{企业通用培训}控制系统培训

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1、,所有权声明 机密信息和商业秘密 该手册包含了属于英格索兰公司的机密信息和商业秘密（以下指“专利内容”）。考虑到这些专利内容可能向经我方授权的公司进行披漏，因此这些接受相关信息的公司必须以保密的态度来对待和处理这些专利内容。在未经英格索兰公司书面授权的情况下，任何公司都不得将这些专利内容向第三方披露或者给予第三方。任何公司不得擅自使用专利内容，除非为对在此公布的设备进行投诉或者服务所必需，而且这些专利内容只能向那些其员工必须知道和使用这些专利内容的公司披露。该手册必须按照IngersollRand公司的要求予以归还，任何未经授权便使用该手册的行为都将会受到法律的制裁。 版权2003 INGER

2、SOLLRAND 公司 未经IR工业解决方案教育中心的书面同意，不得对该手册进行部分或者整体的转载。 所有者： IngersollRand 亚太地区公司 2008年4月,Blower 控制系统,主题,基本控制原理 基本控制部件 风机的工作状态 PID控制回路 Modbus通讯,主题 1基本控制原理,控制阀门而进行排气压力的测量,控制阀门而进行排气压力的测量,为了阀控制能够正常工作，必须对排气压力进行测量 在排气止回阀后面的系统管路上安装了一个压力传感器 PLC将测量到的压力值和压力设定点进行比较 根据差异以及PID设定，PLC将会输送4-20毫安的信号来“调节”进气阀/旁通阀。,那么如何防止喘

3、振？,在达到喘振点之前打开旁通阀能够防止喘振。旁通阀打开的那个点是最小负荷控制设定点（TL）。 将一部分的空气吹到大气中，压缩空气系统能够得到它所需要的气体量。压缩机能够继续保持一个恒定的气体容积，因此它可以防止喘振的出现。,喘振检测与联锁,喘振联锁电流设定值 Ctrl_SurgeTL1.10 当电机电流小于或等于喘振电流设定值时开始启动计时器 (8秒) 当电机电流小于喘振电流时快速开大放空阀 计时到，喘振报警并停机 若在计时过程中电流恢复正常(大于设定值)，则计时器复位 即：连续8秒电流小于或等于喘振电流设定值就发出喘振报警信号并停机,电机过载保护与联锁,过载联锁电流设定值 SP_OLHLL

4、1.05 HLL：电流上限目标值（额定电流） 当电机电流大于或等于过载电流设定值时开始启动计时器 (12秒) 当电机电流大于过载电流时快速关小进气阀 计时到，过载报警并停机 若在计时过程中电流恢复正常(小于设定值)，则计时器复位 即：连续12秒电流大于或等于过载电流设定值就发出过载报警信号并停机,死区控制,防止阀门动作频繁 允许一定的控制参数的波动 压力死区：USER_PSP2 例如：压力设定值70，死区是1.4KPa，压力在68.6和71.4之间时PID回路停止动作，当压力大于71.4时或小于68.6时PID回路起作用,流量计算,流量传感器 根据电流计算流量（计算公式） 流量 (Nm3/h)

5、K_C1Amp3 K_C2Amp2 K_C3Amp K_C4 Amp：电机电流 K_C1 K_C2 K_C3 K_C4 风机不同则以上系数也不同。,启动与停机,Coast_Timer_Max (单位：秒) 惯性运转时间 默认值：240 启动步骤 按下启动按钮 放空阀开度100 进气阀开度2030 启动电机 25秒后进气阀和放空阀进入自动控制状态,启动与停机,停机步骤 正常停机 按下停机按钮 自动卸载 卸载完成后自动停机 进气阀0，旁通阀100% 紧急停机 按下紧急停机按钮直接停机 进气阀0，旁通阀100% 故障停机 有跳机故障信号时直接停机 进气阀0，旁通阀100%,报警与联锁停机,温度或振动

