循環(huán)氣壓縮機防喘振控制

1、循環(huán)氣壓縮機防喘振控制摘要：本文系統(tǒng)介紹TRICON系統(tǒng)在循環(huán)氣壓縮機機組防喘振控制的應用及控制原理。重點介紹防喘振系統(tǒng)的功能模塊的構建，同時簡述機組運行故障時的檢修方法與分析思路。關鍵詞定義：喘振機理 喘振線 防喘振控制 安全裕量 盤旋設定點1、前言：大型離心式壓縮機組由于其高效，經濟，在現(xiàn)代企業(yè)中應用廣泛，成為工藝連續(xù)運行的“心臟”。但是由于其造價相對于往復式壓縮機而言要高很多，控制系統(tǒng)復雜，而且占用的空間大等缺點，對于工藝成熟的企業(yè)一般不設置備用機組。喘振是離心式壓縮機固有的特性，每一臺離心式壓縮機都有它一定的喘振區(qū)，因此只能采取相應的防喘振調節(jié)方案以防止喘振的發(fā)生。本文以天利高新技術公

2、司醇酮廠的循環(huán)氣壓縮機C41101（SVK1-H型）為例，詳細介紹TRICON三重化控制系統(tǒng)如何構建機組防喘振系統(tǒng)，并簡述防喘振儀表常見故障的處理方法。2、離心式壓縮機喘振機理：離心式壓縮機的特性曲線與喘振 離心式壓縮機的特性曲線是指壓縮機的出口壓力與入口壓力之比(或稱壓縮比)與進口體積流量之間的關系曲線P2/P1Q的關系，其壓縮比是指絕對壓力之比，特性曲線如圖所示： 圖2.1 離心式壓縮機喘振曲線由圖2.1可見,其特性曲線隨著轉速不同而上下移動，組成一組特性曲線，而且每一條特性曲線都有一個最高點。如果把各條曲線最高點聯(lián)接起來得到一條表征喘振的極限曲線，如圖中虛線。所以，圖中還有陰影部分稱為喘

3、振(或飛動)區(qū)；在虛線的右側為正常工作區(qū)。實線與虛線之間是臨界區(qū)，壓縮機可以運行，但太靠近喘振區(qū)，應盡量避免長期工作。 圖2.2固定轉速機下的特性曲線 圖2.2是一條某一固定轉速機下的特性曲線,喘振時工作點由A-B-C-D-A反復迅速的突變。 喘振是一種危險現(xiàn)象，發(fā)生喘振時，可發(fā)現(xiàn)在入口管線上的壓力表指針大幅度擺動，流量指示儀表也發(fā)生大幅度的擺動.喘振現(xiàn)象會損壞壓縮機的各部件，軸承和密封也將受到嚴重損害，嚴重時造成軸向竄動，甚至打碎葉輪，燒軸，使壓縮機遭受破壞。喘振是離心式壓縮機固有的特性，每一臺都有它一定的喘振區(qū)，因此只能采取相應的防喘振調節(jié)方案以防喘振的發(fā)生。3、工藝流程簡介： 醇酮裝置是

4、利用環(huán)己烷（C6H12）在鐵系催化劑的催化作用下與貧氧空氣（氧含量：10%）中的氧組分發(fā)生氧化反應，生成環(huán)己醇（分子式：C6H11OOH）、環(huán)己酮（分子式：C6H10O）、還己基過氧化物（可分解為環(huán)己醇、環(huán)己酮）,前兩者合稱醇酮。另外，由于反應溫度、氧氣含量的不同，會產生甲酸、二元酸等付產品。循環(huán)氣壓縮機組是用于反應尾氣的重復利用，與來自新鮮空氣壓縮機C41102的新鮮空氣配制貧氧空氣（氧含量：10%）。循環(huán)氣機組部分的實時工藝流程如圖3.1，流程說明如下：4.5MPa中壓蒸汽自管網來，經過減溫減壓后至4.1MPa，用于驅動汽輪機（杭汽大陸產：B0.3-4.1/1.1型）C41101/2，蒸汽

