GEFanuc90-30PLC在沈鼓机组监控系统中的应用
日期：2007-6-2 0:04:16 来源：本站整理
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GE Fanuc的产品在沈鼓机组监控系统中的应用
一、概述
沈阳鼓风机集团始建于1943，经过60多年的不断发展，现已成为中国规模最大的生产透平压缩机，透平鼓风机，大型通风机以及大型水泵、往复压缩机的国有大型企业。多年来共累计生产各类离心压缩机1300余台，其产品覆盖中国国民经济各个领域，并远销25个国家和地区，国内市场占有率达85%以上，年产量居世界前列。
杭州萧越热电厂购买的空压离心压缩机为2MCL系列。杭州萧越热电厂位于杭州萧山工业园内。萧山工业园内建有很多印染、纺织厂，是全国最大的轻纺城。该机组主要目的是为萧山工业园区的几个印染、纺织厂提供风能。
本套控制系统是其空压机组的配套产品，除了控制沈鼓的压缩机还对青岛汽轮机厂的汽轮机以及一些相关的泵站等辅助设备进行监控。
二、工艺控制要求
2.1数据采集系统（DAS）
连续采集和处理所有与压缩机组及其辅机相关的重要测点及设备状态，及时向操作员提供有关的运行信息，实现机组安全经济运行。
机组参数的当前值或状态的显示、棒状图显示、报警显示和趋势显示。
报警显示：
事故顺序（SOE）记录，通过在CIMPLICITY ME中进行C语言编程，并且通过CIMPLICITY HMI与归档数据库SQL2000实时记录S90-30系统内部的事件动作，能精确到1ms。
机组概貌P&ID图的模拟显示，通过CIMPLICITY HMI进行组态，并且实现参数报警变色以及变量注释的动态显示。
机组气路P&ID图：
机组油路P&ID图：
泵组P&ID图：
加热器P&ID图：
2.2模拟量控制系统（MCS）
GE Fanuc PID回路增益、kp、 ki、 kd可由所控制的过程特性确定。其中关键在于：
1、当我们通过固定量改变CV时，PV改变有多大？开路增益是什么？
2、系统响应有多快，或者说CV输入跃迁后PV改变有多快？
许多过程可由过程增益，初级或次级顺序延迟及一个纯时间延迟而模拟。在频率范围内，含一纯时间延迟的初级顺序延迟系统的转换功能如下：
PV(s)/CV(s)=K*e*(-Tps)/(1+Tcs)
例：在时间范围内绘出时间t0的跃迁响应曲线：
k：过程开路增益=PV最终改变/t0时的CV改变
Tp：t0之后在过程输出PV开始传送前的过程时间延迟或“死”时间。
Tc：Tp之后PV达到最终PV值的63.2%时所需要的时间。
测量这些参数的最佳方法是把PID模块置于手动模式把CV做小幅跃迁，并且绘出PV响应时间的曲线。
GE Fanu的PID调节方法由Ziegler和Nicholas在四十年代发展起来的。
一旦k、Tp和Tc三个过程模型参数确定后，即可用来估算PID回路增益。作用速率：R=K/Tc
只有比例控制，计算Kp
Kp=Tc/(k*Tp)
对于比例和积分控制
Kp=0.9*Tc/(k*Tp)
Ki=0.3*Kp/Tp
对于PID控制
Kp=G/(Tp*R) G为1.2~2.0
Ki=0.5*Kp/Tp
Kd=0.5*Kp*Tp
采样周期在(Tp+Tc)/10至(Tp+Tc)/100之间。
还有一种“理想调节”方法，可以获得最佳的SP改变响应。
Kp=2*Tc/(3*k*Tp)
Ki=Tc
Kd=Ki/4
本系统的所有模拟量控制包括：调节油压力，润滑油压力，压缩机入口压力，循环水入口流量等均采用PID ISA标准模块进行控制。这样选择了适当的参数后，可以快速响应负荷或能量的变化，在自动方式下不需要人为的干预。当发生手动自动切换时实现平滑控制。
2.3 防喘振控制（Anti-Surge）
GE90-30通过CIMPLICITY ME集成有专门的防喘振控制系统，有以下特点：
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
一、概述
plcjs.技.术_网
沈阳鼓风机集团始建于1943，经过60多年的不断发展，现已成为中国规模最大的生产透平压缩机，透平鼓风机，大型通风机以及大型水泵、往复压缩机的国有大型企业。多年来共累计生产各类离心压缩机1300余台，其产品覆盖中国国民经济各个领域，并远销25个国家和地区，国内市场占有率达85%以上，年产量居世界前列。
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
杭州萧越热电厂购买的空压离心压缩机为2MCL系列。杭州萧越热电厂位于杭州萧山工业园内。萧山工业园内建有很多印染、纺织厂，是全国最大的轻纺城。该机组主要目的是为萧山工业园区的几个印染、纺织厂提供风能。
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
本套控制系统是其空压机组的配套产品，除了控制沈鼓的压缩机还对青岛汽轮机厂的汽轮机以及一些相关的泵站等辅助设备进行监控。
plcjs.技.术_网
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
二、工艺控制要求
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
2.1数据采集系统（DAS）
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
连续采集和处理所有与压缩机组及其辅机相关的重要测点及设备状态，及时向操作员提供有关的运行信息，实现机组安全经济运行。
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
机组参数的当前值或状态的显示、棒状图显示、报警显示和趋势显示。
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
报警显示：
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
事故顺序（SOE）记录，通过在CIMPLICITY ME中进行C语言编程，并且通过CIMPLICITY HMI与归档数据库SQL2000实时记录S90-30系统内部的事件动作，能精确到1ms。
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
机组概貌P&ID图的模拟显示，通过CIMPLICITY HMI进行组态，并且实现参数报警变色以及变量注释的动态显示。
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
机组气路P&ID图：
