IGM 石 旅化 工 娜 祝 械 I G 飞 111 2践,lrl ) l? 一 I , 浅?介 ez l,i ( ? ulIr,d? I? r 一 : 卜 ,沈鼓集团自控公司(辽宁沈阳11 0 869 )刘竣李崇田盛张颖? 摘要 ? 基于国内外比较先进的离心压缩机防喘振控制方案, 结合 多年的项目开发经验, 采用中小型P L c控制 系统开发出防喘振控制标准模块, 实现 了动态防喘振控 制 ? 关链词? 离心压缩机喘振功能二 ? 比较先进的压缩机防喘振控制方案国内外比较成熟的压缩机防喘振控制系统, 大多会有白己专门的控制功能模块, 用于压缩机喘振曲线的绘制, 压缩机操作点的计算及安全操作边界的计算与调整 ?控制器根据压缩机入I : I 流量 ?人 日压力 ? 入口温度? 出口压力及出口 温度等多参数相结合的控制算法进行压缩机防喘振控制, 实时跟踪 , 不断地对操作点进行修正, 使机组在安全的区域内运行, 如图l所示 ?.J J 曰 .日 ? 一?月 l J 吕 ? ?喘价一 浮动线哟前 上 乍 点随着工业 自动化水平的不断提高, 成熟的现代化压缩机控制系统已经不单单体现为控制逻辑的顺利实施和安全运行, 用户往往希望新系统能以最低成本购入,且在最短时间内投人运行和生产 ?所以能满足控制要求的中小型PLC 系统对于企业生产规模小 ? 企业资金紧缺的项目来说是十分受欢迎的 ?但是资金投入少不等于可以降低压缩机控制的可靠性和稳定性, 促使制造企业尽量通过PLC软件来完善对离心压缩机的核心控制?防喘振控制?浮动距离一 一? 一 - 一一- L一 一 1() () h切?(% )图1 喘振控制示意1. 喘振线的生成这里选用 P d 少h/ P 少 能 振算法 ?5 2 ; 黔通用翻扭e一 ? ? ,? 川1 2012年 第7期丁石 慈 叱不 搏 遐 巡 越 肠 凹l( i U 介 ZP e 加 l e一 l l t 浅 ?介 e? li fall,2 价一 ? f 矛 ? , I2. 喘振控制线的生成喘振控制线的生成是动态过程, 初始喘振控制线是以喘振线为基准, 按人为选定控制算法结合安全裕度生成喘振控制线, 在实际过程中, 若喘振发生, 喘振控制线的安全边界可自动重新修正 ?3. 浮动设定点的生成在大多数应用中, 压缩机工作点不能长期工作在喘振控制线上, 而应位于喘振控制线右侧安全区域内工作?当实际操作点远离喘振控制线时, 浮动设定点将按一定速率跟踪操作点, 并使它们之间保持一个固定距 离 ?4.当前工作点(l )节流元件在入口 如图2所示, 其中工作点纵坐标采用几/ P s 算法, 工作点横坐标采用h/ P , (即入口孔板差压与入口 压力的比值) 算法 ? ? P R A T , , E E ENEN O O OP P P dP R A ? , ,P P Pd_ a b s s sC C C O T T TP P P S S SP P PS_ a b s_ _ _一一 C ?)f f f图4压比功能块图2 . H CIH c_1如图5所示, 当流量计安装在压缩机入口时,计算出工作点的横坐标, 此功能块的输出为0 一10 0 %的无量纲数值 ?阴? H c一1?E N ohH C _ 1h _ m axP sbP S图5流量比功能块图3.H CZH c_2如图6所示 , 当流量计安装在压缩机出口 时,计算出工作点的横坐标, 此功能块的输出为0 一10 0 % 的无量纲数值? 图2防喘振相关变送器安装位置示意(2) 节流元件在出口 如图3所示, 其中工作点纵坐标采用 几/ P s 算法, 工作点横坐标采用h/ P d (即出口孔板差压与出口压力的比值) 结合人口压力 ?入 口 温度 ?出口 压力和出口 温度等多参数加以整定的算法 ?E N OH C_ 2h _ m a XhP s P SP S _ ab sC O rT sT e ea b s一 o rT s b P f o图3防喘振相关变送器安装位置示意P f_ a b sb 七.f i 子一如引P T 丁. ? | | . 习 |月三 ? 所开发防喘振功能块的说明, . P R 户丁PR AT模块如图4所示, 根据压缩机出 口压力 (绝压) 与压缩机人口压力 (绝压) 的比值 , 计算 出工作点纵坐标 , 主要适用于进气参数发生变化的压缩机控制 ?点图6 流量比功能块图4 .S R GLI N ESRG 一IN E如图7所示, 该功能块输入6对喘振坐标计算出与工作点在同一坐标系下对应的喘振线?2 0 1 2 , 第 7 期 嗯碧 黑 塑 黑 一5 3O M 石洲 沙钻工通刀斑矿翻了 1 1 1 P e f r ( ) 抢?1 1 1 浅c l i el n i c a l 翔d l l ? t 0 ?城sUR G E ?,NE认?SU R G E 一 L IN EX 1Y l7.S PH O V E Rs P_ H o v E R 如图1 0 所示 , 该功能块计算出P I D_su R G E功能块的设定值?设定值根据工作点的变化而变化, 如工作点位于喘振控制线的右边, 该设定值与工作点的距离为某一定值, 一般设为2% 一5% ?如果工作点位于喘振控制线的左边, 则与防喘振控制线进行高选, 来决定设定值 ?