尹雨春

（沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)自控公司，遼寧沈陽(yáng) 110000）

離心壓縮機(jī)控制系統(tǒng)通訊硬件缺陷與解決方案

尹雨春

（沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)自控公司，遼寧沈陽(yáng) 110000）

目前石油石化用離心壓縮機(jī)組的控制和保護(hù)要求有高度的可靠性和安全性。因此控制系統(tǒng)的選擇顯得尤為重要，實(shí)際項(xiàng)目中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)控制系統(tǒng)搭配的相應(yīng)問(wèn)題，極大的限制了控制系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展，本文將在控制系統(tǒng)通訊硬件方面出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題給出解決方案。

離心壓縮機(jī) 控制系統(tǒng) 通訊系統(tǒng)搭配

目前石油石化用離心壓縮機(jī)組的控制和保護(hù)要求有高度的可靠性和安全性。因此控制系統(tǒng)的選擇顯得尤為重要，實(shí)際項(xiàng)目中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)控制系統(tǒng)搭配的相應(yīng)問(wèn)題，極大的限制了控制系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展，本文將在控制系統(tǒng)通訊硬件方面出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題給出解決方案。

1 離心壓縮機(jī)控制系統(tǒng)要求

首先壓縮機(jī)組要實(shí)現(xiàn)防喘振控制及性能控制：顯然防止壓縮機(jī)喘振的唯一方法是將一部分流量打回流或者放空，從而保持壓縮機(jī)遠(yuǎn)離喘振限制，遺憾的是壓縮這些額外的流量會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上的損失，所以控制系統(tǒng)必須精確確定壓縮機(jī)運(yùn)行點(diǎn)離其喘振限制的距離，從而能夠維持足夠的而不是過(guò)度的循環(huán)流量；另一方面壓縮機(jī)也需要精確及可靠的性能控制，通過(guò)限制臨界壓力、溫度、速度或其他變量來(lái)避免壓縮機(jī)停車(chē)、過(guò)載、超速或超溫。壓縮機(jī)組除了需要實(shí)現(xiàn)防喘振控制以外，還需進(jìn)行速度控制、抽氣控制、性能控制和開(kāi)、停車(chē)順序控制（重點(diǎn)是ESD）。除了要求高度的安全性以外，對(duì)系統(tǒng)的可用性要求也相當(dāng)高。

圖1 CCC性能控制系統(tǒng)主界面

圖2 撫順乙烯項(xiàng)目控制系統(tǒng)配置圖

2 離心壓縮機(jī)控制系統(tǒng)選取

沈鼓在防喘振及性能控制部分采用的是CCC控制系統(tǒng)：其喘振控制算法采用了將喘振預(yù)測(cè)和適度控制響應(yīng)相結(jié)合的方法，能夠用最小的安全裕度來(lái)防止喘振；其性能控制策略采用了專(zhuān)利的解耦控制可以防止控制回路之間反向互動(dòng)而帶來(lái)的工藝過(guò)程的中段，其控制系統(tǒng)主界面如圖1所示。

在ESD（Emergency Shutdown Device）控制系統(tǒng)部分沈鼓采用的是HIMA壓縮機(jī)控制系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，最小化操作員干預(yù)，優(yōu)化機(jī)械和工藝過(guò)程的效率并提高機(jī)械和過(guò)程的可靠性。

