離心壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)探究

孫鐵強(qiáng)

摘 要 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，中國的國民經(jīng)濟(jì)也得到了飛速的發(fā)展，中小型煉油裝置和煤化工裝置以及乙烯裝置的規(guī)模已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法將國民生活以及生產(chǎn)的需求滿足。中國這些年正在不斷地對大型、低耗、高效的煤化工裝置以及乙烯裝置研究開發(fā)，以期將最大的規(guī)模效益實(shí)現(xiàn)，將其工作效率不斷提

關(guān)鍵詞 煤化工裝置;乙烯裝置;離心壓縮機(jī)組

前言

離心壓縮機(jī)作為制冷、石化、冶金以及天然氣輸送等一些工業(yè)部門的重要設(shè)備，因?yàn)槠渚哂休^小的體積、較大的質(zhì)量，而且在運(yùn)行的時(shí)候效率也比較高，在輸送氣體的時(shí)候也沒有油氣污染，所以離心壓縮機(jī)的應(yīng)用比較廣泛。很多的離心壓縮機(jī)由離心式壓縮機(jī)以及蒸汽透平組成，為了將其安全性以及穩(wěn)定性保證，還對其配置了過程控制系統(tǒng)。

1 離心壓縮機(jī)防喘振控制系統(tǒng)

隨著生產(chǎn)需求的不斷變化以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)控制裝置也得到了很大的發(fā)展。二十世紀(jì)四五十年代，對氣動(dòng)、電動(dòng)模擬儀表應(yīng)用將控制系統(tǒng)組成，將集中監(jiān)視、集中操作以及集中控制實(shí)現(xiàn)，已經(jīng)和生產(chǎn)過程連續(xù)化以及工藝設(shè)備大型化的發(fā)展需求很好的相適應(yīng)。但是因?yàn)閾碛休^多的硬件，也沒有很高的自動(dòng)化程度，很難將整個(gè)系統(tǒng)的最優(yōu)化控制實(shí)現(xiàn)。在六十年代初期，人們開始在過程控制里對電子計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用，計(jì)算機(jī)技術(shù)處理速度比較快，可以將復(fù)雜運(yùn)算執(zhí)行，而且可以將操作集中顯示，通訊比較方便，控制精度也比較高，而且在改變控制方案的時(shí)候也比較便利，可以將常規(guī)儀表的局限性客服。其具有較低的硬件成本，在采集分析信息的時(shí)候更加便利，比較容易將系統(tǒng)的最優(yōu)控制實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，局部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，CTR圖形顯示技術(shù)以及數(shù)字通信技術(shù)的不斷發(fā)展，而且在研究離心壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的時(shí)候，現(xiàn)代控制理論還將技術(shù)指導(dǎo)以及理論依據(jù)向其提供。控制系統(tǒng)的行駛和它所控制的過程對象的復(fù)雜程度之間具有非常密切的關(guān)系，不同的對象具有不同的控制要求，根據(jù)不同的控制要求需要對不同的控制系統(tǒng)選擇，保證可以科學(xué)合理的對控制系統(tǒng)選擇[1]。

2 離心壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)的要點(diǎn)

2.1 離心壓縮機(jī)組控制的發(fā)展

相關(guān)工作人員在充分利用離心壓縮機(jī)允許的工作范圍的時(shí)候，需要將離心壓縮機(jī)的安全平穩(wěn)運(yùn)行保證，這是使用離心壓縮機(jī)的基本控制要求，還需要保證機(jī)組工作的范圍在流量以及壓力變化的范圍之間，保證工作狀況的穩(wěn)定，可以便捷的操作，具有較高的自動(dòng)化程度，而且需要對工作人員盡可能透明壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，幫助操作人員更好地對離心壓縮機(jī)開展分析以及操作。隨著信息技術(shù)以及微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)以及國外的一些相關(guān)學(xué)者已經(jīng)在機(jī)械裝置里糅合控制功能以及電子器件的信息處理功能，這樣可以幫助產(chǎn)品具有自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)診斷、自動(dòng)校驗(yàn)以及自動(dòng)恢復(fù)等功能。當(dāng)前國內(nèi)還有很多企業(yè)使用的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)是經(jīng)典控制理論，對模擬調(diào)節(jié)器應(yīng)用，分別調(diào)節(jié)那些運(yùn)行時(shí)必須要調(diào)整的一些參數(shù)，將單回路的并聯(lián)控制系統(tǒng)構(gòu)成，控制鍵也大多數(shù)是比例調(diào)節(jié)器或者是雙位調(diào)節(jié)器還有保護(hù)繼電器。這種控制系統(tǒng)模式雖然可以調(diào)節(jié)參數(shù)，將裝置的正常運(yùn)行保證，將必要的工藝要求滿足，但是調(diào)節(jié)器很難對比較大的工況變化以及負(fù)荷變化適應(yīng)，對于機(jī)組總體最佳的節(jié)能運(yùn)行也顧及不到，所以必須要對其開展升級改造工作。