5、凝結水直接排入地溝。汽輪機通過齒輪變速箱升速后驅動貧氧空氣壓縮機C41101/1，使之達到18831r/min。經過醇酮反應器貧氧催化反應消耗掉貧氧空氣中氧組分的尾氣，通過洗滌工藝后主要成分為氮氣（N2：95.52%），氧氣(O2:3.44%)、微量CO、CO2、環(huán)己烷蒸汽等。經過貧氧空氣壓縮機入口氣液分離器分離出凝結液體后進入壓縮機升壓，經出口氣液分離后進入氣氣混合器R41103，與來自新鮮空氣壓縮機的新鮮空氣混合調配成氧含量為不大于10%的貧氧空氣，送往醇酮反應器進行貧氧催化反應。圖3.1 循環(huán)氣壓縮機簡易工藝流程圖4、循環(huán)氣壓縮機防喘振系統(tǒng)的構成：4.1、機組及控制系統(tǒng)概述：循環(huán)氣壓縮機

6、C41101是天利高新技術公司52500T/h醇酮生產裝置的核心設備。循環(huán)氣壓縮機使用由沈陽鼓風機廠設計制造的單級懸臂高速型離心壓縮機（SVK1-H），壓縮機入口壓力是高壓型。原動機采用杭汽大陸生產的B0.3-4.1/1.1蒸汽輪機。壓縮機SVK1-H技術參數(shù)如下：正常質量流量10441kg/h；軸功率：229kW； 原動機功率：300kW；出口溫度：81.6； 入口溫度：28；出口壓力：2.1MPa； 入口壓力：1.6MPa；工作轉速：18831r/min；一階臨界轉速：8912r/min； 二階臨界轉速：40383r/min。 機組監(jiān)控系統(tǒng)采用三重化控制系統(tǒng)（軟件版本為：TriStatio

7、n 1131.4.1）作現(xiàn)場控制系統(tǒng)，用監(jiān)控軟件（INTOUCH 9.5）作上位監(jiān)控。4.2、循環(huán)氣壓縮機防喘振控制系統(tǒng)功能設計：4.2.1、 防喘振控制閥“快開慢關”。要求防喘振控制閥能夠平穩(wěn)調節(jié)，在異常工況時能夠快速打開4.2.2、 由于不能全范圍做喘振實驗，理論計算不能絕對準確，制作的喘振線采用插補運算所得，所以需要設置一條防喘振控制線，使兩線之間有一定的安全裕量。4.2.3、 喘振控制器設置為隨動調節(jié)系統(tǒng)，其給定值通過盤旋給定控制器計算，實時跟蹤操作裕量；對于偏差的調節(jié)采用PI調節(jié)功能；根據偏差大小的范圍使用不同的PI控制參數(shù)，即要求PI控制有自適應能力。4.2.4、 發(fā)生“喘振”后，

8、無論是否真實，為了防止機組再次達到喘振組態(tài)，設置累計安全裕量調整偏置；在確認為虛假喘振后，可以對喘振計數(shù)器，安全裕量調整偏置復位。4.2.5、 在喘振控制器調節(jié)作用之前的異常工況，設置喘振超馳控制、過程超馳控制通過選高控制，阻止機組進入喘振區(qū)；當以上控制產生效果前，設置獨立的跳車控制保護機組。4.2.6、 根據操作需要設置3種操作方式：自動、半手動（安全運行）和全手動控制。在機組停止狀態(tài)時調試的需要設置實驗方式。4.3、控制方案說明：4.3.1、 通常采用孔板、阿牛巴等測量元件測量差壓的方式測量壓縮機輸出流量。對于輸出的氣體體積流量，由于不同工況時溫度壓力不同，需要根據理想氣體狀態(tài)方程，進行溫

