大庆富气压缩机控制系统操作说明.docx

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大庆富气压缩机控制系统操作说明

TRICONEX系统操作说明

用户名称:

蓝星石油有限公司大庆分公司

项目名称:

重催富气压缩机控制系统

项目号:

TR-6034

编制时间:

2006-10-15

一、系统总貌

本系统主要实现富气压缩机2MCL607离心压缩机的控制，和装置安全联锁系统。

本系统选用美国TRICONEX公司TRICON控制器V9.5版硬件，组态软件为Tristation1131v4.120。

监控和人机界面软件选用WonderwareIntouchv.9.50版。

控制程序和HMI画面由北京康吉森自动化设备技术有限公司编制。

二、操作台及控制面板功能描述

各部分：

急停按钮，复位按钮，确认按钮，手自动切换开关及指示灯等的功能描述。

1、急停按钮：

联锁置0，正常置1（常闭触点）；

2、复位按钮：

正常时置0（常开触点），置1复位起作用；

3、确认、及其它按钮：

正常时置0（常开触点），按下时置1；

4、旁路开关：

旁路时置1，自动时时置0；

5、其它报警灯，报警时，必须人为确认报警灯才停止闪烁，并消音。

1.1气压机组和装置联锁辅助操作台

1.2气压机组和装置联锁灯屏

三、主要联锁逻辑的描述

注：

旁路开关操作：

在以仪表工程师权限登陆后，点击旁路开关，可弹出对话筐，选择需要的操作。

自动时其条件可以参与联锁，旁路时其条件不在参与联锁。

3.1装置联锁逻辑．

3.2气压机联锁逻辑

注：

当气压机入口阀，HV_1972放火炬阀，为自动时，如果这时气压机联锁停机，则气压机入口阀关闭，HV_1972放火炬阀打开。

如果为旁路时，则它们不会参与联锁动作。

在自动没有联锁发生时，则可通过画面上手操器改变其开度。

3.3气压机启动条件

四、气压机机组速度控制

4.1启动程序简介

4.1.1运行方式定义

为了描述启动过程，程序中定义了方式变量iMODE，该方式变量iMODE，控制程序的进程。

程序共定义了8种方式：

方式描述目标转速升速速率

方式0停机0.0每分钟转数0.0每分钟转数/M

方式1复位0.0每分钟转数0.0每分钟转数/M

方式2允许启动0.0每分钟转数0.0每分钟转数/M

方式3暖机11000.0每分钟转数500.0每分钟转数/M

方式4暖机24600.0每分钟转数700.0每分钟转数/M

方式5加速升速6089.0每分钟转数900.0每分钟转数/M

方式6正常运行8524.0每分钟转数300.0每分钟转数/M

方式7正常停车1000.0每分钟转数700.0每分钟转数/M

方式8超速试验9206.0每分钟转数300.0每分钟转数/M

请参考升速曲线

启动顺序由一系列方式和状态来组成，系统中的顺序逻辑指定在任何当前方式下程序将会进入某种方式。

以保证确定的程序进程以及在某一特定机械特性情况下采取的动作。

如果启动程序选择自动升速方式，机组转速将沿升速曲线（按照机组厂商提供的升速曲线设定）自动上升。

如果启动程序选择手动升速方式，可由现场就地盘升速/降速操作按钮或操作画面升速/降速按钮来执行。

程序将按事先确定的升/降速速率进行，不再考虑预定的暖机停留时间。

4.1.2调速程序简介

调速程序主要由以下几个部分组成

1）.开机顺序程序.完成模式的控制和选择.

2）.目标值程序.完成在相应的模式下选择对应的最大\最小目标值.

3）.爬坡速率程序.完成在相应的模式下对应升降速速率的选择

4）.实际设定值生成程序.依据在相应模式下的目标值和速率生成实际的给定值.

例如:

在模式由2变成3时,其最大目标速度由0变为1000每分钟转数,速率为500每分钟转数。

则实际设定值由0每分钟转数按照600每分钟转数的速率升到1000每分钟转数.当模式由3变成4时,其最大目标速度由1000每分钟转数变为4600每分钟转数,速率分为700和2400每分钟转数/M

则实际设定值由1000每分钟转数按照700每分钟转数/M的速率升到3000每分钟转数.然后进入临界转速区，速率为2400每分钟转数/M，则实际设定值由3000每分钟转数按照2400每分钟转数/M的速率升到3900每分钟转数。

最后以700每分钟转数/M升到4600每分钟转数/。

5）.调速器控制输出程序.主要由VPID功能快来完成,其功能与常规调节器类似.但它只采用自动方式,输出加有模式小与2,强制输出为0,转速<500RPM时输出最大为30%的限制.