6、值超过跳车设定值 喘振停机 连续8秒电机电流低于喘振电流设定值 喘振电流设定值TL1.10 过载停机 电机电流大于过载电流设定值时间超过12秒 过载电流设定值HLL1.05 按下停车按钮或急停按钮 启动器故障跳车 远程停机,主题 2基本控制部件,控制盘,主要部件,PLC及扩展模块 气动进气阀 气动旁通阀 测量仪表 压力 0200 KPa 振动 420mA : 025.4 mm/s 温度 Pt100 电机电流 420mA : 0500Amp 流量,PLC及扩展模块,西门子S7-200 PLC CPU模块，224XP 2路AI、1路AO、14路DI、10路DO EM231模拟量输入模块 420mA

7、，4通道 EM231热电阻模块 RTD类型设置为Pt100，4通道 西门子AC/DC电源适配器 提供PLC和回路用的24VDC电源,PLC及扩展模块,西门子S7-200 PLC,CPU模块 224XP,EM231 420mA输入,EM231 420mA输入,EM231 Pt100输入,PLC及扩展模块,224XPCPU单元,420mA输出至旁通阀,通讯口1 至PC,通讯口0 至DCS系统,DI接通指示,DO接通指示,DO，10通道,DI，14通道,扩展接口,24VDC电源,PLC及扩展模块,EM231RTD和AI模块,Pt100热电阻输入,EM231热电阻模块,24VDC电源,EM231，42

8、0mA 输入模块,420mA输入 4通道,24VDC电源,扩展接口,扩展接口,PLC及扩展模块,24VDC电源,05Amp 交流 420mA 直流 变送器,24VDC电源模块,主题 3风机的工作状态,风机的工作状态,不同的工作状态规定了对进气阀和旁通阀的控制。,等待 未准备好 准备好 启动 正在加载 最小负荷,加载 满负荷 最大负荷 正在卸载 卸载完成 惯性运转,风机的工作状态,不同的工作状态规定了对进气阀和旁通阀的控制。,Stopped Waiting Not Ready Ready,Rotating Starting UnLoaded Loading MinLoad Loaded,Full

9、Load MaxLoad UnLoading Coasting,等待 Waiting,Inlet Valve : 0% , Bypass Valve : 100%,当重新给风机通电 防止机器在断电后重新通电时立即启动 默认值是120秒,未准备好 Not Ready,Inlet Valve : 0% , Bypass Valve : 100%,当有跳车或者停机的信号的时候 如果问题已经解决，按下复位键清除跳车信号 紧急停机键被按下,准备好 Ready,Inlet Valve : 0% , Bypass Valve : 100%,当风机的所有许可条件都得到满足的时候，就会进入这个状态。,启动 St

10、arting,Inlet Valve : 25% , Bypass Valve : 100%,一旦本地或者远端发出了“启动”指令，就会转入这个状态。 所有报警以及跳闸功能在这个阶段被屏蔽，以使风机通过临界速度区域。 在启动时经常处于空载。 设定：取决于达到额定速度所需要的时间，最大值为60秒。,卸载 UnLoaded,Inlet Valve : 25% , Bypass Valve : 100%,风机启动完成后先处于卸载状态，然后将自动加载。,加载中 Loading,Inlet Valve : 45% , Bypass Valve : 100%,这个状态将会持续到达到最小负载的状态。时间间隔取

11、决于系统对空气的需求量。,最小负荷 MinLoad,Inlet Valve : 45% , Bypass Valve : 30%,这个状态存在于旁通阀控制压力的时候，而进气阀在维持最小加载设定点。 如果系统压力低于设定点，旁通阀会开始关闭。当系统压力超过或等于设定点的时候，旁通阀会进行调节。,已经加载 Loaded,Inlet Valve : 75% , Bypass Valve : 0%,这个状态存在于旁通阀已经关闭，并且由进气阀控制压力。 进气阀将会根据系统压力和设定点的关系做出调节。 例如：如果系统压力低于设定点，进气阀会继续打开。,满负荷 FullLoad,Inlet Valve :

