儀表聯鎖一體化控制單元（ITCC）在壓縮機防喘振應用

高專科

[摘? ? 要]在本文的分析過程中，主要針對PLC的軋碎機一體化控制系統當中，所構成的PLC和現場總線系統等，進行詳細的闡述以及分析，并對各個系統之間的關系進行明確，以此為相關領域當中的工作人員，提供一定的技術性參考，目的在于能夠將儀表聯鎖一體化控制單元（ITCC），有效應用到縮機防喘振控制中，提高應用水平。

[關鍵詞]儀表聯鎖一體化控制單元;壓縮機;防喘振控制;溫度控制

[中圖分類號]TM921.5 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）10–00–03

Application of Instrument Interlock Integrated Control unit （ITCC） in

Compressor Anti Surge Control

Gao Zhuan-ke

[Abstract]In the analysis process of this paper， the PLC and fieldbus system composed of the integrated control system of the mill and crusher of PLC are elaborated and analyzed in detail， and the relationship between each system is clarified， so as to provide certain technical reference for the workers in the related fields， and the purpose is to be able to integrate the instrument interlocking control Unit （ITCC） is effectively applied to the compressor anti surge control to improve the application level.

[Keywords]instrument interlocking integrated control unit; compressor; anti surge control; temperature control

在過去的生產過程中，所使用的蒸汽透平壓縮機，大多數都是采用獨立的系統，以此可以有效在使用的過程中，利用電子調速器進行轉速方面的控制和調節。而在對于一些智能儀表而言，則可以實現對于防喘振系統以及一些油路系統，實現較為全面的自動控制。

1 研究背景

在現階段ITCC功能方面的應用過程中，伴隨著通信技術方面的完善，使得需要進行更加復雜多變的控制，同時還需要保障控制能力有著較高可靠性和安全性，以此伴隨著技術的發展，推出了儀表聯鎖一體化控制單元。在具體的應用過程中，主要是形成了ITCC控制系統，可以實現較高能力的系統使用。

2 系統構成以及控制原理

2.1 系統構成及硬件控制原理

在本文的分析過程中，壓縮機能夠實時被監控，并且工作人員可借助操作系統對其進行控制，同時還可以在實際的操作過程中，通過人機接口的顯示單元，進行充分的配對。現場進行控制的面板和儀表，同樣屬于系統的主要組成部分，各個構件結合，這樣就組成了較為可靠的系統。在實際應用的過程中，主要是利用硬接線，以及通訊的方式進行操作和鏈接。在壓縮機運行期間，工作人員可通過監控系統，對其狀態進行監控，還可以通過操作系統，傳出操作指令，經由通訊構件進行傳輸，當系統接收指令后，壓縮機的運行狀態便會發生改變。當壓縮機出現故障時，工作人員能夠通過顯示屏發現。

2.2 壓縮機過程控制方式

在現階段的ITCC當中，主要是針對壓縮機在使用的過程中，能夠實現的各種控制操作。例如，需要對一段進口壓力的性能，起到充分的控制作用。之后，還需要對蒸汽透平的轉速，以及抽氣方面，進行充分的控制調節。而對于在壓縮機能夠實現的防喘振方面，也需要起到一定的控制調節作用。在系統當中還應有Protech 203超速保護裝置，是一種獨立超速聯鎖停車單元。在實際的使用過程中，主要是通過對現場當中的3個獨立轉速信號，進行接受處理，之后在進行3oo2表決。若存在壓縮機超速的情況下，在ITCC端，當沒有進行有效的停車判斷時，203超速保護裝置就會動作，從而進一步的保障壓縮機可以安全的進行停車。而在轉速信號恢復到正常的情況下的時候，便可以針對ITCC進行相應的復位。

而在軸振動以及溫度信號的收集方面，都需要在系統當中的監控系統進行實現。之后則需要在HMI或DCS上，進行參數的顯示。而在進行實現的過程中，則需要通過硬接線發送判斷給ITCC，再由控制器進行判斷，最終使得壓縮機當中的保護系統能夠有著較高的可靠性。

3 防喘振控制理論

3.1 壓縮機特性

在進行使用的過程中，需要能夠對壓縮機轉速、壓力以及溫度方面，進行合理性的分析。之后還需要對壓縮機當中的操作極限、喘振線等，進行關系方面的明確。這樣就可以充分的保障，在使用的過程中，利用這樣的數據分析，進行合理性的分析和研究。

在進行壓縮機特性分析的過程中，需要對喘振線進行合理的編程分析，確保能夠將編程數據資料，都被應用到分析過程中，這樣在設計的過程中，便可以設計出較為合理的控制器內部喘振線。之后，還需要進行安全閾值的設定，充分的保障在合理的范圍當中進行操作。

3.2 操作點

對于操作點的設置，本質上就是一個計算的值，為了實現這樣的操作計算點，就需要從工藝測量的過程中，可以生產單一的數字信息，之后還需要通過操作人員的操作，將其操作的實際參數，與壓縮機特性當中的控制線，進行充分的比較和分析，進而對現階段壓縮機的運行效果進行分析。