详细介绍见TRICON资料中，功能块说明.

注意：

i、机组在升速过程中，无论在手动还是自动操作模式时，通过临界区时，均强制自动操作通过，待通过临界区后恢复正常升速。

ii、汽轮机单机超速试验时，注意：

只有在停机时，iMODE≤2.按超速试验按钮，否则不可以超速试验。

超速试验时，分电子超速和机械超速试验，在电子超速状态下，不能做机械超速，因为电子超速的量程范围被限制，只有在机械超速试验状态下，才可以机械超速试验（量程范围被扩大）。

4.1.3调速画面简介

说明：

1．为模式显示，当进入相应的模式时，该模式的颜色变为绿色。

如图中表示进入了0模式。

2．为与调速相关的参数显示。

3．为速度的实时曲线。

分为12个格每格为5分钟，显示长度为30分钟的速度曲线。

4．为超速实验按钮，当模式小于2时，按开始超速实验按钮后，该按钮开始闪烁。

此时选择电子/机械位置，相应的超速调闸转速会随之而在9206每分钟转数与9537每分钟转数之间切换。

可以用取消超速实验按钮来取消超速实验。

5．正常停机按钮，只有当系统进入模式6。

正常运行时，按该按钮才有效。

6．启动方式选择按钮。

冷、热启动方式选择。

可以改变暖机时间。

控制地选择按钮，可以选择在中控、或现场用升、降速按钮来控制速度。

手动/自动方式选择。

如果选自动则速度控制按照程序设定的方式自动控制。

如果选手动控制，则速度需要依靠升、降速按钮来控制。

手动/自动切换过程是无扰切换。

7．转速控制器。

目标设定值，显示该模式下速度的目标值，点击此“数据显示框”可以直接输入目标值。

但是，在相应模式下只能输入该模式的最大目标设定值。

实际设定值：

显示当前的速度实际给定值，由于调节器的PI的作用，它与速度测量值的偏差，将决定阀门的开度。

速度测量值：

它是由4个转速探头的信号选择后的速度，选择的原则，当4个转速探头的信号都有效时选次高值。

当有3个转速探头的信号有效时选中间值，当2个转速探头的信号正常时选高值。

8.显示4个转速探头的信号和调闸转速的设定值。

4.2启动过程

4.2.1启动准备

按机组厂家和工艺要求，作好一切准备。

4.2.2停车（方式=0）

气压机机组处于联锁停车状态。

此时联锁条件只要有一项不满足联锁就无法解锁。

当条件都满足时，按下机组复位按钮时，使停机联锁解锁，电磁阀线圈被激励（带电），即气压机机组电磁阀C2225和C2226带电。

进入下一个模式。

4.2.3电磁阀带电（iMODE=1）

当复位成功后系统进入到了模式1电磁阀带电

如果需要对调速系统做静态调试，只有在这个模式下才可以进行。

如果登陆班长以上级别登陆，即点击速度控制器按钮，弹出调速器操作画面，选择开始实验，即可以任意改变调速器的输出值。

调试结束后，点击结束实验，关闭该画面。

做好启动按钮选择：

a．选择启动方式，冷启动暖机1，时间为30分。

热启动暖机1时间为120秒。

b．选择好手动升速/自动升速操作方式选择开关。

c．如果要做超速试验，选择机械或电子超速后。

按下超速试验按钮，如果按钮变红并闪烁证明超速实验程序已经启动。

如果选择机械时画面上显示的超速值为机械超速值。

在模式3以前可以随时停止。

d.现场操作：

确认电磁阀C2225和C2226带电后，挂上危机保安器，打开启动阀。

待建立启动油和速关油油压正常速关阀全开信号返回。

确认其他启动条件满足后，按上位上的启动确认按钮，允许启动灯亮，系统进入下一模式。

4.2.4允许启动（iMODE=2）

当允许启动灯亮。

确认蒸气系统正常后，通知现场人员开始开机，按画面上的启动按钮，系统进入下一模式。

4.2.5暖机1

系统在自动模式下，就开始自动按预定的升速曲线开始升速。

此时目标值1000RPM，转速实际设定值以600RPM/分的速率上升。

