離心壓縮機控制系統通訊硬件缺陷與解決方案

尹雨春

（沈陽鼓風機集團自控公司，遼寧沈陽 110000）

離心壓縮機控制系統通訊硬件缺陷與解決方案

尹雨春

（沈陽鼓風機集團自控公司，遼寧沈陽 110000）

目前石油石化用離心壓縮機組的控制和保護要求有高度的可靠性和安全性。因此控制系統的選擇顯得尤為重要，實際項目中經常會出現控制系統搭配的相應問題，極大的限制了控制系統的應用與發展，本文將在控制系統通訊硬件方面出現的常見問題給出解決方案。

離心壓縮機 控制系統 通訊系統搭配

目前石油石化用離心壓縮機組的控制和保護要求有高度的可靠性和安全性。因此控制系統的選擇顯得尤為重要，實際項目中經常會出現控制系統搭配的相應問題，極大的限制了控制系統的應用與發展，本文將在控制系統通訊硬件方面出現的常見問題給出解決方案。

1 離心壓縮機控制系統要求

首先壓縮機組要實現防喘振控制及性能控制：顯然防止壓縮機喘振的唯一方法是將一部分流量打回流或者放空，從而保持壓縮機遠離喘振限制，遺憾的是壓縮這些額外的流量會帶來經濟上的損失，所以控制系統必須精確確定壓縮機運行點離其喘振限制的距離，從而能夠維持足夠的而不是過度的循環流量；另一方面壓縮機也需要精確及可靠的性能控制，通過限制臨界壓力、溫度、速度或其他變量來避免壓縮機停車、過載、超速或超溫。壓縮機組除了需要實現防喘振控制以外，還需進行速度控制、抽氣控制、性能控制和開、停車順序控制（重點是ESD）。除了要求高度的安全性以外，對系統的可用性要求也相當高。

圖1 CCC性能控制系統主界面

圖2 撫順乙烯項目控制系統配置圖

2 離心壓縮機控制系統選取

沈鼓在防喘振及性能控制部分采用的是CCC控制系統：其喘振控制算法采用了將喘振預測和適度控制響應相結合的方法，能夠用最小的安全裕度來防止喘振；其性能控制策略采用了專利的解耦控制可以防止控制回路之間反向互動而帶來的工藝過程的中段，其控制系統主界面如圖1所示。

在ESD（Emergency Shutdown Device）控制系統部分沈鼓采用的是HIMA壓縮機控制系統，它可以實現全自動控制，最小化操作員干預，優化機械和工藝過程的效率并提高機械和過程的可靠性。

3 控制系統搭配問題及其解決方案

進而問題的關鍵是如何解決CCC系統與HIMA系統的搭配問題，目前CCC系統與HIMA系統在中石油中石化項目上使用越來越廣泛，由于該系統較先進在百萬乙烯、PTA及長輸管線產品上都有很廣泛的應用。中石油、中石化用戶對該系統業非常認可。此系統將來會隨著沈鼓的強勢產品及重大項目越做越多。本人在撫順百萬噸乙烯項目的設計過程中對CCC、HIMA 2套系統的搭配發現了一些問題。由于CCC系統通訊的特殊性，當CCC的上位機通過RS485，TCP/IP接收HIMA系統的數據時，只能通過一個IP地址進行通訊。根據系統安全性要求，一般系統是要求冗余系統配置。故系統之間的通訊也要求冗余。所謂冗余通訊是指2個獨立的系統通訊卡件接入不同的交換機連接到2塊獨立的上位機網卡。每條獨立的回路在軟件中配置2個獨立的IP地址，當一路通訊中斷軟件經過檢測會自動切換到另一個。基于CCC系統通訊的特殊性經過反復的測試，得出如下方案：在CCC上位機軟件中設置成一個獨立的IP，另外一個設成自動獲得IP。當上位機發現網絡中斷，重啟電腦，通訊系統將自動搜索另一個新的IP地址與HIMA系統進行通訊連接。這樣再不增加硬件轉換的前提下，通過軟件的改變就可以將通訊配置成冗余設置。不足的地方就是需要重新啟動電腦，對于操作員來講造成一些麻煩。

在實驗過程中，我們還發現一些其他問題。此次實驗我們分別用Hirschmann和研華2種交換機進行通訊實驗。Hirschmann交換機比較先進，一臺交換機可以支持2個不同的網斷，但是研華交換機卻不支持。CCC系統在通訊時需要占用2個網段，HIMA通訊時需要占用1個網段。這樣對于CCC系統研華交換機卻無法構成通訊，解決方法用2臺研華交換機或者更換成Hirschmann或者其他品牌的支持2個不同網段的交換機。但是如果用研華交換機構成冗余通訊就需要4臺交換機，對于成本和工作量的考慮，設計者需要慎重選擇。為避免在今后項目設計中造成不必要的麻煩，對于交換機是否支持2個網段問題在此特殊提出，圖2為撫順百萬噸乙烯項目控制系統配置圖。

4 結語

綜上所述經過實驗驗證以及最終項目驗證，CCC控制系統可以與HIMA系統搭配使用，并且能很好的實現其各自的功能。CCC作為壓縮機控制的核心系統，對于壓縮機控制系統的發展是必不可缺的一環，所以我們研究此系統是非常必要的。為避免在今后的項目中再產生類似的問題，造成不必要的麻煩故做以研究和總結。將來面對CCC系統與HIMA以外的其它系統也將會有一些包括硬件和網絡對接而出現的問題和瓶頸。我將會繼續試驗并解決和總結。

［1］戴金龍.離心式壓縮機的調節控制系統［J］.風機技術，2012（6）.