9、度壓力補償，計算出標準狀態(tài)下的體積流量，以滿足防喘振控制的需要。4.3.2、 根據機組喘振實驗所得喘振點參數(shù)或根據機組生產廠方提供的喘振點（一般不大于5點）參數(shù)，采用插補運算的方法，制作“壓比（y軸）出口流量（x軸）”喘振線。當實際操作的工作點（實際操作壓比，實際操作流量）在喘振線的右邊時，機組處于安全工作區(qū)；當實際操作的工作點因壓比、流量或出口溫度的變化導致向喘振線方向移動，接近喘振線時，機組處于臨界喘振狀態(tài)；繼續(xù)朝喘振線的左邊移動時，機組進入喘振區(qū)。4.3.3、 為了控制機組工作點在所以防喘振系統(tǒng)需要設置一條實際防喘振控制線（見圖4.1），與喘振線之間留有安全控制裕量，包括以下兩項：可以預

10、置的裕量偏差常量、喘振點的比率值。可以表達為下式： rSAFETY_OP=Constant Margin +Proportional Margin×rSULIN/100其中： rSULIN為喘振線上的各喘振點；計算由功能塊SAFETY_MAR實現(xiàn)。 圖4.1防喘振控制線理論圖 圖4.2線間關系圖4.3.4、 機組在正常運行過程中，不宜大幅度調整喘振閥門的開度，而且防喘振控制線與喘振線之間可以調節(jié)的空間小，所以系統(tǒng)設計一條盤旋線（見圖4.2），使之實時跟蹤機組運行工作點，并使實際工作點圍繞盤旋線小范圍（Hover Setting）調節(jié)。在本例中盤旋線與喘振控制線之間的裕量設置為1800

11、Nm3/h。盤旋給定功能由SP_HOVER功能塊實現(xiàn)：當實際操作裕量大于盤旋點時，為實際操作裕量與盤旋點的差值；當實際操作裕量開始減小時，功能塊的輸出以預設的速率減?。划攲嶋H操作裕量不大于盤旋點時，以累計安全裕量做為功能塊的輸出。其輸出作為喘振控制器的給定值。4.3.5、 喘振控制器（PID_SRG）依據盤旋給定控制器輸出的設定值與實際操作裕量的偏差進行PI控制運算，得到的結果經防喘振閥門控制源判斷去調節(jié)防喘振閥的開度，從而改變工況，使實際工作點穩(wěn)定在一個新的安全工況。由于盤旋設定功能塊（SP_HOVER）在實際操作裕量減小到時候，其輸出以設定點速率減小，對于喘振控制器而言，其給定值是動態(tài)的。

12、4.3.6、喘振控制器（PID_SRG）的PI參數(shù)由適應性調節(jié)參數(shù)功能塊（Adptv_Tn1）提供：當設定值與實際操作裕量的差值大于設定范圍（PK_PT1），提供設定參數(shù)TUN1；當實際操作裕量與設定值的差值大于設定范圍（PK_PT2），提供設定參數(shù)TUN2；當差值在正常范圍內或者功能塊被禁止時提供設定參數(shù)NORMAL。自適應的PI控制參數(shù)有利于喘振控制器（PID_SRG）調整控制力度，使機組控制平穩(wěn)。4.3.7、 喘振超馳控制器（SRG_OVRD）是一個純比例的控制器，在壓縮機工作點移動到喘振超馳控制線（喘振線與防喘振控制線之間，安全裕量的7%）開始動作，逐漸打開防喘振控制閥。它是在喘振控制

13、器（PID_SRG）產生控制效果之前，快速將壓縮機實際工作點拉回安全區(qū)。閥門控制方式選擇功能塊VALVE_SEL05的作用是實現(xiàn)喘振控制系統(tǒng)的3種操作方式，并在自動控制、半手動控制時選擇4.3.8、 跳車曲線功能塊(DUMP SOLENOID_FUNCTION)的作用是當壓縮機實際操作裕量小于累計安全裕量的一個設定倍數(shù)（kDUMP,設置為小數(shù)）時，產生一個跳車信號，使防喘振電磁閥失電，快速打開防喘振閥，防止機組進入喘振區(qū)。跳車曲線功能(DUMP SOLENOID_FUNCTION)也是機組防喘振系統(tǒng)的最后保障。4.4、防喘振控制過程簡述（假設壓比不變，見圖4.3）： 當壓縮機在實際的工況運行時

