DCS系统在空分压缩机的防喘振控制系统中的应用

概 述：逻辑控制即控制系统与逻辑点的相互配合应用。空分压缩机防喘振系统，是靠Honeywell TPS系统（DCS）本身先进的智能控制算法，以及多重冗余和容错技术加上功能强大的逻辑控制来实现的。

关键词：控制系统 逻辑控制 防喘振 DCS系统

Abstract：The logic controls is that the application between logic point and control system.It depends on its advanced intelligent control algorithm by Honeywell TPS system （DCS） and it comes true under the control of the multiple Redundancy and fault-tolerant technology with the powerful logic function.

Keywords：Control system, Logic Control, prevent from breathing and shaking, Distributed Control system

前言

西林钢铁公司6000m3/h空分设备由杭州制氧机集团公司2001年5月成套，工厂设计由北京钢铁设计总院设计，于2001年9月2日顺利投产出氧，历时半年多的时间运行表明，该机组稳定运行，各项指标均达到设计值或超过设计值。整个控制系统采用美国霍尼韦尔的TDC3000和两台GUS站构成。

一. 控制系统的组成

1.自动控制系统的构成。

自动控制系统由被控对象、检测元件、控制器和调节阀等部分组成。如图一所示。

图一 自动控制系统方框图

a. 被控对象：需要实现控制的设备，机器或生产过程。

b. 被控变量：对象内要求保持设定值的物理量。

c. 操纵变量：受控制器操纵，要以使被控变量保持设定值的物料量或能量。

d. 干扰（扰动），除操纵变量以外，作用于对象并能引起被控变量变化的因素，如负荷变化就是一种典型的扰动。

e. 设定值：被控变量的目标值。

f. 偏差：偏差理论上应该是被控变量的设定值与实际值之差。

2.串级调节系统

串级调节系统是最早、效果最好、使用最广泛的一种复杂控制系统，它的特点是两个控制器相串接，主控制器的输出作为副控制器的设定，适用于时间常数及纯滞后较大的被控制对象。

二.逻辑点功能

逻辑点提供了逻辑能力，它与数字组合点配合，提供了组合逻辑功能。逻辑点由逻辑块、FLAG、数字、输入连接和输出连接等组成。逻辑点最多有12个输入，16个逻辑块，12个输出连接。

三、空分离心式压缩机的防喘振控制

空分选用的是离心式压缩机，离心压缩机工作效率高，在正常工况条件下运行平稳，压缩气流无脉动，对其所输送介质的压力、流量、温度变化的敏感性相对较大，容易发生喘振。发生喘振时流量大幅波动，机组剧烈振动，如不及时采取措施加以控制，会使压缩机转子和静子经受交变应力作用而断裂;使极间压力失常而引起强烈振动，导致密封及推力轴承损坏;使运动元件和静止元件相碰，造成严重事故。所以应尽力防止压缩机进入喘振工况。喘振现象是完全可以得到有效控制的，如图二所示，根据离心压缩机在不同工况条件下的性能曲线，只要我们把压缩机的最小流量控制在工作区（控制线内），压缩机即可正常工作。喘振的标志是一最小流量点，低于这个流量即出现喘振。因此需要有一个防止压缩机发生喘振的控制系统，限制压缩机的流量不会降低到这种工况下的最低允许值。即不会使压缩机进入喘振工况区域内。