图7喘振线功能块图5 . S C L S O LSCL - - SO L如图8所示, 根据喘振曲线图算出防喘振控制线和快开线 ?其中防喘振线和快开线的裕度是喘振线的倍数 ? ?S P - -H O V E R , ,E E E NE N O O OM M M A R G IN N NH H H O V _ D IS S SH H H O V _ IN C C CF F FE E D B A C K K KS S S P二 H O V E R R RX 3 X Z Y Z Y 3 x 4 Y 4 x 5 Y SE N?S cL 一 s oL ? ?E NoSU R G E _L IN ESC TC O N ST - -SC TSO LL Ls C s C H c? 月C O N S毛 SO L.图8控制线功能块图6 . R E C A LREc A L如图9所示, 该功能块可以对控制线边界进行校正, 可以每发生喘振一次, 控制线向右移一定的距离, 从而尽可能避免喘振的再一次发生, 此功能块还可以记录在压缩机运行过程中, 产生的喘振次数 ?图, 0徘徊点功能块图8. A D P TVT U N IA D PTVJ U N I如图1 1 所示, 该功能块通过对工作点与快开线和控制线的位置比较选出一组P ? I参数做为PID_SU RG E功能块上的P ?I参数 ; 输出变量D O_SO L可以对防喘振电磁阀进行控制, 当工作点进人快开线时使电磁阀失电; f l PO IN T可以作为工作点颜色变化的指不?阴A D pT VT U N IEN o刚?R E C AU ?E N oR ese t1)3 _ SO LFL A GM a r g lnK f C 一 n CP - -o p en几 eloseF L A G ZR e兑 lI一 Penl_ C生 OSeB K _ P T IB K _ P T ZP ID _ P VPln .SPf i P ?)IN TS u r g e 一 co llnt图9喘振效验功能块图图1 1p ! 参数功能块图54 黔里 男 黑 萝 2 0 1 2 , 第 7 期石斑 粉 z 化工通月扰械 G M0 了 1 1 1 P e t r o l e um 遏c I l 叨流a l 加d l l ? 勺9 .P 旧S U R G EP I D_SU RG E如图1 2 所示 , 防喘振阀在自动控制的时候, 通过此功能块, 经过一定的P ?I算法来控制防喘振阀门的输出 ?P ID _ S U R G E E N O动控制的时候, 该功能块用来手动输人阀位值, 并且可以设定阀位开关幅度的百分比以及关阀门的速率, 通过联锁T r 币 的输人控制阀位快速全部打开 ?12 . V A LV ES E LV AL VE一 SEL如图巧所示, 在P I D 控制器的输出值 ? 超驰控制的输出值和阀位手动输出值三者之间进行高选, 作为防喘振阀位的最终输出值 ?E P V N P一? ?G A INR E SE TD E R阴? V AL vE 一 sE L ? ? 即 ?F U L L _ A U T HV冷LV E 一 SE L M A X - - ( ?U T PIO _ SU R G ES LE W 一 .C L SD图12喘振P I O功能块图S LE W _ O P EN10 . S R GO V R DSRG _O V R D 如图1 3 所示, 防喘振阀在自 动控制的时候, 开阀门的响应速度不够快时, 通过该功能块给予一定预设开度 ?S LE W_ D BA U T ()M A N 一 D M DS R G ? ?V R DS R G _ PID ? S U R G E ENO V R D , E N O丁O 几 SA F ET YSU RG E _O V R D图15 防喘振阀位输出功能块图M A RG IN四 ? 结语 O V R D EN BO V R D 一M A X图13超驰控制功能块图11. M A N U LO U TM A N u L一 u T如图1 4 所示, 说明: 防喘振阀在手EN ? M A NUL一 oUT? 丽?M A N _ A U T()A D D but ton参考压缩机的设计工艺参数, 适当地选择防喘振功能块已经应用到了多个压缩机控制系统当中,而且从用户现场投人运行的控制系统中, 可以反映出防喘振的控制是稳定和可靠的?实践证明, 在市场占有率较高的中小型控制系统平台上开发一套先进的防喘振控制软件包, 对提高产品成套质量和提升产品价值有着极其重要的作用 ?S U B _ b Ut tonT r,PC o ns t l_C yele 一 e10SeC o n st Z _P u lse参考文献? l 靳伍银, 刘飞跃 , & l J 昌锋, 等.离心压缩机的防喘振控制 J . 兰州理工大学学报, 200 7(3) .口崔坚.西门子57可编程序控制器?ST E P 7 编程指南t M I. 北京: 机械工业出版社, 200 7 .G M(收稿日期: 2 0 12/ 0 2/ 0 l )M A N U L _ O U TM A N U L 一S P图14 手动控制防喘振阀功能块图G M妞用即吸201 2年 第7期? ,. e叻x.? ? 川?55