调速气门打开，当调速器输出达到一定开度（30%左右）时，机组开始运转。

由于此时速度从0RPM变为几百每分钟转数产生了一个阶越变化，当调速器输出会随之有一次抖动，会很快恢复正常。

由于低速运行时润滑油油膜建立的不理想，在此时建议采用自动模式升速。

以便及时达到预定的暖机速度。

当实际速度达到1000RPM时，暖机到计时开始，当到计时时间为0时，系统进入暖机2模式。

手动方式升速时，选择控制地点，如果为中控室控制此时按画面上升速/降速按钮，可按照升速速率相应升降速度。

选择控制地点，如果为现场控制此时按现场操作盘上的升速/降速按钮，可按照升速速率相应升降速度。

可以实现手动/自动任意切换。

4.2.6暖机2

此时目标值4600RPM，升速速率700.0RPM/M。

可以采用自动方式按照升速速率700.0RPM/M升到目标值4600RPM。

临界转速试机结果为3455每分钟转数，控制临界转速区间为3000-3900每分钟转数/M。

在进入这一区间不管是在自动或手动状态，都以2400每分钟转数/M的速率升速。

快速通过。

手动方式升速时，选择控制地点，如果为中控室控制此时按画面上升速/降速按钮，可按照升速速率相应升降速度。

选择控制地点，如果为现场控制此时按现场操作盘上的升速/降速按钮，可按照升速速率相应升降速度。

可以实现手动/自动任意切换

4.2.7加速升速

此时目标值6089.0RPM，升速速率900.0RPM/M，

在自动方式按照升速速率900.0RPM/M升到目标值6089RPM。

手动方式升速时，选择控制地点，如果为中控室控制此时按画面上升速/降速按钮，可按照升速速率相应升降速度。

选择控制地点，如果为现场控制此时按现场操作盘上的升速/降速按钮，可按照升速速率相应升降速度。

可以实现手动/自动任意切换

4.2.8正常运行

当速度达到目标值6089.0RPM时进入正常运行模式。

此时升速过程结束，升速方式自动变为了手动。

可以在6089-8524RPM之间，以升速速率300.0每分钟转数，速率，控制转速。

选择控制地点，如果为现场控制此时按现场操作盘上的升速/降速按钮，可按照升速速率相应升降速度。

如果为中控室控制此时按画面上升速/降速按钮，可按照升速速率相应升降速度。

按住键头以每秒5转的速率升速。

还可以直接点击目标设定值，直接输入目标值，系统按照速率300.0每分钟转数，达到目标值。

速度转为反应岗位控制：

在投用前确认DCS来目标设定值，与速度测量值相差不能过大。

点击投用外给按钮，选择反应岗位控制，此时DCS来目标设定值与投用外给按钮之间的连线出现，表示气压机转速已经由反应岗位在DCS上控制。

DCS来的控制速度在调速系统中作为目标转速，实际速度以300RPM/M的速度随之变化。

因此在大幅度调整转速时应注意速度的变化时间。

如果在现场拍下了危机保安器，由于速关油压力参与联锁，联锁停机。

现场设有紧急停车按钮按此按钮

4.2.9正常停机

如果采用正常停机方式停机，按下画面上的正常停机按钮，进入正常停机方式，此时目标值为1000RPM，以速率700.0RPM/M。

过临界转速（3000-3900RPM/M）时，以2400RPM/M的速率降速。

降至1000RPM时，停留180秒，后模式变为0，调速器输出为0。

这时需要按气压机停机按钮发出联锁跳闸指令。

4.2.10超速实验

首先选择超速试验选择开关（只有班长以上权限方可）

只有在iMODE≤2时（在机组启动前），超速试验按钮才起作用fgOSTEST置1。

超速试验模式的电子/机械超速试验选择gOSTEST_E_M，电子超速gOSTEST_E_M置0，超速保护值9206/rpm，机械超速gOSTEST_E_M置1，超速保护值设为大于机械超速保护值9537每分钟转数，此时电子超速被屏蔽，如果机械超速不起作用，当速度超过这个设定值时，则这个超速保护值起作用停机。

