TRICON TS-3000控制系统在裂解气压缩机组改造中的应用.pdf

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1、第4期吕良等．TRICONTS一3000控制系统在裂解气压缩机组改造中的应用537TRICONTS一3000控制系统在裂解气压缩机组改造中的应用吕良1曹立佳2(1．中石化燕山分公司生产运行保障中心，北京102500；2．北京康吉森自动化设备技术有限公司工程部。北京101138)摘要介绍了TS．3000控制系统在乙烯裂解气压缩机组改造中的应用，主要阐述了系统的软、硬件配置和实现的功能，并分析了机组调速和防喘振的方法。该系统目前运行平稳、可靠，具有在同类机组进行推广的价值。．关键词裂解气压缩机三重化冗余ITCC中图分类号TH45文献标识码B文章编号1000—393

2、2(2012)04-0537-03北京燕山石化公司化工一厂裂解气压缩机GB．201机组是由三菱莺工MHI提供的透平压缩机组，该机组是裂解装置中极为关键的设备。改造前压缩机的防喘振控制由DCS系统完成，单抽式汽轮机(型号为8EH一10，7EH一12)的控制由三菱MHI的Dash58实现，运行多年来，系统可靠性差，操作界面不友好，切换操作容易产生扰动，数据记录、报警和系统自检功能弱，故障处理及原因分析困难。2011年，选用国际上先进的基于TRI—CON的机组控制系统进行全面升级、改造，改造后该系统运行平稳、可靠，可以在同类机组中进行推广。1TS-3000硬件结构原

3、理机组综合系统(IntegratedTurbineCompressorControl，ITCC)是I／O信号、CPU、内部总线、I／O输扩展总线全部三重化冗余和运行单一程序的容错控制系统。每个系统支路可以独立执行控制程序，并与其他两个支路并行工作。硬件核心是基于TRICON的三重模件容错(TMR)结构的控制器(图1)，模块化设计，由主机架、扩展机架、电源模块、I／O模块、处理器模块和通信模块构成。在处理器内部，一个32位的NS32GX32起着基本处理器的作用，而其他两个处理器则管理着I／O和通信子系统。NS32GX32的运行频率为25MHz；通信处理器80C1

4、52的运行频率为16MHz，数据速率为2Mbaud；而I／0通信处理器80C31运行频率为12MHz，数据速率为375kbaud。每个处理器上有一个称作TRIBUS的高速专用总线系统来传递数据，并进行三取二表决，可自动修正数据，自动判断是否存在故障。I动备件FI明箭件J厂囹输入史路一广]输{fj瞿坠圈．陋翮一}圈表一U到决端器咽输人支路一L——．一输出支路一圈图1TRICON控制器结构示意图收稿日期：2011·11-27(修改稿)端538化工自动化及仪表第39卷2TRICONTS-3000系统配置和控制功能2．1硬件、软件配置TRICONTS一3000系统的硬

5、件包括1个主机架和1个扩展机架，其中数字量输入DI卡(3503E)l块，32点；数字量输出DO卡(3604)两块，16点；模拟量输入AI卡(3700A)1块．32点；模拟量输出AO卡(3805E)1块，8点；转速pI卡(3511)1块，8点。配有I台操作站和1个工程师站进行编程、组态、故障诊断和事件记录SOE。通过主机架上的通信卡，使用MODBUSRS485实现与本特利3500、DCS设备的通信。下位软件采用TRISTATION13l软件VER—SION4．7．136、TRICONSOE软样VERSION4．0和TRICONDDE软件VERSION4．1；上位

6、画面软件采用INTOUCH人机界面软件实现ITCC系统的监控操作，工程师站采用INTOUCHVER·SIONl0．1开发版、操作站采用1NTOUCHVER-SIONl0．1运行版。2．2控制功能该系统采用基于TOV认证SIL3级别TMR技术的TRICONEXTS-3000压缩机控制系统，实现对裂解装置GB201裂解气机组系统的控制和保护。控制系统的功能包括机组的参数监控、调速控制、防喘振控制、性能控制、超速保护、压缩机组联锁保护以及顺序事件记录(SOE)等功能。ITCC系统通过操作员站或工程师站的HMI操作画面进行监控和操作。HMI提供完善的监视功能和便捷、友

7、好的操作界面。3机组调速控制机组启动顺序由一系列方式和状态组成，Ts一3000中的顺序逻辑指定在任何当前方式下程序将会进入某种方式，以保证在特定的程序进程或在某一特定机械设备故障情况下采取的动作。如果启动程序选择自动升速方式，透平转速将沿升速曲线自动上升；如果启动程序选择手动升速方式，可由现场控制盘或辅台升速／降速按钮或HMI上的升速／降速软按钮来执行。系统默认为HMI，若由现场控制盘或辅台升速／降速按钮进行升速和降速，则通过HMI上的控制室／现场选择开关来实现。为了描述透平的启动过程，TRICON根据透平的不同阶段定义了方式变量MODE，并用该方式变量控制程

8、序的进程，程序共定义了8种模式，TS-