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1、阿特拉斯控制说明书（空压机）1.控制说明书1.1 概述离心式压缩机的流量可以通过调整导叶和放空阀开度来调节。关放空阀和开导叶均会增加压缩机流量和排压。关导叶和开放空阀会减小流量和降低排压。排压控制器通过分程控制导叶和回流阀/放空阀来控制压缩机排压。透平压缩机通过喘振控制器保证在最小的体积流量下可以稳定操作而不发生喘振。当体积流量低于这个最小体积流量时，流动停止，这种现象被称为“喘振”，这会对设备造成损坏应当予以避免。为保证在压缩机减少流量时也能在稳定区域内运行，压缩机设计了回流/放空阀补偿电流和最小体积流量的差异。回流/放空阀同坐喘振控制器控制。在稳定和不稳定操作区域之间的分隔线被称为喘振线，
2、这条线的轨迹依赖于很多因素（温度、压力等）为确保稳定的控制特性，在喘振线与喘振控制线之间定义一个安全余量。最大压缩机排压通过作用在回流/放空阀上的排压限制控制器加以限制。主电机最大电流/功率通过作用在进口导叶上的电流/功率限制控制器加以限制。1.2喘振控制器喘振控制器作为一个安全控制器，它只在极端的操作条件下才起作用。它的作用是使压缩机远离喘振，最终对喘振控制器的调整由阿特拉斯人员在试车阶段确定并用密码保护。喘振控制器的控制变量X为压缩机排出侧实际流量。它由下列测量值计算得出公式：Dpflow流量计前后压差 转换为KPaPflow流量计处压力 转换为KPa absTflow 流量计处温度转换为
3、开氏温度KKI dishflow 体积排出流量 计算常数喘振控制器的参考变量W是一个固定值（“固定的回流/放空线”=在喘振线的控制变量+安全余量）由阿特拉斯技术人员在试车时设定。喘振控制器可以选择用能随着当前压缩机操作点变化而改变的动态参考变量来控制。对于增加的控制变量，动态参考变量随着当前操作点的变化立即改变。当然，是以常数距离改变的。对于减少的控制变量，在减小到固定参考变量（喘振线+安全余量后的控制变量）之前，动态参考变量下降时会有延时。喘振控制器比较W和X值，其差值叫做控制差值变量e=w-x控制器总是设法使控制差值变量为“0”如果参考变量w小于体积排出流量x（wx），控制差值变量为负值，
4、这时控制器输出变量减少。（回流/放空关）如果参考变量w大于体积排出流量x（wx）控制差值变量为正值，这时控制器输出变量增加。（回流/放空开）喘振控制器实际输出信号进入高选器内（与更高值进行进一步处理）。回流/放空的安全位置是开（4mA相当于回流/放空100%全开，20mA相当于回流/放空0%全关）高选器输出信号通过一个逆函数后进入回流/放空阀当压缩机停止时，喘振控制器的控制变量x被设定为0，这时控制差值变量为最大值。（e=w-0）1.3排出压力限制控制器排出压力控制器作为一个安全控制器，它只在极端的操作条件下才起作用。它的作用在于防止压缩机排出压力超过最大允许值。排出压力限制控制器最终由阿特拉
5、斯人员在试车阶段中调校并对其进行密码保护。排出压力限制控制器的控制变量x由压缩机排压产生。排出压力限制控制器的参考变量w是一个由阿特拉斯人员在试车期间设定的固定值。排出压力限制控制器比较x与w，他们的差值叫做控制差值变量e=w-x如果参考变量低于实际排压（wx）控制差值变量为负值。同时控制器输出变量增加(回流/放空打开)如果参考变量高于实际排出压力（wx），控制差值变量为正值，控制器输出变量减小（回流/放空关闭）。排出压力限制控制器的实际输出变量信号和喘振控制器一样，都引入高选器。1.4功率限制控制器 UIC电流/功率限制控制器作为一个安全控制器，仅在极端的操作条件下才起作用。它的作用是避免压
6、缩机主电机的过载。电流/功率限制控制器的最终调校由阿特拉斯人员在试车阶段完成，并用密码进行保护。电流/功率限制控制器的控制变量x由主驱动电机输入的电流/功率产生。电流/功率限制控制器的参考变量w是一个由阿特拉斯人员在试车器件设置的固定值。电流/功率限制控制器比较x和w，它们之间的差值叫做控制差值变量e=w-x如果参考变量低于实际电机电流/功率（wx）控制差值变量为负值。控制器输出变量减小（进口导叶关）。如果参考变量高于实际电机电流/功率（wx），控制差值变量为正，控制器输出变量增加（进口导叶开）。1.5各种控制函数1.5.1 导叶最小操作位置压缩机启动时进口导叶在启动位置（0%），当启动时间T
7、1走完，进口导叶会通过Ramp1（爬坡1）爬升到最小操作位置。进口导叶最小操作位置是一个调校好的固定值。实际进口导叶最小操作位置输送至 Calculation1（计算1）进口导叶补偿计算计算1 将会对实际导叶最小操作位置和0%的控制信号之间的差异进行补偿。只要透平压缩机不在停止/跳车状态，进口导叶开度都不会低于最小操作位置。1.5.2回流/放空最大打开位置压缩机启动时放空阀是100%打开的，当启动时间T1走完，放空阀会调整到最大打开位置，在操作时，最大打开位置通过斜坡函数2会进一步关小。在试车阶段，放空阀的最大打开位置应该调校到一个既能使压缩机操作点高于石墙/阻塞区，同时也要留有充分的放空，防
