GEFanuc的產(chǎn)品在沈鼓機組監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

1、GE FFanuuc的產(chǎn)產(chǎn)品在沈沈鼓機組組監(jiān)控系系統(tǒng)中的的應用一、概述述沈沈陽鼓風風機集團團始建于于19443，經(jīng)經(jīng)過600多年的的不斷發(fā)發(fā)展，現(xiàn)現(xiàn)已成為為中國規(guī)規(guī)模最大大的生產(chǎn)產(chǎn)透平壓壓縮機，透平鼓鼓風機，大型通通風機以以及大型型水泵、往復壓壓縮機的的國有大大型企業(yè)業(yè)。多年年來共累累計生產(chǎn)產(chǎn)各類離離心壓縮縮機13300余余臺，其其產(chǎn)品覆覆蓋中國國國民經(jīng)經(jīng)濟各個個領(lǐng)域，并遠銷銷25個個國家和和地區(qū)，國內(nèi)市市場占有有率達885%以以上，年年產(chǎn)量居居世界前前列。 杭杭州蕭越越熱電廠廠購買的的空壓離離心壓縮縮機為22MCLL系列。杭州蕭蕭越熱電電廠位于于杭州蕭蕭山工業(yè)業(yè)園內(nèi)。蕭山工工業(yè)園內(nèi)內(nèi)建有很很

2、多印染染、紡織織廠，是是全國最最大的輕輕紡城。該機組組主要目目的是為為蕭山工工業(yè)園區(qū)區(qū)的幾個個印染、紡織廠廠提供風風能。本套套控制系系統(tǒng)是其其空壓機機組的配配套產(chǎn)品品，除了了控制沈沈鼓的壓壓縮機還還對青島島汽輪機機廠的汽汽輪機以以及一些些相關(guān)的的泵站等等輔助設設備進行行監(jiān)控。二、工工藝控制制要求22.1數(shù)數(shù)據(jù)采集集系統(tǒng)（DASS） 連續(xù)續(xù)采集和和處理所所有與壓壓縮機組組及其輔輔機相關(guān)關(guān)的重要要測點及及設備狀狀態(tài)，及及時向操操作員提提供有關(guān)關(guān)的運行行信息，實現(xiàn)機機組安全全經(jīng)濟運運行。 機機組參數(shù)數(shù)的當前前值或狀狀態(tài)的顯顯示、棒棒狀圖顯顯示、報報警顯示示和趨勢勢顯示。報報警顯示示： 事事故順序序（

3、SOOE）記記錄，通通過在CCIMPPLICCITYY MEE中進行行C語言言編程，并且通通過CIIMPLLICIITY HMII與歸檔檔數(shù)據(jù)庫庫SQLL20000實時時記錄SS90-30系系統(tǒng)內(nèi)部部的事件件動作，能精確確到1mms。 機機組概貌貌P&IID圖的的模擬顯顯示，通通過CIIMPLLICIITY HMII進行組組態(tài)，并并且實現(xiàn)現(xiàn)參數(shù)報報警變色色以及變變量注釋釋的動態(tài)態(tài)顯示。機機組氣路路P&IID圖：機組組油路PP&IDD圖：泵組組P&IID圖：加熱熱器P&ID圖圖：2.2模模擬量控控制系統(tǒng)統(tǒng)（MCCS）GEE Faanucc PIID回路路增益、kp、 kii、 kkd可由由所控制

4、制的過程程特性確確定。其其中關(guān)鍵鍵在于： 1、當當我們通通過固定定量改變變CV時時，PVV改變有有多大？開路增增益是什什么？2、系統(tǒng)響響應有多多快，或或者說CCV輸入入躍遷后后PV改改變有多多快？許多多過程可可由過程程增益，初級或或次級順順序延遲遲及一個個純時間間延遲而而模擬。在頻率率范圍內(nèi)內(nèi)，含一一純時間間延遲的的初級順順序延遲遲系統(tǒng)的的轉(zhuǎn)換功功能如下下： PVV(s)/CVV(s)=K*e*(-Tpps)/(1+Tcss)例：在在時間范范圍內(nèi)繪繪出時間間t0的的躍遷響響應曲線線：k：過程開開路增益益=PVV最終改改變/tt0時的的CV改改變Tp：t0之之后在過過程輸出出PV開開始傳送送前的