14、，如圖4.3中的A點，盤旋設定點Av,跟蹤A點，喘振控制器輸出為0%，此時防喘振閥已經全關。 當壓縮機因為工藝原因，實際工況到達圖4.3中的B點時，盤旋設定點從Av點以設定速率向Bv點靠近,同時喘振調節(jié)器輸出信號增加,防喘振閥門逐漸開啟,出口流量增加,將實際運行點拉向A點方向到B點；直到Bv點移動到B點的左邊，防喘振調節(jié)器的輸出逐漸下降知道0%，此時防喘振閥已經全關。此時壓縮機達到一個新的運行點B點，盤旋設定點到達Bv點。當壓縮機工作在A點時，工藝原因導致工作點低于實際防喘振控制點,如圖中Bv點,如果不考慮系統(tǒng)反饋作用或者防喘振調節(jié)起作用前，盤旋設定點以設定速率遞減到Bv點，但不會低于Bv點。

15、 當壓縮機工作在A點，如果實際工況到達了C點，則盤旋設定點及時跟蹤到Cv點。 當壓縮機工作在A點，工藝原因導致運行工作點穿越初始防喘振線，到達D點，喘振超馳開始以比例控制方式控制，保證工作點移動到喘振線時，防喘振閥全開。 當工作點移動到E點時，只要不是在全手動運行模式，DUMP跳車功能動作，直接驅動防喘振電磁閥，使防喘振閥門全開，保證機組不進入喘振區(qū)。圖4.3 壓縮機防喘振特性4.5、防喘振系統(tǒng)由下列單元構成：循環(huán)氣壓縮機C41101出口壓力PI2152；循環(huán)氣壓縮機C41101出口流量FICSA2171；循環(huán)氣壓縮機C41101出口溫度TISA2104；防喘振執(zhí)行單元：防喘振電磁閥FSCV2

16、171、防喘振閥FCV2171；防喘振控制系統(tǒng)：TriStation 1131.4.1；上位監(jiān)控系統(tǒng)：INTOUCH 9.5。5、系統(tǒng)功能組態(tài)：5.1、模擬量輸入信號規(guī)格化及報警處理：出口壓力變送器PI2152、出口流量FICSA2171采用ROSEMOUNT 3051壓力變送器；輸出的420mA信號經過安全柵、TRICON系統(tǒng)的輸入前置卡、進入模擬量輸入卡，此實數(shù)型變量由模擬量輸入卡轉換為雙整型數(shù)（8194095），由主處理器調用進行規(guī)格化處理，還原為實數(shù)，當輸入量超限時，發(fā)出報錯信號。邏輯組態(tài)如圖5.1（以PI2152為例）： 圖5.1 模擬量輸入信號規(guī)格化處理說明：RAWIN未經處理的模

17、擬輸入量，雙整型； MinRaw最小輸入量，雙整型，（即輸入雙整型量下限，由系統(tǒng)設計成型決定的值）； MaxRaw最大輸入量，雙整型，（即輸入雙整型量上限，由系統(tǒng)設計成型決定的值）； MinReal最小模擬量，實數(shù)型，（即工程單位的測量零點）； MaxReal最大模擬量，實數(shù)型，（即工程單位的測量量程）； FAILLO、FAILHI測量報錯條件：低于FAILLO、高于FAILHI時，AI-FailAlm報錯。AI_scale-經過規(guī)格化處理后的實數(shù)型變量； ELO 布爾量 ，設置輸入超出范圍時，模塊輸出值（AI_scale）：當出現(xiàn)報錯條件時，如果ELO設置為0，則AI_scale為0%；如果

18、ELO設置為1，則AI_scale為100%。上圖（圖5.1）可以用下公式表示：循環(huán)氣壓縮機出口溫度TISA2104采用鉑電阻Pt100測量，采用魏德米勒架裝式溫度變送器轉換后直接進入TRICON系統(tǒng)的輸入前置卡、進入模擬量輸入卡。組態(tài)見圖5.2。圖5.2 出口溫度TISA2104模擬量輸入組態(tài)工程變量超限報警的組態(tài)以出口流量FICSA2171LL說明：圖5.3 循環(huán)氣壓縮機出口流量FICSA2171LL報警組態(tài) 經過規(guī)格化處理的實數(shù)型變量aFICSA2171-PV與上位機通訊來到低低報警設定值kFICSA2171LL比較，比較結果為布爾量，存貯在內存變量mFICSA2171LL。如圖5.3測

