基于PCS7对膨胀机控制系统进行改进的应用.doc

基于PCS7对膨胀机控制系统进行改进的应用.doc基于PCS7对膨胀机控制系统进行改进的应用【摘要】本文针对透平膨胀机运行过程中出现的问题,通过SIMATICPCS7软件对CFC程序连锁逻辑进行分析,结合膨胀机操作流程及设备特性对CFC程序进行完善,通过对连锁逻辑关系进行改进和增加功能块,防止操作过程中的膨胀机非正常停车,避免干扰信号引起的跳车,同时提高了操作和维护的效率。【关键词】膨胀机;转速;PCS7;联锁逻辑1引言福建三安钢铁有限公司为配套新100万吨年生产能力,新建的1套20000Nm3/h等级的空气分离装置。仪控系统采用SIMATICPCS7过程控制系统。配套硬件模块为SIMATICS7-400系列。空分装置采用常温分子筛吸附净化,增压透平膨胀机制冷;采用规整填料技术及全精馏无氢制氩的外压缩流程。其中,膨胀机制冷量是维持空分工况稳定的重要保障。因此确保增压透平膨胀机组的稳定运行是非常关键的。2膨胀机工艺流程简介膨胀机系统工艺流程图简图如图(1)所示。ET401/402分别为A/B膨胀机;B401/402分别为A/B增压机。以A台为例,V405A为紧急切断阀,HC406A为导叶控制调节阀,V404为增压机旁通阀。当膨胀机启动准备完成后。操作V405A打开,膨胀空气通入机组,遥控HC406A调节增压空气流量,随着膨胀机转速上升带动B401工作。再慢关V404A进行提速。两台机组结构形式完全一致,互为备用。A台切换到B台操作流程为:慢开V404A直至100%,降低A台转速。手动操作V405B打开。慢开HC406B对B台提速至11000rpm左右。手动操作V405A关闭。慢关V404B对B台进行提速。增压机是由膨胀机直接带动,两者具有相同的功率、气量、转速。超速运转易使膨胀机失控导致“飞车”。而膨胀机失速时气量减少易使增压机进入喘振区导致“喘振”而损坏设备。应避免在叶轮敏感区时间停留过久,还要对机组运行各参数进行实时监控设置连锁,防止超压、超速、超温运转,在发生异常工况时能连锁停机保证设备的的安全运行。,对机组设备稳定运行的影响也非常大。空分投产以来,膨胀机运行中碰到以下一些故障现象。在对膨胀机进行手动切换操作过程时,对运行中膨胀机提速、降速操作过程中易导致直接连锁停车。运行中膨胀机也出现多次无故障跳车现象。这对空分运行及膨胀机组设备寿命都造成影响,对生产稳定运行造成隐患。针对出现的问题,通过SIMATICPCS7软件中连续功能图(CFC)对膨胀机系统连锁控制程序对故障源进行逐一排查。(2)所示。图中ET401跳车连锁块为逻辑“OR”功能块,输入点引脚1~11分别来自各监控参数块的连锁值输出引脚,其中引脚5为:膨胀机转速超低连锁;引脚7为:膨胀机转速超高连锁。只有当输入引脚信号全部为状态0时“OR”功能块输出才为0,只要一个输入为状态1,“OR”逻辑块即输出状态1,该状态分为三路送出,如(图2)A路送入控制增压机出口回流阀逻辑功能块“OR”使V404A打开。B路与其他信号共同送入“AND”使V405A关闭。C路送至“ET_TRIP”用于DCS画面报警指示膨胀机跳车。(3)所示转速模拟信号分两路,一路送入PID块“SICAS401A”