5、過過程時間間延遲或或“死”時間。TTc：TTp之后后PV達達到最終終PV值值的633.2%時所需需要的時時間。測量量這些參參數(shù)的最最佳方法法是把PPID模模塊置于于手動模模式把CCV做小小幅躍遷遷，并且且繪出PPV響應應時間的的曲線。GGE FFanuu的PIID調(diào)節(jié)節(jié)方法由由Zieegleer和NNichholaas在四四十年代代發(fā)展起起來的。一一旦k、Tp和和Tc三三個過程程模型參參數(shù)確定定后，即即可用來來估算PPID回回路增益益。作用用速率：R=KK/Tcc只只有比例例控制，計算KKpKp=Tc/(k*Tp) 對于比比例和積積分控制制KKp=00.9*Tc/(k*Tp)KKi=00.3*

6、Kp/Tp 對對于PIID控制制KKp=GG/(TTp*RR) GG為1.222.0 KKi=00.5*Kp/Tp KKd=00.5*Kp*Tp 采采樣周期期在(TTp+TTc)/10至至(Tpp+Tcc)/1100之之間。還有有一種“理想調(diào)調(diào)節(jié)”方方法，可可以獲得得最佳的的SP改改變響應應。Kp=2*TTc/(3*kk*Tpp)Ki=TcKd=Ki/4 本系系統(tǒng)的所所有模擬擬量控制制包括：調(diào)節(jié)油油壓力，潤滑油油壓力，壓縮機機入口壓壓力，循循環(huán)水入入口流量量等均采采用PIID IISA標標準模塊塊進行控控制。這這樣選擇擇了適當當?shù)膮?shù)數(shù)后，可可以快速速響應負負荷或能能量的變變化，在在自動方方式

7、下不不需要人人為的干干預。當當發(fā)生手手動自動動切換時時實現(xiàn)平平滑控制制。2.3 防防喘振控控制（AAntii-Suurgee） GEE90-30通通過CIIMPLLICIITY ME集集成有專專門的防防喘振控控制系統(tǒng)統(tǒng)，有以以下特點點： 一旦旦發(fā)生喘喘振，可可以人工工干預、校正安安全區(qū)域域。 當當工況點點大于規(guī)規(guī)定的速速率越過過喘振控控制線時時，自動動打開防防喘振閥閥。 以適適當?shù)目乜刂破鬏斴敵鲈鲆嬉骓憫狗来耖y實實現(xiàn)快開開和慢關(guān)關(guān)。 配配有手操操功能，用于調(diào)調(diào)節(jié)、試試驗和排排除故障障。 用接接點控制制電磁閥閥，當發(fā)發(fā)生劇烈烈喘振或或機組聯(lián)聯(lián)鎖時，直接開開啟防喘喘振閥。 控制模模型充分分

8、考慮了了機組壓壓力，流流量的要要求和變變化，最最大限度度的接近近喘振線線，保證證工作區(qū)區(qū)域最大大。防喘振振控制：2.4 抽氣壓壓力和壓壓縮空氣氣電液調(diào)調(diào)節(jié)（EELA） 在監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)CIMMPLIICITTY HMMI上顯顯示和控控制5005E，實現(xiàn)對對汽輪機機轉(zhuǎn)速，抽氣壓壓力和壓壓縮機空空氣負荷荷的調(diào)節(jié)節(jié)。 通過過HMII和5005E的的配合使使用，實實現(xiàn)就地地/遠程程控制方方式，方方便操作作人員的的控制要要求。22.5 汽輪壓壓縮機組組緊急跳跳閘保護護（ESSD） 機機組停車車保護的的主要項項目包括括：潤滑滑油總管管壓力、安全（速關(guān)）油壓力力、轉(zhuǎn)速速、軸振振動、軸軸位移、軸承溫溫度和真真空