19、量值小于給定的低低報警值，此時輸出的mFICSA2171LL值為真。5.2、 氣體流量溫度壓力補償運算：相同質量流量在不同壓力下的氣體體積流量不同，需要依據理想氣體狀態(tài)方程轉化成標準狀況下的氣體體積流量。圖5.4所示組態(tài)即表示了如下補償運算公式：其中參數(shù)46852.35是依據已知設計溫度壓力條件由廠方計算出的常量。圖5.4 循環(huán)氣壓縮機出口流量溫壓補償組態(tài)5.3、喘振線的制作：由于機組喘振實驗帶有一定的破壞性，機組生產廠方不進行機組的喘振實驗，一般采用作為機組的理論設計值制作喘振線，比如本例由沈陽鼓風機廠設計制作的天利高新技術公司的醇酮循環(huán)氣機組，就是采用的理論值；也有生產廠方現(xiàn)場喘振實驗后得

20、出實際的喘振點，但是為了保護機組一般不愿意多做，如由陜西鼓風機廠生產的天利高新技術公司硝酸裝置的四合一機組，就采用現(xiàn)場喘振實驗得出喘振點，但是只做34點。圖5.5表述的是對應出口壓力下的對應出口流量點，即喘振曲線喘振線特征點賦值，用于在上位機INTOUCH組態(tài)喘振畫面的“壓力-流量”坐標上制作喘振曲線，并作為系統(tǒng)防喘振運算。本例中“SEL”塊有選擇腳“G”，當G為0時選擇“IN0”賦值給輸出存儲器；當G為1時, 選擇“IN1”賦值給輸出存儲器。這樣，可以滿足機組在兩種不同工況運行時的需要。由于醇酮循環(huán)氣壓縮機只有一種運行工況，所以在下圖中設置所有塊的“IN0”與“IN1”相等。圖5.5 喘振線

21、特征點賦值根據圖5.5賦值結果在上位機INTOUCH上制作的喘振曲線實際抓圖見圖5.6，其中紅色曲線為喘振線；黃色曲線表示累計安全裕量為實際防喘振控制線；黃色線其下還有一條藍色的初始防喘振控制線，表示的是喘振控制線初始狀態(tài)。由于在安全裕量計算的模塊(SAFETY_MAR)的設置中，比率系數(shù)置為0所以初始防喘振控制線（藍色曲線）、實際防喘振控制線（黃色曲線）平行于紅色喘振線，綠色圓點表示的是機組實際工作點。當每發(fā)生一次發(fā)生喘振后，在校正功能塊作用下，實際防喘振控制線（黃色曲線）右移，初始防喘振控制線（藍色）顯露出來。圖5.6 循環(huán)氣壓縮機防喘振控制抓圖5.4、實際工況喘振點計算喘振線功能塊“SR

22、G_LINE”的作用是確定實際壓比對應于帶插補運算的5點喘振線上的實際喘振點，即求出實際壓比下的喘振值（組態(tài)見圖5.8），當流量低于該值時，機組發(fā)生喘振。由于循環(huán)氣壓縮機輸入壓力恒定，故不考慮其影響，只是采用機組出口的絕對壓力。插補運算求最小流量的計算公式如下：（設PR_C出口壓力PI2152PR_D） C41101SRG_PT=(PI2152PR_C)/ (PR_DPR_C)×(Hc_DHc_C)Hc_C喘振線特征點對應關系如圖5.7，喘振線特征點之間采用插補運算。圖5.7 喘振線計算“SUB”功能塊計算實際出口流量與實際壓比對應的喘振流量之間的差值，即壓縮機操作裕量(C41101

