發布日期：2022-04-26 點擊率：89
關鍵詞： FSC系統 防喘振控制
摘要：防喘振是各類鼓風機、壓縮機的一個特有控制。由于喘振對風機的安全運行有著致命的危害，因此世界各國的風機控制工程師都在想方設法優化控制：采用先進的算法、采用可靠的硬件、增加智能化的功能等，最終達到防喘振的目的。
防喘振是各類鼓風機、壓縮機的一個特有控制。由于喘振對風機的安全運行有著致命的危害，因此世界各國的風機控制工程師都在想方設法優化控制：采用先進的算法、采用可靠的硬件、增加智能化的功能等，最終達到防喘振的目的。
某石化公司煉油廠2003年新建的焦化裝置為沈氣壓縮機廠提供的離心式壓縮機，為克服上述壓縮機控制中存在的問題，我們選用了HONEYWELL的FCS緊急停車系統，比選用其它廠家的產品有較高的性能價格比，同時通過采用FCZCS控制系統達到了防喘振控制的目的，因為它可以根據現場實際情況，根據機組的特性，量身定做控制方案，以達到最佳的控制效果。現將工作中的FCZCS防喘振控制系統的特點說明如下：
FCZCS控制系統，由于采用了先進的控制算法，它補償了分子量的變化、溫度的變化而造成的喘振點移動量，使得當喘振點往右移時，能夠及時打開防喘振閥，避免了喘振；而當喘振點往左移時，控制線相應往左移，避免了回流（實際使安全區域增大）降低了能耗。
FCZCS控制系統，由于采用了多段折線函數做為喘振控制線，使喘振控制線幾乎與喘振線平行，這樣，最大限度的擴展了鼓風機、壓縮機的安全運行區域，減少了過去采用單參數控制僅是一條直線而造成的不必要的回流，從而節約了能源。
FCZCS控制系統，由于考慮了各控制回路之間的干擾，采用了解藕技術，使喘振控制的精度更高，從而使鼓風機、壓縮機能安全地在接近喘振極限的操作點運行，大大地拓寬了風機的安全區域，使風機的回流量減至最少，大大地減少了能耗。
FCZCS控制系統具備傳統的回路控制器及可編程邏輯控制器（PLC）的性能，它的主要優點是：
1邏輯運算功能
每一臺壓縮機的防喘振控制方案都是按照相應壓縮機的具體性能曲線訂制出來的。涉及到的輸入參數有：入口壓力、出口壓力、入口流量、出口流量、入口溫度、出口溫度等等。涉及到的輸出參數有：閥位開度、電磁閥、限位行程開關、趨近報警、逆轉停機等。
2 溫度補償功能
壓縮機的特性曲線會隨著環境溫度的變化而發生改變，溫度的變化對壓縮機的控制會造成不良的影響，FCZCS控制系統具有溫度補償功能，它可以根據溫度的變化自動偏移防喘振曲線（Anti-SurgeLine），以適應機組的特性，在夏季時，防喘振曲線向右移，冬季時向左移。
3 快開慢關功能
任何一臺機組在發生喘振時，都希望喘振控制系統能快速響應，快速打開防喘振閥門，以防止危險發生；但在關閉閥門的過程中，也希望能慢慢的關閉，以防止發生喘振震蕩，FCZCS控制系統便具有這種快開慢關的功能，在接到喘振信號后，它能夠快速、及時的打開防喘振閥門，在關閉閥門時，控制信號也將以指數函數慢慢關閉閥門。
4手動、自動、手自動功能
FCZCS控制系統與其它控制器一樣具有手動與自動切換功能。但在手動方式下，操作員難免會發生誤操作，FCZCS控制系統特有的手自動功能便能克服這一缺點，它可以自動檢測操作員送來的信號，若信號錯誤，它便不接受而仍設為默認值，以保證機組的安全運行。
5防止積分飽和功能
在關閉防喘振閥門的過程中，閥門開度的實際測量值與設定值之間總存在著差值，因此在PID調節過程中，會對其不斷的進行積分運算，發生積分飽和現象，這會影響再次打開閥門的速度。FCZCS控制系統的防止積分飽和功能正是為解決這一問題而產生的，它設定了積分值的上下限，使積分值不能越過該上下限，保證了防喘振閥門的靈敏度。
6在喘振控制線附近進行閉環控制