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
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机组油路P&ID图：
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泵组P&ID图：
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加热器P&ID图：
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2.2模拟量控制系统（MCS）
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
GE Fanuc PID回路增益、kp、 ki、 kd可由所控制的过程特性确定。其中关键在于：
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
1、当我们通过固定量改变CV时，PV改变有多大？开路增益是什么？
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
2、系统响应有多快，或者说CV输入跃迁后PV改变有多快？
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许多过程可由过程增益，初级或次级顺序延迟及一个纯时间延迟而模拟。在频率范围内，含一纯时间延迟的初级顺序延迟系统的转换功能如下：
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PV(s)/CV(s)=K*e*(-Tps)/(1+Tcs)
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
例：在时间范围内绘出时间t0的跃迁响应曲线：
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
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WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
k：过程开路增益=PV最终改变/t0时的CV改变
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Tp：t0之后在过程输出PV开始传送前的过程时间延迟或“死”时间。
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Tc：Tp之后PV达到最终PV值的63.2%时所需要的时间。
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测量这些参数的最佳方法是把PID模块置于手动模式把CV做小幅跃迁，并且绘出PV响应时间的曲线。
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GE Fanu的PID调节方法由Ziegler和Nicholas在四十年代发展起来的。
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
一旦k、Tp和Tc三个过程模型参数确定后，即可用来估算PID回路增益。作用速率：R=K/Tc
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只有比例控制，计算Kp
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Kp=Tc/(k*Tp)
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对于比例和积分控制
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Kp=0.9*Tc/(k*Tp)
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Ki=0.3*Kp/Tp
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
对于PID控制
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Kp=G/(Tp*R) G为1.2~2.0
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Ki=0.5*Kp/Tp
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Kd=0.5*Kp*Tp
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采样周期在(Tp+Tc)/10至(Tp+Tc)/100之间。
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还有一种“理想调节”方法，可以获得最佳的SP改变响应。
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Kp=2*Tc/(3*k*Tp)
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Ki=Tc
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Kd=Ki/4
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本系统的所有模拟量控制包括：调节油压力，润滑油压力，压缩机入口压力，循环水入口流量等均采用PID ISA标准模块进行控制。这样选择了适当的参数后，可以快速响应负荷或能量的变化，在自动方式下不需要人为的干预。当发生手动自动切换时实现平滑控制。
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2.3 防喘振控制（Anti-Surge）
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GE90-30通过CIMPLICITY ME集成有专门的防喘振控制系统，有以下特点：
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