23、r1MARGIN)，該值在上位機INTOUCH畫面“防喘振控制”的“安全裕量”下顯示?！癆DD”功能塊計算實際壓比對應的喘振點流量與喘振PID控制器的給定值之和，即當前工況下安全控制流量（C41101SP_Hov1）或者說是盤旋點。圖5.8 實際工況的操作裕量、最小控制流量計算5.5、安全裕量計算：累計安全裕量（C41102r1SAFETY-OP）包括基本喘振偏移量（C41101e1EBIAS：廠方提供的給定值，本例為240）、實際工況的比值偏移量（最小出口流量C41101r1SRG_PT×比值PROP_MAR/100）以及喘振發(fā)生后的調整安全裕量偏移值之和。其中，前二者構成“給定安

24、全裕量（見圖5.9）。圖5.9 給定安全裕量組態(tài)當一個喘振事件發(fā)生后，需要及時調整防喘振的安全裕量。RECAL校準功能模塊實現(xiàn)如下功能：每發(fā)生一次喘振，在操作安全裕量上疊加一個偏差值（kRCINC），以最大限度的安全裕量調整次數(shù)（kRCMAX）為上限；如果判斷非機組實際進入喘振區(qū)發(fā)生的喘振，如對壓縮機出口流量、壓力、溫度等喘振儀表檢修前，未對模擬量輸入強制處理，就可能產生實際沒有發(fā)生的喘振事件，這時需要對操作喘振計數(shù)器、安全裕量復位。組態(tài)見圖5.10。 在壓縮機操作裕量(C41101r1MARGIN)小于0時，RECAL模塊判斷發(fā)生喘振，壓縮機在喘振標志fINSUR變?yōu)門RUE(1)，此時喘振

25、計數(shù)器增加計1次。在MARGIN小于0時，總的安全裕量調整量與喘振計數(shù)器不能被REC_RESET復位清零。喘振計數(shù)器（SURGE_COUNT）的值在上位機“喘振次數(shù)”中顯示。 圖5.10 喘振事件發(fā)生后的調整操作裕量及喘振計數(shù)組態(tài)安全裕量計算功能塊（SAFETY_MAR）的各引腳說明：IO類型 數(shù)據 數(shù)據類型 引腳功能IN MARGIN 實數(shù)型 當前安全裕量IN REC_ENB 布爾型 復位調整允許IN kRCINC 實數(shù)型 單次調整偏差量（本例設置值為60） IN kRCMAX 實數(shù)型 最大調整次數(shù) OUT fINSUR 布爾型 壓縮機在喘振標志 IN/OUT RECAL_AMT 實數(shù)型 總

26、的安全裕量調整量 IN/OUT REC_RESET 布爾量 RECAL功能塊復位IN/OUT SURGE_COUNT 實數(shù)型 喘振計數(shù)器 IN/OUT RECAL_COUNT 實數(shù)型 喘振計數(shù)器復位IN rDT:GetDelta 實數(shù)型 脈沖信號發(fā)生器，提供秒級掃描周期。5.6、盤旋設定值計算：盤旋設定點（SP_HOVER）功能塊的功能：盤旋設定點強制喘振PID跟蹤壓縮機實際操作裕量。由于流量增加或者壓比改變當操作點移動離開控制線時，盤旋設定點立即跟隨；移動到喘振曲線的右邊是暫時的盤，旋增量決定了退回喘振線方向。當允許配置壓縮機工作點能夠趨向喘振線，允許盤旋設定功能（SP_HOVER）的輸出以

27、設定速率跟蹤操作點。盤旋裕量（kHOVER）： 指盤旋設定點跟蹤操作裕量的一段距離，可以看作它疊加在累積安全裕量上。盤旋增量(kHOV_INC)：是盤旋線設定點能夠移向喘振線的速率。這個設定是基于某臺壓縮機允許工作點趨向喘振線。如圖5.11所示：當SP_HOVER功能塊的MARGIN即壓縮機操作裕量(C41101r1MARGIN)經過除法運算后，如果大于盤旋裕量（kHOVER），則其輸出101riSRG_SP_T等于兩者差值，經乘法運算后作為PID_SRG的設定值；如果MARGIN值小于盤旋裕量（kHOVER）值時，則選擇累計安全裕量（C41102r1SAFETY-OP）作為PID_SRG的設

