DCS系統(tǒng)在空分壓縮機的防喘振控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
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西林鋼鐵公司6000m3/h空分設(shè)備由杭州制氧機集團公司2001年5月成套，工廠設(shè)計由北京鋼鐵設(shè)計總院設(shè)計，于2001年9月2日順利投產(chǎn)出氧，歷時半年多的時間運行表明，該機組穩(wěn)定運行，各項指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計值或超過設(shè)計值。整個控制系統(tǒng)采用美國霍尼韋爾的TDC3000和兩臺GUS站構(gòu)成。
一. 控制系統(tǒng)的組成
1.自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成。
自動控制系統(tǒng)由被控對象、檢測元件、控制器和調(diào)節(jié)閥等部分組成。如圖一所示。
圖一 自動控制系統(tǒng)方框圖
a. 被控對象：需要實現(xiàn)控制的設(shè)備，機器或生產(chǎn)過程。
b. 被控變量：對象內(nèi)要求保持設(shè)定值的物理量。
c. 操縱變量：受控制器操縱，要以使被控變量保持設(shè)定值的物料量或能量。
d. 干擾（擾動），除操縱變量以外，作用于對象并能引起被控變量變化的因素，如負(fù)荷變化就是一種典型的擾動。
e. 設(shè)定值：被控變量的目標(biāo)值。
f. 偏差：偏差理論上應(yīng)該是被控變量的設(shè)定值與實際值之差。
2.串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)
串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)是最早、效果最好、使用最廣泛的一種復(fù)雜控制系統(tǒng)，它的特點是兩個控制器相串接，主控制器的輸出作為副控制器的設(shè)定，適用于時間常數(shù)及純滯后較大的被控制對象。
二.邏輯點功能
邏輯點提供了邏輯能力，它與數(shù)字組合點配合，提供了組合邏輯功能。邏輯點由邏輯塊、FLAG、數(shù)字、輸入連接和輸出連接等組成。邏輯點最多有12個輸入，16個邏輯塊，12個輸出連接。
三、空分離心式壓縮機的防喘振控制
空分選用的是離心式壓縮機，離心壓縮機工作效率高，在正常工況條件下運行平穩(wěn)，壓縮氣流無脈動，對其所輸送介質(zhì)的壓力、流量、溫度變化的敏感性相對較大，容易發(fā)生喘振。發(fā)生喘振時流量大幅波動，機組劇烈振動，如不及時采取措施加以控制，會使壓縮機轉(zhuǎn)子和靜子經(jīng)受交變應(yīng)力作用而斷裂;使極間壓力失常而引起強烈振動，導(dǎo)致密封及推力軸承損壞;使運動元件和靜止元件相碰，造成嚴(yán)重事故。所以應(yīng)盡力防止壓縮機進入喘振工況。喘振現(xiàn)象是完全可以得到有效控制的，如圖二所示，根據(jù)離心壓縮機在不同工況條件下的性能曲線，只要我們把壓縮機的最小流量控制在工作區(qū)（控制線內(nèi)），壓縮機即可正常工作。喘振的標(biāo)志是一最小流量點，低于這個流量即出現(xiàn)喘振。因此需要有一個防止壓縮機發(fā)生喘振的控制系統(tǒng)，限制壓縮機的流量不會降低到這種工況下的最低允許值。即不會使壓縮機進入喘振工況區(qū)域內(nèi)。
圖二 離心壓縮機性能曲線與防喘振控制原理圖
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