9、等。所有的的保護輸輸出在邏邏輯上有有閉鎖功功能，以以防止如如熱電阻阻、熱電電偶的誤誤動作。整個系系統(tǒng)的掃掃描周期期在400毫秒左左右，完完全能夠夠滿足緊緊急響應應的要求求。三、GE Fannuc 的解決決方案33.1 系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)本系系統(tǒng)采用用 GEE Faanucc 系列列90-30 PLCC系統(tǒng)作作數(shù)據(jù)采采集和控控制，為為了保證證系統(tǒng)的的可靠性性，控制制部分采采用雙機機熱備結(jié)結(jié)構(gòu)，電電源、CCPU、通訊模模塊和GGeniius通通訊總線線、以太太網(wǎng)通訊訊模塊等等都是冗冗余的。通過雙雙機熱備備軟件MMAX-ON配配置后，導入PProfficyy Maachiine Ediitioon編程程軟件

10、內(nèi)內(nèi)，從而而實現(xiàn)雙雙機熱備備功能，保證系系統(tǒng)的高高可靠性性。數(shù)據(jù)據(jù)采集部部分由三三層五個個10 槽機架架組成，層之間間通過GGeniius總總線連接接。雙機機熱備部部分與數(shù)數(shù)據(jù)采集集部分利利用 GGeniius Buss Coontrrolller (GBBC)網(wǎng)網(wǎng)絡通訊訊模塊通通過Geeniuus雙總總線進行行數(shù)據(jù)的的通訊與與傳輸?，F(xiàn)場的的各類模模擬信號號、電磁磁報警接接點信號號、PLLC 輸輸出到現(xiàn)現(xiàn)場電磁磁閥的起起停信號號等均通通過端子子排與 PLCC I/O 模模塊相連連，實現(xiàn)現(xiàn)數(shù)據(jù)的的采集和和控制。上位機機監(jiān)控系系統(tǒng)為GGE FFanuuc公司司的Prrofiicy CIMMPLII

11、CITTY HHMI V6.1來實實現(xiàn)數(shù)據(jù)據(jù)采集及及控制功功能。包包括2臺臺工程師師站和11臺操作作員站，并且在在一個工工程師站站上集成成WebbVieew SServver功功能，用用戶就可可以通過過Winndowws IIE瀏覽覽器實現(xiàn)現(xiàn)全廠局局域網(wǎng)數(shù)數(shù)據(jù)瀏覽覽功能，便于公公司管理理層及時時了解現(xiàn)現(xiàn)場情況況。3.2 軟軟件系統(tǒng)統(tǒng)下位機機系統(tǒng)軟軟件為PProfficyy Ciimpllicyy Maachiine EdiitioonCIMMPLIICITTY MME由LLogiic DDeveelopper(PACC、PLLC、PPC、SStatte、CCNC)，Viiew，Mottionn

12、 Deevellopeer等組組成。CIIMPLLICIITY ME不不但能夠夠?qū)删幘幊炭刂浦破鳎址植际?，嵌入入式控制制器，數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)進行編編程組態(tài)態(tài)，而且且能夠?qū)E的的操作面面板，工工控機和和伺服系系統(tǒng)進行行編程控控制。這這樣，MME將多多種控制制要求集集成在同同一個平平臺下，符合現(xiàn)現(xiàn)代控制制要求多多樣性的的要求，是一個個功能十十分強大大的系統(tǒng)統(tǒng)平臺。如上上圖所示示：MEE包含了了大量的的系統(tǒng)控控制功能能MME具有有如下幾幾個特點點： 使使用CIIMPLLICIITY MME軟件件，在一一個公共共的環(huán)境境用于配配置、編編程、調(diào)調(diào)試和維維護用戶戶程序。 統(tǒng)一一的用戶戶界面 一個數(shù)數(shù)