28、定值。壓縮機操作裕量(C41101r1MARGIN)因為流量增加或者壓比改變，導致裕量增加時，機組運行狀態(tài)趨向安全狀態(tài)，SP_HOVER功能塊的輸出立即跟蹤實際壓縮機操作裕量；當操作裕量減小時，SP_HOVER功能塊的輸出以盤旋增量(kHOV_INC)給定的速率跟蹤實際壓縮機操作裕量。圖5.11 盤旋設定功能組態(tài)5.7、喘振PID控制器:喘振PID控制功能塊（PID_SRG）提供喘振PID控制功能，組態(tài)見圖5.12。喘振PID控制器的設定值（SP）來自盤旋控制器的輸出，測量值（PV）是實際操作裕量；控制器配置為反作用，控制參數(shù)包括：比例增益、積分。例如：一個設置為2，測量值有1%的增量變化時，

29、輸出減量將到2%。積分作用的單位為reapeat/minute。如果積分常數(shù)增加，積分響應速度更快。比例增益常數(shù)不影響積分作用。下列公式表示了喘振PID控制器的比例、積分作用：Output=GAIN×(SPPV)Reset/60× (SPPV)× ScanT（Sec） 圖5.12 喘振PID控制器組態(tài)5.8、適應性調節(jié)參數(shù)：喘振控制器適應性調節(jié)參數(shù)功能塊（ADPTV_TN1:ADAPTIVE TUNING_FUNCTION）:ADPTV_TN1模塊的功能：基于PID控制器提供3種不同的控制參數(shù)。對于ADPTV_TN1的3種輸出調節(jié)參數(shù)之間切換是界躍的，沒有斜率過渡

30、?？刂茀?shù)選擇方案如圖5.13 ： 當測量值小于BK_PT1時，輸出值為TUNE_1；當測量值介于BK_PT1與BK_PT2之間，輸出值為Normal；當測量值大于BK_PT2時，輸出值為TUNE_2；如果允許關閉“適應性調整參數(shù)功能”，則輸出為Normal。圖5.13 控制參數(shù)選擇方案以組態(tài)圖（圖5.14）的積分參數(shù)選擇組態(tài)為例：ADPTV_TN1模塊的測量值為操作裕量(C41101r1MARGIN)與設定值為喘振控制器的設定值SP（C41101r1SRG_SP）的差值大于BK_PT2，其選擇輸出的積分常數(shù)為5。圖5.14 適應性控制參數(shù)選擇5.9、喘振超馳：喘振超馳功能塊SRG_OVRD（

31、SURGE OVERRIDE_FUNCTION）的功能：壓縮機喘振在PID控制產生效果前，將保護壓縮機離開喘振工況。它是一個純比例功能，強制喘振閥打開，不受通常的比例積分控制器作用的約束。當實際操作點到達控制線左邊即與喘振線之間指定一個裕量（即安全裕量的7%），喘振超馳功能開始打開喘振閥，就象操作點延伸到了喘振線一樣。喘振超馳功能保護壓縮機，即使喘振PID控制器已經慢慢調好。如果一個安全裕量小于2%，而且喘振線已經調整（對此功能而言）到維持2%的裕量，允許測試喘振線安全壓縮邊界并維持喘振超越保護。如果裕量從7%減少到0%，喘振超越輸出從0%打開到kSO_MAX指定的開度。圖5.15 喘振超馳控

32、制原理圖5.16 喘振超馳功能組態(tài)SRG_OVRD02功能塊引腳說明：kISO_ENB：喘振超越使能，實數(shù)型；kISO_MAX：喘振超越輸出最大喘振閥開度，實數(shù)型。5.10、安全跳車功能：跳車曲線(DUMP SOLENOID_FUNCTION)功能塊的作用：產生一個跳車信號。DUMP_SOL功能塊在實際裕量小于跳車曲線，輸出置為“ON”。跳車線設置為累計安全裕量的倍數(shù)（置為小數(shù)），其值由kDUMP的值決定，在本例中的初始設置值為0.2倍。DUMP_SOL功能塊在實際裕量大于累計安全裕量或者DUMP_ENB標志設置為“OFF”時，輸出置為“OFF”。跳車使能標志(DUMP_ENB)標志優(yōu)先與喘振