FCZCS控制系統在軟件中建立了防喘振控制線（ANTI-SURGE LINE），它在喘振線（SURGE –LINE）的右側，當壓縮機運行在防喘振控制線（ASL）右側時，FCZCS控制系統的輸出為20MA，防喘振閥完全關閉；當壓縮機操作點即將到達喘振控制線（ASL）時，防喘振算法設計為打開防喘振閥，當操作點（OPERATION-POINT）緩慢移動時，防喘振將以PID回路控制防喘振閥，使OP保持在控制點處。
7用喘振控制快開線進行開路控制
FCZCS控制系統，在軟件中建立了喘振控制快開線（ASQL）。它在喘振控制線（ASL）的左側，在喘振線的右側，這對于較大的擾動是有效的，如果防喘振控制無法將OP保持在控制點處，OP仍向左移動，一旦OP到達快開線（ASQL），防喘振控制將由控制器輸出一階越信號，將防喘振閥門開至預定開度，如果OP停止移動，控制器信號將以指數函數慢慢增大（慢慢關閉閥門），直到進入PID控制。
8對快速擾動進行超前控制
如果OP快速移動，而回流響應相對較慢，該控制器采用微分控制測出OP的快速移動，通過計算，判定OP能否越過喘振控制點，如果移動速度很快，OP有可能越過喘振控制點，則在OP到達ASL之前，向防喘振閥給出命令，提前將防喘振閥打開，至于在哪一點給出命令，決定于OP移動的速率和防喘振閥的響應時間。
9最低負荷啟車和停車的功能
最低負荷是指當入口導葉開度最小，防喘振閥門全開時，即壓縮機不帶任何負荷，此時啟動機組具有安全節能的作用。當壓縮機需要停機時，將防喘振閥門打開直至為零，將入口導葉逐漸關閉直至全關，此時壓縮機所帶的負荷最小，停止壓縮機的運行同樣具有安全節能的作用。
10 死區帶來的穩定性
死區是可以設定的，如果PV-SV在設定的范圍內，則FCZCS控制系統的輸出不變化，這樣可以避免小的波動造成不斷的調整保證了控制的穩定。
11 動超弛功能
當PV-SV超過一定的限制，手動操作將被旁路，這有效的防止了人工誤操作，從而使系統變得更加理性。
12 喘振檢測
FCZCS控制系統，除了設有喘振線，防喘振控制線，防喘振控制快開線外，還設有喘振檢測線，它位于喘振線的左邊，如果由于變送器信號的漂移、閥門的卡澀或其它原因未能防住喘振，那么控制器將檢測到喘振的信號：流量的迅速下降、壓力的迅速下降或二者同時下降。
13 自學習喘振控制
FCZCS控制系統，如果檢測到喘振信號，則將啟動自學習系統，記錄喘振次數，同時自動將喘振控制線、喘振快開線向右移動，喘振一次向右移動3%--5%。
14 輸入變量的上下限報警
FCZCS控制系統，可以設定輸入流量、壓力等的報警值，當超過設定值時，該控制系統可以輸出接點信號到閃光報警器，以提醒操作者注意。
15 偏差報警
FCZCS控制系統，可以設定PV-SV偏差值報警信號，當超過設定值時，該控制系統可以輸出接點信號到閃光報警器，以提醒操作者注意。
16 解耦
當壓縮機的控制不僅有一個防喘振控制，而且有性能控制或者有兩個或兩個以上的防喘振控制時，這些控制回路的變量變化是互相影響的，這種影響有時會妨礙喘振的控制，為此FCZCS控制系統具有控制回路間干擾的解耦算法，以消除回路間的干擾。
17 通訊
標準的MODBUS通訊使該控制系統能容易地與其它系統通訊。FCZCS控制系統，具有上位機組態方式，運用PC機和圖形組態軟件進行組態，結果可以通過RS-232接口實現下載，可提供無擾下載。
18 可擴展
FCZCS控制系統，由于可設計成能利用高速形成的現場總線技術，所以它不僅可以用做防喘振，它提供內裝及遠程I/O兩者的性能，這使它能用于點數非常多的應用項目。
目前，該套系統在實際生產中，運行狀況良好，能夠真正地根據生產實際進行
及時的控制和調節，真正地發揮著低成本、高實效的經濟作用。
作者：楊寶星
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