力控在炼油厂制蜡氨压缩机自动控制系统中的应用.docVIP

炼油厂制蜡装置是利用炼油分解所剩下的蜡油原料来制造成品蜡的。氨压机在制蜡车间的作用是把氨气加压使其液化，利用氨气气化时吸收的热量，使液态蜡凝固成型，完成制蜡的全部过程。在制蜡装置中，氨压机的平稳操作对保证全装置正常生产有着举足轻重的作用。 　　下面以大庆油田化工总厂炼油厂制蜡装置氨压机的控制系统为例，来说明氨压机的控制方案和力控组态软件的应用方法。 　　一、工艺过程与控制方案设计 　　1 工艺过程 　　氨压机使用的是蜗杆式压缩机，它由一个电动机通过一个挠性连轴器来驱动。冷却剂（氨）经压缩机压缩后进入分离器内，油位于分离器的较低部分，冷却剂通过过滤器进入到蒸汽凝结器中。凝结后的冷却剂经过压力调节器流到收集器中。循环器中的液位控制器启动电磁阀，使冷却剂从收集器内进入位于循环器内的冷却剂驱动泵，将冷却剂送入制蜡设备中，然后返回循环器。液态冷却剂（收集器中）连续流进压缩机的液体注入口，以确保压缩机泄流温度为54.4(130F)。分离器中的油由分离器中的压力驱动流过过滤器，进入滑阀及压缩机。如果油分离器内的压力不够高（低于207Kpa(30lb/in2)的油与气间压力），润滑油泵将启动，以补充所需的压力差。 　　2 系统构成 　　本控制系统主要是由操作站和控制站两个部分所组成，各部分分别由不同的硬件和软件组成。 　　操作站 　　操作站主要由计算机主机、薄膜式操作键盘、液晶显示屏等组成。采用力控作为平台软件。 　　控制站 　　控制站采用日本OMRON公司的可编程控制器。可编程控制器完成实时数据的采集、逻辑运算和控制输出、与操作站通讯等任务。 　　操作站通过RS232电缆与PLC进行通讯。 　　现场执行器的动作可以通过RS232通讯电缆由PLC传递给操作站，操作员可在操作站上监视和控制现场的压缩机，并能对每天的运行情况进行自动汇总，形成报表，对运行中出现的报警给予及时的处理。 　　控制站PLC由CPU底板C200H-BC051-V2、电源C200H-P204S、CPU模块C200H-42-E、数字量输入/输出模块C200H-MD501、模拟量输入模块C200-AD002、C200H-AD003等组成。 　　二、控制过程 　　自动运行时压缩机按照预先设置的程序，根据对外部条件的判断，顺序启动压缩机。首先，油加热器根据油池温度的高低决定对油池加温或不加温。主油泵启动（系统默认1#泵为主油泵），如果此时油压在报警值以下5秒，副油泵也将启动，待油压升高到报警上限时，副油泵停止。如果油压在1分钟内达不到正常值，将导致在低油压下启动失败。在油压正常，滑阀位置在最小设定值以内，进口压力升到报警值以上，无报警无故障输出的情况下，启动压缩机（系统默认已切除斜坡控制脉冲），同时油加热器将停止加热。现场故障或手动停车可使压缩机立即停机。自动运行、手动运行状态、氨循环系统是独立的，通过“主操作画面”的“氨循环”、“氨循环停”操作。 　　系统停机时按顺序停机，图3是停机顺序图。 　　三、特殊控制 　　根据压缩机自身性能特点和生产工艺要求，在对其进行控制时，需要采取一些特殊的控制方法。 　　斜坡控制加载或卸载时，特别是加载时，压缩机马达电流波动幅度较大，影响其寿命，为此在加载时控制加载量引入斜坡控制的概念。对加载而言，带斜坡加载时的情况如图8-16所示，图中虚线就是载荷上升的曲线。 　　增大脉冲间隔时间，可使载荷变化趋势变缓；减小脉冲长度系数，也使载荷变化趋势变缓。相反，减小脉冲间隔时间，可使载荷变化趋势变陡；增大脉冲长度系数，也使载荷变化趋势变陡。生产中，可以根据实际情况确定一组较理想的参数。 　　压缩机的容量控制是通过调整滑阀位置来实现的。压缩机的卸荷通过打开滑阀口，使一些气体返回到吸入侧，滑阀的开度影响返回量的大小，从而实现容量控制。 　　自动容积控制通过移动滑阀，压缩机吸口压力改变而加载或卸载。此时，如果选择“斜坡加入”，滑阀的移动是间断的，每次移动时间是使用时间比例控制方法来获得的；如果选择“斜坡切除”，滑阀的移动是连续的。在斜坡控制加入的自动容量控制过程中，滑阀移动时间长短由一个时间比例控制系统决定，即滑阀移动时间与吸口侧压力和控制压力的差成正比。决定移动时间的参数量是死区、间隔时间、脉冲时间系数，这些参数由操作者根据加载、卸载的条件而定，并可在画面上进行设定，这些参数的定义说明如下： 　　死区—当控制压力与吸口压力差低于死区值时，滑阀不产生移动。如果死区太小，会导致滑阀的过度磨损。如果死区太大，压缩机吸口压力就会偏离控制压力，导致容积控制器低效。 　　间隔时间—是滑阀移动控制脉冲间隔时间。即斜坡控制脉冲加入时，相邻两次加载或卸载的间断时间。 　　脉冲时间系数—这是在给压缩机加载、卸载时用来控制滑阀移动的开关量频率输出占空比。 　　四、组态设计 　　·