這些年來模糊控制以及神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在不斷發(fā)展，將基礎(chǔ)為壓縮機(jī)的智能控制奠定。模糊控制系統(tǒng)并不需要對對象的數(shù)字模型確切的了解，只需要通過語言對受控系統(tǒng)開展描述就可以，可以在壓縮機(jī)的控制和系統(tǒng)分析以及負(fù)荷預(yù)測方面應(yīng)用，在求取一些多變量函數(shù)最佳值的時(shí)候也可以對其應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)是壓縮機(jī)的理想控制技術(shù)[2]。

2.2 離心壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在選擇控制硬件平臺(tái)的時(shí)候，單片機(jī)比較小巧，在應(yīng)用的時(shí)候很靈活，并且成本較低，易于產(chǎn)品化，可以對一些智能控制設(shè)備以及儀器組裝。可編程控制器具有較小的體積，可靠性比較強(qiáng)，而且技術(shù)也比較成熟，具體有超強(qiáng)的抗干擾能力，在一些惡劣的環(huán)境使用壓縮機(jī)的時(shí)候比較適合對其應(yīng)用，將故障自診斷以及智能控制實(shí)現(xiàn)。集散控制系統(tǒng)對儀表控制系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)生了合理吸收，將橫向分散、縱向分層的體系結(jié)構(gòu)構(gòu)成，將信息操作管理集中化而控制分散化的目的實(shí)現(xiàn)，尤其是在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通訊方面的使用，有機(jī)的結(jié)合各個(gè)分散裝置，這樣整個(gè)系統(tǒng)在開展信息溝通的時(shí)候，會(huì)更加的便利。在對這些平臺(tái)選擇的時(shí)候，需要和實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)行條件相結(jié)合，還要考慮用戶對系統(tǒng)的可維護(hù)性以及系統(tǒng)未來可擴(kuò)展性的具體要求，也需要對用戶的經(jīng)濟(jì)水平考慮，制定出一個(gè)嚴(yán)密的方案，最終對一些切實(shí)可行的硬件平臺(tái)選擇。

在選擇軟件開發(fā)平臺(tái)的時(shí)候，很多從國外進(jìn)口的壓縮機(jī)組，供貨商都會(huì)將一些配套的控制系統(tǒng)軟件提供，具有比較理想的控制效果。而且還可以對一些專用于離心壓縮機(jī)組控制的軟件平臺(tái)自行設(shè)計(jì)開發(fā)，需要相關(guān)的開發(fā)人員充分的了解壓縮機(jī)組的特性。雖然開發(fā)時(shí)間比較長，但是可以將成本適度的降低。離心壓縮機(jī)組具有比較復(fù)雜的工藝流程回路，需要對眾多的參數(shù)監(jiān)控，會(huì)對很多的壓力控制、水路控制以及溫度和流量控制等因素涉及，還涉及機(jī)組的防喘振控制，溫度監(jiān)控以及機(jī)組振動(dòng)，還有蒸汽輪機(jī)以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的調(diào)速控制。根據(jù)這些需要開展控制的回路以及對象，需要考慮是對傳統(tǒng)的PDD控制技術(shù)應(yīng)用，還是對這些年發(fā)展的智能控制技術(shù)應(yīng)用，還是有機(jī)的結(jié)合兩者應(yīng)用，這個(gè)問題也是自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心內(nèi)容[3]。

3 結(jié)束語

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制的整個(gè)過程，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容就是對壓縮機(jī)機(jī)組工藝過程深入的了解，只有將機(jī)組各個(gè)組成部分之間的相互關(guān)系掌握，才可以將控制系統(tǒng)之間的關(guān)系找到，將機(jī)組控制質(zhì)量不斷提高。今后在對控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要考慮的就是如何在壓縮機(jī)組控制里對新型的智能控制技術(shù)應(yīng)用，不斷推動(dòng)其發(fā)展和進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1] 王艷，郭宏.離心壓縮機(jī)試車臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國科技縱橫，2015，（12）：56.

[2] 武明，李連強(qiáng)，張輝，等.復(fù)雜離心壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].石油和化工設(shè)備，2016，19（6）：21-24.

[3] 趙立民.煤制氣裝置壓縮機(jī)組的電子調(diào)速器控制設(shè)計(jì)[J].廣東化工，2014，41（10）：117-119.