3 控制系統(tǒng)搭配問(wèn)題及其解決方案

進(jìn)而問(wèn)題的關(guān)鍵是如何解決CCC系統(tǒng)與HIMA系統(tǒng)的搭配問(wèn)題，目前CCC系統(tǒng)與HIMA系統(tǒng)在中石油中石化項(xiàng)目上使用越來(lái)越廣泛，由于該系統(tǒng)較先進(jìn)在百萬(wàn)乙烯、PTA及長(zhǎng)輸管線產(chǎn)品上都有很廣泛的應(yīng)用。中石油、中石化用戶對(duì)該系統(tǒng)業(yè)非常認(rèn)可。此系統(tǒng)將來(lái)會(huì)隨著沈鼓的強(qiáng)勢(shì)產(chǎn)品及重大項(xiàng)目越做越多。本人在撫順百萬(wàn)噸乙烯項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)CCC、HIMA 2套系統(tǒng)的搭配發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。由于CCC系統(tǒng)通訊的特殊性，當(dāng)CCC的上位機(jī)通過(guò)RS485，TCP/IP接收HIMA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)時(shí)，只能通過(guò)一個(gè)IP地址進(jìn)行通訊。根據(jù)系統(tǒng)安全性要求，一般系統(tǒng)是要求冗余系統(tǒng)配置。故系統(tǒng)之間的通訊也要求冗余。所謂冗余通訊是指2個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)通訊卡件接入不同的交換機(jī)連接到2塊獨(dú)立的上位機(jī)網(wǎng)卡。每條獨(dú)立的回路在軟件中配置2個(gè)獨(dú)立的IP地址，當(dāng)一路通訊中斷軟件經(jīng)過(guò)檢測(cè)會(huì)自動(dòng)切換到另一個(gè)?；贑CC系統(tǒng)通訊的特殊性經(jīng)過(guò)反復(fù)的測(cè)試，得出如下方案：在CCC上位機(jī)軟件中設(shè)置成一個(gè)獨(dú)立的IP，另外一個(gè)設(shè)成自動(dòng)獲得IP。當(dāng)上位機(jī)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷，重啟電腦，通訊系統(tǒng)將自動(dòng)搜索另一個(gè)新的IP地址與HIMA系統(tǒng)進(jìn)行通訊連接。這樣再不增加硬件轉(zhuǎn)換的前提下，通過(guò)軟件的改變就可以將通訊配置成冗余設(shè)置。不足的地方就是需要重新啟動(dòng)電腦，對(duì)于操作員來(lái)講造成一些麻煩。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們還發(fā)現(xiàn)一些其他問(wèn)題。此次實(shí)驗(yàn)我們分別用Hirschmann和研華2種交換機(jī)進(jìn)行通訊實(shí)驗(yàn)。Hirschmann交換機(jī)比較先進(jìn)，一臺(tái)交換機(jī)可以支持2個(gè)不同的網(wǎng)斷，但是研華交換機(jī)卻不支持。CCC系統(tǒng)在通訊時(shí)需要占用2個(gè)網(wǎng)段，HIMA通訊時(shí)需要占用1個(gè)網(wǎng)段。這樣對(duì)于CCC系統(tǒng)研華交換機(jī)卻無(wú)法構(gòu)成通訊，解決方法用2臺(tái)研華交換機(jī)或者更換成Hirschmann或者其他品牌的支持2個(gè)不同網(wǎng)段的交換機(jī)。但是如果用研華交換機(jī)構(gòu)成冗余通訊就需要4臺(tái)交換機(jī)，對(duì)于成本和工作量的考慮，設(shè)計(jì)者需要慎重選擇。為避免在今后項(xiàng)目設(shè)計(jì)中造成不必要的麻煩，對(duì)于交換機(jī)是否支持2個(gè)網(wǎng)段問(wèn)題在此特殊提出，圖2為撫順百萬(wàn)噸乙烯項(xiàng)目控制系統(tǒng)配置圖。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及最終項(xiàng)目驗(yàn)證，CCC控制系統(tǒng)可以與HIMA系統(tǒng)搭配使用，并且能很好的實(shí)現(xiàn)其各自的功能。CCC作為壓縮機(jī)控制的核心系統(tǒng)，對(duì)于壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展是必不可缺的一環(huán)，所以我們研究此系統(tǒng)是非常必要的。為避免在今后的項(xiàng)目中再產(chǎn)生類(lèi)似的問(wèn)題，造成不必要的麻煩故做以研究和總結(jié)。將來(lái)面對(duì)CCC系統(tǒng)與HIMA以外的其它系統(tǒng)也將會(huì)有一些包括硬件和網(wǎng)絡(luò)對(duì)接而出現(xiàn)的問(wèn)題和瓶頸。我將會(huì)繼續(xù)試驗(yàn)并解決和總結(jié)。

［1］戴金龍.離心式壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)［J］.風(fēng)機(jī)技術(shù)，2012（6）.