当速度超过8300/rpm时，进入超速试验iMODE=8，此时最大目标值改变为9537/rpm，速率为300每分钟转数/M。

五气压机防喘振控制

5.1防喘振扩展函数及功能块说明

在本套系统中，我们利用TRICON防喘振扩展函数功能模块来完成压缩机的防喘振控制。

防喘振扩展函数文件名：

SGA31-02.LT2

防喘振扩展函数的各功能块作用如下：

喘振线功能块为（Surge_Line）AIR_SURGE2LINE

喘振监测功能块（Recal02）AIRSURGE2

喘振调节功能块（Valve_Sel06）AIRSURGE3

其控制框图如上

在本程序中，我们使用的是压比rPRAT对流量差压rHX（Pd/Ps对h/Ps）的算法。

在完全手动状态下gMANUAL置1，输出阀位由操作员在HMI“手动输出”上给出，当在部分手动状态下，手动控制值，与喘振控制输出值选高值。

5.2防喘振控制操作画面

图中1部分为：

为一段喘振控制图。

红色线是喘振线，绿色是喘振下移线，粉色是防喘振线。

图中2部分为：

为二段喘振控制图。

红色线是喘振线，绿色是喘振下移线，粉色是防喘振线。

表示实际工作点。

此点随实际的流量及出入口压力移动。

图中3部分为：

一段防喘振控制参数的实际坐标。

气压机入口流量FI_1970，气压机入口压力PI_1970,气压机出口压力PI_1972，入口温度aTI_1970的数值显示。

图中4部分为：

二段防喘振控制参数的实际坐标。

气压机入口流量FI_1978，气压机入口压力PI_1973,气压机出口压力PI_1975，入口温度aTI_1973的数值显示。

图中5部分为：

一段防喘振控制操作如下图。

控制方式选择，设有自动，半自动，手动。

三种控制方式。

手动方式：

输出阀位由操作员在HMI“手动输出”上给出，或由

、

按钮给出。

自动方式：

输出完全由防喘振程序决定。

半自动方式：

输出是手动控制值与喘振控制输出值选高值。

图中6部分为：

一段防喘振控制操作如下图。

控制方式选择，设有自动，半自动，手动。

三种控制方式。

手动方式：

输出阀位由操作员在HMI“手动输出”上给出，或由

、

按钮给出。

自动方式：

输出完全由防喘振程序决定。

半自动方式：

输出是手动控制值与喘振控制输出值选高值。

图中7部分为：

一段防喘振的各种工况喘振线的选择按钮。

图中8部分为：

二段防喘振的各种工况喘振线的选择按钮。

画面如下图所示：

六操作画面说明

6.1概述：

在本项目中，画面我们采用Wonderware（InTouch9.5）完成，包括工艺流程画面，报警画面，逻辑图画面，调速画面，趋势图画面等。

通过逻辑图画面，我们可以将整个装置及机组的联锁情况了解清楚；在调速画面上我们可对机组进行手、自动切换及升、降速的控制；历史趋势可用来保存30天的历史数据，以供分析使用。

