压力调节阀PCV3922完成。   (2)入口流量调节   入口流量采取分段调节,由机前主放空调节阀FCV13920和旁路放空调节阀FCV23920完成。    调节参数为氧压机机前流

5、量,测量值有温压补偿。当PID调节器FIC3920的输出在0-10%之间时,旁路放空调节阀FCV23920起作用,对应开度为0-100%,主放空调节阀FCV13920处于全关状态;当调节器输出在10%-100%之间时,主放空调节阀FCV13920开始起作用,对应开度为0-100%,旁路放空调节阀FCV23920处于全开状态。   (3)回流调节   回流调节采取分段调节,由一级回流调节阀PCV11510和三级回流调节阀PCV31510完成。   调节参数为氧压机机前流量和管网压力,二者分别进行PID运算。当管网压力正常时,机前流量调

6、节器FIC3921的输出作为回路输出;当管网压力超过某一值时,管网压力调节器PIC1510的输出作为回路输出;当氧压机卸载时,回路输出选择一个时变函数,时变函数为50%+(t/240)×50%(其中t为时间变量),即在240s内,回路输出由50%逐渐增大到100%。当回路输出在0-50%之间时,一级回流调节阀PCV11510起作用,对应开度为0-100%,三级回流调节阀PCV31510处于全关状态;当回路输出在50%-100%之间时,三级回流调节阀PCV31510开始起作用,对应开度为0-100%,一级回流调节阀PCV11510处于

7、全开状态。   渐变选择器能根据一定条件选择不同的输入,从一种输入切换到另一种输入的过程是按指数规律渐变的,需要经过5倍时间常数的时间,时间常数可由编程人员设定。   渐变选择器1和3的切换条件是管网压力超过某一设定值;渐变选择器2的切换条件是氧压机卸载(通过截止阀PV1536放空)。回路输出返回到渐变选择器1的目的是实现无扰动切换。   4.2压缩机启/停联锁控制   (1)压缩机启动   压缩机启动前,系统应具备以下条件:   ①冷却水管已打开;   ②压缩机进气管和排气管上的手动阀已打开;   ③将排放压力调节器PIC1510

8、置于自动,设定点2900kPa;   ④将入口流量调节器FIC3920置于自动,FIC3921置于手动,且0%的输出信号,打开回流调节阀PCV11510和PCV31510;   ⑤将入口压力调节器PIC3922置于自动,设定点40kP

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