13、據(jù)庫（交叉參參考、變變量表等等） 符號號編程 即拖即即放功能能 Teest修修改編輯輯模式 強大的的在線幫幫助窗口口 支持多多種IEEC11131語語言包括括LADD、FBBD、SSFC、ST和和C語言言熱備系系統(tǒng)軟件件MAXX-ONN利利用熱備備軟件MMAX-ON對對S900-300系統(tǒng)進進行配置置后，導導入MEE中即可可實現(xiàn)控控制器之之間的同同步和數(shù)數(shù)據(jù)交換換。相對對于西門門子的SS7-3300軟軟冗余，該系統(tǒng)統(tǒng)配置簡簡單、無無須編程程、數(shù)據(jù)據(jù)交換效效率更高高、穩(wěn)定定性更好好、有嚴嚴格的授授權(quán)要求求。上位位機軟件件為Prrofiicy Cimmpliicy HMII CIMMPLIICIT

14、TY HHMI主主要有以以下幾點點特性： CIMMPLIICITTY HHMI包包括CiimEddit和和CimmVieew兩大大組件。使用CCimEEditt功能可可以非常常方便的的進行屏屏幕編輯輯；CiimViiew作作為顯示示功能使使用。 在在HMII中可導導入OLLE和AActiiveXX對象，例如趨趨勢、SSPC圖圖表及報報警瀏覽覽器等內(nèi)內(nèi)容。 由由于采用用了開放放式的系系統(tǒng)設計計，其系系統(tǒng)數(shù)據(jù)據(jù)庫登錄錄使用了了標準OODBCC接口。例如將將報警、事件、與數(shù)據(jù)據(jù)點值登登錄到MMicrrosooft Acccesss數(shù)據(jù)庫庫文件、Miccrossoftt SQQL SServver數(shù)數(shù)

15、據(jù)庫或或Oraaclee數(shù)據(jù)庫庫中去?？梢詮膹膱蟊砗秃透鞣N符符合ODDBC標標準的應應用程序序中檢索索數(shù)據(jù)庫庫信息。 支持VVB腳本本進行基基本的功功能控制制。 利利用Miicroosofft CC/C+和MMicrrosooft Devvelooperrs Sttudiio可生生成新設設備通訊訊接口，利用該該接口訪訪問第三三方設備備。 支支持OPPC，包包括OPPC客戶戶機和OOPC服服務器。 含有報報表管理理器，很很容易生生成基本本的過程程報表。 支持持客戶機機/服務務器結(jié)構(gòu)構(gòu)和服務務器冗余余功能。 支持持Webb Seerveer和WWeb VVieww功能。對對于本套套控制系系統(tǒng)而言言

16、，最具具有價值值的是全全面的應應用了GGE FFanuuc PProfficyy系列軟軟件。這這樣，在在S900-300熱備系系統(tǒng)與工工程師站站或操作作員站之之間實現(xiàn)現(xiàn)了的無無縫高效效的結(jié)合合，無須須利用腳腳本工具具進行冗冗余通訊訊等額外外的編程程，這是是使用第第三方軟軟件難以以實現(xiàn)的的。CIIMPLLICIITY HMII可以和和GE Fannuc的的熱備系系統(tǒng)和三三重化冗冗余系統(tǒng)統(tǒng)進行無無縫結(jié)合合。3.3 硬硬件系統(tǒng)統(tǒng) 本系統(tǒng)統(tǒng)共采集集1433路模擬擬量信號號，包括括14路路熱電偶偶，600路RTTD；采采集的離離散量999路。應用的的S900-300系列模模塊如下下：主熱熱備CPPU 表11：從站CPPU 表22： 分布式II/O通通訊模塊塊 表3：數(shù)據(jù)采集集I/OO模塊 表表4：三、應用用總結(jié)GEE Faanucc的控制制系統(tǒng)在在沈鼓的的應用已已經(jīng)有115年的的時間了了。隨著著沈鼓產(chǎn)產(chǎn)品在我我國的石石油、化化工、冶冶金、空空分等等等領(lǐng)域的的應用，GE Fannuc的的控制系系統(tǒng)也經(jīng)經(jīng)歷了嚴