Wonderware（InTouch9.5）操作系统画面中，部分有登录权限限制，

必须进入登录画面，进行登录，根据权限，输入相应的权限设置，用户名和密码，见下表。

计算机登录

操作员登录0

仪表工登录7100

专家登录9999

用户名

ENGINEER

OPER

密码

登录窗口对话框，根据级别输入用户名和密码并回车，即有相应数字显示级别。

注意：

当InTouch第一次启动时，由于上位画面报警，采用的是事件记录方式，状态为1的变量会在事件报警记录中出现，而这并不是报警。

重要选择开关、切除开关、按钮等均有权限限制，必须登陆到权限允许的范围，才可以做相应的操作，登录操作结束，必须退出登录操作，确保操作安全性。

画面上用绿色的两个圆点的的闪烁来表示画面通讯状态。

闪烁时为通讯正常，否则通讯故障。

系统管理：

在工程师站上，可以在用户登陆画面上，进入不同的授权，退出系统必须管理员级登录。

并输入退出系统密码方可退出。

操作站在开机后，不要动键盘，程序会自动启动到操作画面。

等几秒钟后通讯正常，即可进入正常操作。

6.2公共显示

为方便操作员操作，特制作公共显示画面，此窗口在每幅画面的上方均显示出来，下面就画面上的各项功能作具体介绍：

1、报警显示

此项为报警历史画面的缩小窗口，操作员可以初略观看最新的报警情况，如果需要查看更多的报警情况，可点击此画面的第6项详细报警；

2、时间显示

此项显示当前的日期、时间；

3、显示主菜单

此项点击将显示出系统主菜单画面，主菜单画面链接的是系统主要的画面，如下图所示：

4、润滑油泵运行状态,当有润滑油泵处于运行状态时，它会以绿色显示，反之以红色显示。

5、事件报警确认，当1处有事件报警时，如果确认次报警，则可以点击次按钮清楚当前所有报警。

当系统报警时点击此按钮后报警灯由闪烁变成长亮，报警解除后报警灯熄灭；

6、详细报警

此项点击后将链接到历史报警的详细画面，此画面将列出历史报警的清单，操作员可以查看系统各点的状态，此报警共有5000个记录，超过5000条记录后第推。

如下图所示：

7、通信状态

此项表示为系统的通信状态，如果通信正常，此项的绿灯将闪动，如果停止闪动则表示通讯故障。

并且弹出通信故障窗口以进一步提示操作人员。

8、气压机报警，分为综合报警和紧急报警，综合报警为一般报警，也即不参与停机的报警，紧急报警为直接参与停机的报警。

如果有相应报警存在，则该块变红，点击它弹出如下报警窗口。

综合报警：

紧急报警：

9、装置ESD报警：

如果有装置ESD报警则该块变红，并弹出如下图，找到报警原因后，按报警确认按钮确认报警。

如果此时报警条件仍然存在则确认后该块仍为红色，反之变为白色。

表示现在次报警条件不在存在。

10、气压机控制所需的工艺流程图、润滑油流程图、气压机联锁、调速画面、密封气流程图、防喘振画面的快速切换窗口。

11、显示当前登陆的用户级别。

12、用户管理

此系统是操作工不需要登陆的，只要进入运行画面就进行操作员级别的所有操作。

如果班长需要登陆，点击用户管理将弹出如下窗口：

点击“用户登录”将弹出窗口：

用户输入名称和口令按确定后，如果输入正确，就可以重新登录到其他级别权限的操作画面，以便更好的管理；

如果当前用户是专家级别，点击用户管理，将弹出窗口：

此时用户点击退出登录，系统将回到操作员级别，点击配置用户，将弹出画面：

用户可以根据需要添加或删除用户名，也可以改变用户的权限级别，从而可以更好的管理用户。

画面上部分开关按钮等有一定的权限，必须是较高权限才能控制操作，访问者的最高权限是专家级，即9999级。

6.3主要画面

6.3.1润滑油压力控制

点击“油泵图表，画面上将弹出一窗口，该窗口用来启动润滑油泵，如下图所示：

6.3.2工艺流程图

点击“工艺图画面上任何一个带有PID调节的阀位控制参数显示值，，画面上将弹出一窗口，该窗口用来调节相应的阀位，如下图所示：

6.3.3重油催化装置主要操作参数点

注：

此数据是用来指示每个AI卡的哪个通道处理哪个数据的，以便于大家以后查找方便。

6.3.4旁路开关状态一览表

此画面用来指示当前有那些处于旁路状态，以便仪表工及时查询。

6.4历史数据记录

6.4.1设置历史趋势

点击1的位置，将弹出如下窗口，此窗口用来设置历史趋势的图表起始时间、图表长度、图表范围、显示模式以及加入各标记，如下图所示：

（1）设置图表的开始时间；

（2）设置图表的长度，单位可选择天、小时、分、秒；

（3）设置图表的范围，最大范围为：

0-100%；

（4）显示模式，一般选择第一项；

（5）选择标记，即根据需要选择所要查看的参数，最多可定义8支笔的参数，点击每一支笔，将弹出如下窗口：

为了方便查找所需要的参数，用户可使用过滤器以快速查找参数，用户也可自定义过滤器内容，点击（a）处即弹出一窗口用以设置过滤器内容，例如需要查找温度以aTI打头的标记名，可以设置如下图：

1、各支笔的位号、线条颜色显示，点击后历史趋势栏将显示该点在设置时间内的历史趋势曲线；

2、操作面板：

此面板上面一行设置图表的起始和结束时间，此时间段最小可设为1S；

下面一行箭头按钮作用是移动图表的时间，可以根据需要设定：

点击分钟按钮就可以输入需要的时间，另外上面有几个按钮也可直接点击设定时间。

3、图表起始时间

所选历史趋势的开始时间。

4、图表结束时间

所选历史趋势的结束时间。