12、100% , Bypass Valve : 0%,这个状态存在于旁通阀已经关闭而进气阀100%打开。 进气阀并没有按照设定点维持系统压力。,最大负荷 MaxLoad,Inlet Valve : 86% , Bypass Valve : 0%,这个状态存在于达到最大加载设定点，并且进气阀在进行调整以控制马达电流达到最大加载设定。 最大负荷是用来防止马达长时间在超过它额定工作范围内（FLA）运行从而受到损坏。,正在卸载 UnLoading,Inlet Valve : 15% , Bypass Valve : 100%,如果本地或者远端发出卸载指令，压缩机就会进入这一状态。旁通阀会开始慢慢打开到10

13、0%，而进气阀开始慢慢关闭直到它的进气阀卸载位置。 当两个标准都达到了，将会转入“已经卸载”状态。,惯性运转 Coasting,Inlet Valve : 0% , Bypass Valve : 100%,当跳闸或者停机的指令发出，而压缩机仍然处于运行状态。马达被断电后，压缩机会由于惯性运动过一段时间才会达到静止。 这个状态存在于“设定”文件夹中的时间设定已经超过，但是机器仍然处于惯性运动状态，要阻止压缩机的重新启动。,主题 4PID控制回路,反馈与前馈,前馈控制 控制器测量负载扰动并且在扰动影响系统之前修正控制输出值 反馈控制 控制器测量过程变量并和设定值进行比较，依据偏差大小做出控制响应,

14、变量 设定点,控制器,被控制元件,输出信号,输出变量,变量测定值,简单的闭环反馈控制回路,参考值 (设定值),控制器,修正信号,过程变量 测量值,PLC使用一个闭环控制回路 误差 = 变量设定值 - 变量测量值,什么决定控制输出,算法 精确的方程式决定控制输出 PID参数 P 比例带 I 积分常数 D 微分常数,系统压力 设定值,PLC,I/V定位器,输出信号,输出变量,CMC反馈控制回路,I/V执行器,I/V动作,阀位反馈,风机动 态响应,CA压力 变送器,系统压力 测量值,系统响应,比例带 (Pb) 送给阀的信号随着实际系统压力和系统压力设定点之间的差异呈线性反应。 误差的总和可以导致阀门

15、全开 输出和误差也成比例,哪些会影响可控性,比例带带来的问题 对比例带功能，误差总是存在 只有比例带的PID控制，过程变量和设定值总会有一定的稳态偏差 比例带越大，稳态偏差越大 比例带越小，稳态偏差越小,哪些会影响可控性,积分时间 (IT) 根据存在的时间误差调整控制器输出，它也可以被视作多久控制器会进行误差重新调整 可以消除比例带控制带来的稳态偏差,哪些会影响可控性,哪些会影响可控性,微分 控制器的输出和误差变化速度成正比 控制器观察可测变量上升或者下降的速度有多快 这有助于预测压力过头或者压力不足，从而在需求量变化期间对它进行限制 很少使用除非系统在过程中有突变，而且要求阀对变化很快作出反

16、应,PLC控制中的PID回路,有4个PID回路 IV_TL_PID 最小负载进气阀PID控制最小负载设定点 IV_P_PID 加载的进气阀PID控制压力设定点 IV_HLL_PID 最大负荷进气阀PID控制最大负载设定点 BV_P_PID 最小负载旁通阀PID控制压力设定点 在调试回路的时候，必须处于要求的状态,主题 5Modbus通讯,Modbus通讯,硬件连接 PORT0 波特率：9600 校验：无 数据位：8 停止位：1,Modbus通讯,RS485通讯，符合ModbusRTU通讯协议 可以做为从站与其它系统通讯，如：DCS 监视系统状态，如：运行、报警、停机等 监视系统参数，如：压力、电流、温度、振动等 修改系统压力设定值 充分利用DCS系统的历史记录、曲线等功能 PLC的事件记录功能较困难,主题 6调试工具,调试工具,编程通讯电缆 USB/PPI多主站电缆 6ES7-901-3DB30-0XA0 RS-232/PPI多主站电缆 6ES7 901-3CB30-0XA0 编程软件 MicroWin V4.0 上传或下载程序 程序运