8、止操作点向喘振线靠近。如果不需要这个函数，可以通过设定最大放空阀开度到100%来停用它。1.5.3 HIC IGV（导叶手操）调整进口导叶位置是调节控制流程体积流量或根据电流要求调整吸入排出压力的一种方法。开大导叶会导致体积流量的增加、排压增加、吸入压力下降、关导叶会使体积流量减少，排压下降、吸入压力增加。压缩机操作点应选择在回流/放空全关，导叶还不在最小操作位置的情况。导叶FV1031的位置可通过HIC1031来调节。在HMI上，HIC1031可以在就地/远程之间选择，如果HIC1031设置为远程，导叶将由DCS信号进行控制，如果HIC1031设置为就地，导叶可以通过在HMI上的功能键手动控
9、制。导叶手操器可以独立于功率/电流限制控制器的输出变量进行导叶调节。在任何时候，关导叶都可以，但是开导叶可能会受到功率/电流控制器的限制。1.5.4回流/放空手操回流/放空位置FV1046可通过HIC1046来调节。在HMI上，HIC1046可以在就地/远程之间选择，如果HIC1046设置为远程，回流/放空将由DCS信号进行控制，如果HIC1046设置为就地，回流/放空可以通过在HMI上的功能键手动控制。回流/放空手操器可以独立于排压限制控制器和喘振限制控制器的输出变量进行回流/放空调节。但是操作回流/放空阀的手操器不会使回流/放空阀的开度低于这两个信号的最大值。1.5.5多项式进口导叶2级如
10、果压缩机装备了2级进口导叶，一级进口导叶开度和二级进口导叶开度之间的关系由一个多项式函数给出，此多项式函数调校由阿特拉斯人员在试车过程中完成（密码保护）1.5.6 Ramps（爬坡）如果压缩机已经启动并且启动时间T1已经走完，Ramp1被触发，同时它输出的变量从0%爬坡至100% 。Ramp1发起了对导叶开度的控制，即从它的启动位置到它的最小操作位置。如果停车时间（coast down time）T3走完，Ramp1被触发，同时它的输出变量从当前值降到0%。导叶调整到它的启动位置。进口导叶最小操作位置和爬坡升/降速度由阿特拉斯人员在试车阶段设置（密码保护）如果启动时间T1走完，进口导叶已经达到
11、它的最小操作位置，加载/卸载信号设定为加载（可选），压缩机进口压力高于PSL（可选）。Ramp2被触发，同时它的输出变量从100%降到0%Ramp2发起了对回流/放空阀的关闭控制，从而使喘振控制器、排压限制控制器或者回流/放空手操器能够顺利的接管控制。如果加载/卸载信号设置为卸载（可选）或者压缩机吸入压力低于PSL（可选）或者发生停车/跳车，Ramp2被触发，同时它的输出变量从当前值爬坡至100% 爬坡升/降速度由阿特拉斯人员调校（密码保护）如果喘振检测报警被触发，Ramp3的输出变量会设置一个可调值（试车时设置，有密码保护）这时，回流/放空阀会在原来开度的基础上阶跃性开大这个增加的量（指可调
12、值）。如果喘振监测报警被确认，Ramp3会被触发，同时它的输出变量从那个调校好的值下降为0%，从而使喘振控制器，排压限制控制器或者回流/放空的手操器能够顺利地接管控制。爬坡下降速度和开的量会由阿特拉斯人员调校（密码保护）如果当喘振监测报警时放空不需阶跃打开，这个选项可在试车中停用。如果喘振检测报警被触发，Ramp4的输出变量经过一个时间延迟后被设定为0%（试车时调校，密码保护）。导叶关至最小操作位置。如果喘振监测报警被确认，Ramp4会被触发，同时它的输出变量由0%爬坡至100%从而使进口导叶控制顺利地接管控制。爬升速度和时间延迟由阿特拉斯人员在试车阶段调校完成（密码保护）如果当喘振检测报警时
13、，进口导叶不须关闭至最小操作位置，这个选项可在试车时停用。2 喘振监测喘振保护系统支持喘振控制器，通过监测和喘振计数来进一步保护压缩机，最终能停止设备运转。为了监测喘振，需要监控信号梯度、流量计的差压或者两者。如果选择操作模式1梯度，在任何时候当监测信号梯度降低到负限值以下时，都会登记喘振。可选择以下信号之一：-末级下游排出压力-一个级的差压（可选）-电机电流（可选）如果选择模式2流量差压，在任何时候当流量计前后差压降低到负限值以下时，都会登记喘振。如果选择模式3梯度+流量压差，不是梯度就是流量计压差会使其登记喘振。喘振监测选择1，2或者3操作模式和选择测量参数对于每个应用程序来说是特定的，必须在试车时调校好。当压缩机开启时，喘振检测系统开始起作用（受到主电机运行反馈信号）首先监测到的喘振会启动计数器和监控时间。如果当监测的喘振数在设定时间内达到设定的报警喘振数时，警报器报警。如果当监测的喘振数在设定时间内超过设定的跳车喘振数时，压缩机通过用户控制系统跳车。如果在控制时间内，检测到的喘振数低于报警或跳车设置数，没有报警或跳车被触发，这时，计数器和监控时间会重新设置。不论何时当喘振保护系统触动警报或跳车时，可在监控时间过去后在外部（例如：控制室）进行重新设置。如果喘振检测的信号发生故障，经过一段可调的时间后，会触发一个测量故障跳车。喘振保护系统是阿特拉斯人员在试车期间设置的。
