激冷气压缩机控制系统设计

论文摘要

激冷气压缩机属于单级悬臂式离心压缩机,是甲醇装置中的核心设备。此类压缩机虽有很多优点,但也有其本身难以消除的缺点,如不适用于气量小的场合、稳定工况区较窄、易喘振等等。因此,为激冷气压缩机配套的控制系统必须能使该压缩机组安全稳定地运行,并最好地发挥压缩机的性能,使压缩机在最节能的条件下工作,为用户创造最大的效益。本文的研究内容主要包括以下几个方面：(1)在分析了离心压缩机的工作原理、性能曲线和管网特性的基础之上,对其自动控制系统的组成原理和功能设计,特别是防喘振控制问题进行了比较系统的阐述。(2)以某厂激冷气压缩机控制系统为研究对象,提出了压缩机控制系统的总体设计思想。分析了控制系统应有的功能需求,确定了系统要达到的性能指标。并根据系统所应用的场合对供电系统、本安系统及控制柜布置进行了明确的设计。(3)以上位工控机、三重化冗余PLC和以太网为架构进行控制系统硬件设计,综合分析工艺流程进行逻辑设计。提出了一套离心压缩机综合控制策略,较全面地考虑了压缩机运行中可能发生的问题。提出防喘振控制方案。并采用串级调速的办法来保证压缩机的负荷满足工艺上的要求。(4)在以上设计基础上对控制器进行功能实现并列举重要的程序。在完成功能开发后对控制系统进行全面测试,确保控制系统正确性和可用性。整个控制系统体系结构简洁、易于维护和扩展、响应速度快、控制精确、人机界面友好,机组防喘振控制合理,可以有效改善传统防喘振控制策略造成的能源浪费现象,具备良好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 压缩机控制技术在国内外的发展现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 离心压缩机及液力偶合器工作原理
• 2.1 引言
• 2.2 压缩机工作原理
• 2.3 性能曲线及管网特性
• 2.4 离心压缩机的调节
• 2.5 离心压缩机防喘振控制
• 2.5.1 喘振机理的研究
• 2.5.2 防喘振控制技术
• 2.6 液力偶合器工作原理
• 2.6.1 液力偶合器传动原理
• 2.6.2 液力偶合器调速原理
• 2.7 本章小结
• 第3章 控制系统总体设计
• 3.1 引言
• 3.2 系统功能需求分析
• 3.3 系统设计目标
• 3.3.1 系统基本要求
• 3.3.2 系统的技术规格
• 3.4 控制系统的设计环境
• 3.5 压缩机控制系统的设计原则
• 3.5.1 供电系统设计
• 3.5.2 本安回路设计
• 3.5.3 控制系统布置及接地原则
• 3.6 系统安全等级设计
• 3.7 本章小结
• 第4章 控制系统硬件及逻辑设计
• 4.1 引言
• 4.2 系统硬件设计
• 4.2.1 TS3000控制系统设计
• 4.2.2 硬件配置设计
• 4.3 控制系统逻辑设计
• 4.3.1 压缩机启停系统设计
• 4.3.2 压缩机调速系统设计
• 4.3.3 压缩机防喘振设计
• 4.3.4 压缩机润滑系统设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 控制系统功能实现与测试
• 5.1 引言
• 5.2 控制系统下位机实现
• 5.2.1 下位机软件介绍
• 5.2.2 下位机程序功能实现
• 5.3 监控系统实现
• 5.3.1 监控软件的选择
• 5.3.2 监控软件功能
• 5.3.3 上位机监控画面
• 5.4 控制系统测试
• 5.4.1 控制系统测试的工作流程
• 5.4.2 检测结果
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间的研究成果
• 致谢