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一种天然气压缩机组控制系统浅析
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论文关键词:天然气  压缩机组  控制系统  
论文提要:随着国际、国内油气的快速发展,特别是天然气工业的飞速发展,用于天然气增压的往复式天然气压缩机组被越来越多的使用,本文通过对L7044GSI/JGD4型往复式天然气压缩机组的控制系统进行分析,简单介绍了控制系统的结构组成与控制功能的实现。
前言
随着国际、国内油气工业的快速发展,特别是天然气工业的飞速发展,一种用于天然气增压的往复式天然气压缩机组(简称机组)被越来越多的用在长输管道增压输送,地下储气库高压注气,油田气举采油,油田天然气回注,煤层气处理,天然气发电,油气处理厂等场合,虽然不同应用场合下的机组的控制系统略有不同,本文通过对哈萨克斯坦KAM油田使用的美国HANOVER公司成撬的L7044GSI/JGD4型往复式天然气压缩机组控制系统WAHLE CONTROL SYSTEMS进行分析,简单介绍了控制系统的结构组成与控制功能的实现。

机组控制系统(Unit Control System,简称UCS)或称机组就地控制系统(Unit Local Control System,简称LCS)通常以就地控制柜的形式安装在机组主撬上或机组主撬附近,由机组供应商成套提供。
机组控制系统主要由过程控制单元、操作员工作站、数据接口等构成,通常,过程控制单元采用可编程序控制器(PLC),做为人机界面的操作员工作站采用带触摸屏的。因此,机组控制系统实际上是一套以PLC为控制核心,用于机组逻辑顺序控制,PID控制,实时数据处理,报警停机保护,联网通讯的自动控制系统,可完成单台机组及其辅助系统(空冷器系统、仪表气系统等)的控制。机组控制系统自成体系,独立于站控系统(SCS)以外。
UCS自动、连续地监视和控制压缩机组及其辅助系统的运行,保证人身和设备安全。具体来说,该系统至少满足以下性能:根据命令或条件,按预定程序自动完成机组的启动、加载、卸载和停机/紧急停机等操作;在所有工况下执行对机组的保护;在系统故障或误操作的情况下避免不安全的因素发生;在触摸屏上显示各种工艺变量及其它有关参数;提供声光报警;与SCS交换信息;接受SCS的操作命令。
UCS可实现多种操作方式选择,各种操作控制方式之间的切换无扰动且不会导致不安全的因素发生。因此,UCS可实现以下操作方式:就地(LOCAL)人工或自动控制、远程(REMOTE)自动控制(SCS或调度控制中心操作模式)、停机(OFF)。操作方式由安装在UCP上的LOCAL/REMOTE/OFF选择开关确定。就地控制方式优先于远程控制方式。处于停机模式时,不能启动机组,但各种变量/参数仍处于UCS的监视之下。在就地控制时,UCS不接受SCS或调度控制中心的命令,但各种变量/参数仍处于SCS或调度控制中心的监视之下。
ESD(紧急停机)控制命令优先于任何操作方式。无论ESD命令从何处下达及UCS处于何种操作方式,ESD控制命令均能被立即按预定的顺序执行。所有ESD系统的动作将发出闭锁信号,使机组在未接到人工复位的命令前不能再次启动。ESD系统和各种保护系统均设计为故障安全型。
UCS全自动的完成对机组及其辅助系统和相关联部