關于壓縮機的操作點，是以設備制造廠家提供的喘振曲線為基礎，利用控制器進行二次保護的操作手段，防止因工藝、設備等原因造成重大事故。計算的操作準確與否是控制的關鍵。我們將TRICONEX系統的控制器和符合IEC 61508標準的先進儀表相結合，自定義計算模塊，從而達到實時、準確的控制。

一般來講，設備廠家會提供設備計算的壓力和流量的特性曲線，控制曲線是經過實時計算的數據產生，使得機組實際工況與設計有參照對比性，確保機組在安全區工作。喘振點的計算實際就是實時判斷當前工況是否在安全區域內，若工況發生變化就要采取措施使壓縮機在安全狀態下運行。

控制點計算的原則是判斷當前工況是否在非安全區內，以CO壓縮機為例，設備廠家提供5個控制點，對應的出口壓力和流量如表1所示：

首先進行非安全區判斷，假設出口流量為y，那么就有y1，y2，y3，y4，y5的對應數值，也就對應是5個區域，y實際流量若>y1而

出口壓力設P，也就有P1，P2，P3，P4，P5的對應數值，設喘振工作點為X，則X在第一工作區的計算就是X：=[（ Y - Y1 ） * （ X2 - X1）/ （ Y2 - Y1）] + X1; 第二工作區的計算是 X：=[（ Y - Y2 ） * （ X3 - X2）/ （ Y3 - Y2） ]+ X2……第五工作區的計算是 X：=[（ Y - Y5 ） * （ X6 - X5）/ （ Y6 - Y5） ]+ X5;? 相關的計算封裝在控制器的模塊里，再由系統進行調用，這樣就完成了邏輯里的計算功能。

根據出口壓力的不同，喘振線、防喘線、預喘線流量都各不相同。控制系統自動監控實際工況，并對其進行計算時，同時，判斷工況是否為安全區，在此基礎上，確保壓縮機出口壓力以及流量等指標，從而為實際穩定運行過程提供保障。

4 控制器的分析

控制器屬于壓縮機中的主要組成部分，常用的控制模式，包括自動控制、手動控制，不同模式具體情況如下。

4.1 自動控制模式

這種控制模式是一種較為嚴謹的控制形式，相關工作人員無法對其防喘振閥進行操作。在系統當中的防喘振控制器，能夠直接對防喘振閥，進行有效的控制。在整個控制系統當中，往往需要對數據進行全面的監控，掌握防喘振閥在現階段的正確位置。而在控制系統處于自動模式當中的時候，手動模式僅僅可以對閥門的位置進行跟蹤，以此就可以在接下來的操作過程中，實現手自動方面的切換。

防喘振控制需要在自動控制模式下進行執行。每一個例行的程序，都需要輸入高信號選擇模塊的輸入值。這些控制程序能夠起到兩種不同的功能：首先，是對工藝條件進行監控，從而提供一定的糾錯功能，使已經發生變化的工藝，可以返回到相應的操作合理點上。在例行程序的操作過程中，可以有效的保障其穩定操作，能夠形成較為連續的調節輸出節奏，之后也能夠成為閉環例行程序。之后，還需要在某些事件觸發之后，提供固定不變的糾錯方式。

4.2 自動備用的手動控制模式

在這樣的模式當中，可以有效的允許操作的人員，進行防喘振閥方面的控制和調節。但是，在實際的操作過程中，依然無法有效的將閥門實現自動化的關閉。而且，實際的防喘振閥的常數值，是基于手動信號以及自動信號這兩方面的最高數據，進行有效的顯示。

因此，在控制系統當中，可以有效的對壓縮機當中的操作參數，以及壓縮機當中的特性圖進行監控。而一旦在監控系統運行的過程中，對受到手動控制系統的監控，發現壓縮機的流量，在喘振線之下，就需要將其開啟手動的操作控制模式，從而打開防喘振閥。在操作人員工作的過程中，可以利用手動的方式，對防喘振閥進行位置方面的調節和操作。操作點在壓縮機特性圖的任意安全位置的時候，都可以實現這樣的操作。

5 運行效果

在壓縮機運行的過程中，在基于上述的防喘振控制理論下，可以有效的進行高效率的運行。而對于防喘振控制器當中的閉環例行程序的使用過程中，可以很好的讓壓縮機當中的防喘振控制系統，更加的合理和及時。同時，對于開環例行程序而言，則是可以在運行的過程中，能夠起到對壓縮機的保護作用，而對于防喘振檢測程序而言，則可以更加有效及時的對壓縮機的喘振進行使用，并且為相關工作人員，提供一定的報警信息。之后，在運行的過程中，由于使用了較為可靠的現場儀表，以及一些PLC硬件設備，就可以讓整個系統在實際的運行過程中，能夠有效較高的效率以及穩定性。

6 總結

綜上所述，在本文的分析過程中，主要針對儀表聯鎖一體化控制單元（ITCC），在壓縮機當中的防喘振控制進行相應的分析，其應用之后，經過實踐分析后發現，有著較為穩定的運行效果，以此是一種較為高效率的改進方式，提升了壓縮機的運行效率。

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