33、使能標志（SRG_ENB）。在全手動控制時，跳車功能塊（DUMP_SOL）的輸出被禁止。圖5.17 跳車曲線功能塊組態(tài)5.11、閥門控制方式選擇： 閥門控制方式選擇功能塊VALVE_SEL05（VALVE SELECT _ FUNCTION BLOCK）的主要作用是：選擇閥位控制信號傳送到閥。組態(tài)見圖5.19。詳細功能說明：閥門控制方式選擇功能塊工作時有三種操作模式：自動，全手動，半手動（安全運行模式）。如果“AUTO” 設定為1時是自動模式，把 AUTO設定為0時是手動模式；如果“FULL_AUTH”為1時，是全手動操作模式，如果'FULL_AUTH'為0時，是半手動操作模式

34、。 當SRG_ENB為0時，喘振控制器不工作，此時輸出到閥（VLV_DMD）值是100%，當喘振控制器第一次為1執(zhí)行喘振控制輸出時,啟動預設的初始化控制斜率參數(shù)會使喘振閥位緩慢變化，直至符合當前壓縮機工況的狀態(tài)。初始化閥位的控制斜率由STRT_RMP（/秒）調整并且只在自動和半手動下有效。 喘振閥的開關速率是可預設置的。SLEW_OPEN是最大開閥速率（/秒），SLEW_CLSD是最大關閥速率（/秒）。SLEW_DB值是（回旋死區(qū)），而開關速率是在預設的回旋死區(qū)前產生控制輸出作用，使喘振閥開到任何一個方向的行程值。 在全自動模式時，對喘振閥的最終控制輸出（VLV_DMD）是在：SRG_PID，

35、SRG_OVRD和PROC_OVRD三者取大同時將開關速率控制輸出。閥位最大開度限制（MAX_OUT）是用于限制閥位開度在設定范圍內。過程超越PROC_OVRD可以設置成任何一個過程超越控制器，或者甚至是從另一個壓縮機的喘振控制器。SRG_PID和PROC_OVRD可以被限制在閥位反饋（VALVE_FB）的 3%以內，而MAN_DMD可以設定為用來跟蹤閥位反饋VALVE_FB 。在本例中閥位反饋（VALVE_FB）腳連接的是對喘振閥的最終控制輸出（VLV_DMD）。在全手動模式時，輸出到閥（VLV_DMD)信號是手動開關閥門信號（MAN_DMD)，此時閥位最大開度限制（MAX_OUT）不起作用

36、。SRG_PID 和 PROC_OVRD用來跟蹤VALVE_FB，當喘振控制器非工作時，手動開關閥門信號MAN_DMD被初始化100%的控制輸出。在半手動模式時，對防喘振閥的最終控制輸出（VLV_DMD）是在：MAN_DMD 、SRG_PID、SRG_OVRD和PROC_OVRD四者取最大值，同時將開關速率限制輸出變化率。閥位最大開度限制（MAX_OUT）起作用，MAX_ DMD是被限制在閥位開度范圍內的。SRG_PID和PROC_OVRD可以被限制在閥位反饋（VALVE_FB）的3%以內。控制源受限標志用來顯示哪個控制源在控制防喘振閥，在自動模式，假如喘振輸出是0%，只有PID圖標是ON的。假如變送器故障（FAIL標志）顯示為ON，控制器會設置到全手動模式輸出（AUTO強制為0，但FULL_AUTH不變），MAN_DMD在STRT_RMP 斜率下緩變到FAIL_SAFE，如果此時手動值比FAIL_SAFE大則也不會執(zhí)行動作，相同的，如果控制器已經打到全手動，而且變送器故障顯示為ON時也不會執(zhí)行任何動作。在本例中FAIL標志被設置為常數(shù)“0”，即未考慮現(xiàn)場傳感器故障時，喘振系統(tǒng)不需要判斷和調整運行。具體的選擇控制方案如圖5.1