GEFanuc的产品在沈鼓机组监控系统中的应用

1、GE FFanuuc的产产品在沈沈鼓机组组监控系系统中的的应用一、概述述沈沈阳鼓风风机集团团始建于于19443，经经过600多年的的不断发发展，现现已成为为中国规规模最大大的生产产透平压压缩机，透平鼓鼓风机，大型通通风机以以及大型型水泵、往复压压缩机的的国有大大型企业业。多年年来共累累计生产产各类离离心压缩缩机13300余余台，其其产品覆覆盖中国国国民经经济各个个领域，并远销销25个个国家和和地区，国内市市场占有有率达885%以以上，年年产量居居世界前前列。 杭杭州萧越越热电厂厂购买的的空压离离心压缩缩机为22MCLL系列。杭州萧萧越热电电厂位于于杭州萧萧山工业业园内。萧山工工业园内内建有很很

2、多印染染、纺织织厂，是是全国最最大的轻轻纺城。该机组组主要目目的是为为萧山工工业园区区的几个个印染、纺织厂厂提供风风能。本套套控制系系统是其其空压机机组的配配套产品品，除了了控制沈沈鼓的压压缩机还还对青岛岛汽轮机机厂的汽汽轮机以以及一些些相关的的泵站等等辅助设设备进行行监控。二、工工艺控制制要求22.1数数据采集集系统（DASS） 连续续采集和和处理所所有与压压缩机组组及其辅辅机相关关的重要要测点及及设备状状态，及及时向操操作员提提供有关关的运行行信息，实现机机组安全全经济运运行。 机机组参数数的当前前值或状状态的显显示、棒棒状图显显示、报报警显示示和趋势势显示。报报警显示示： 事事故顺序序（

3、SOOE）记记录，通通过在CCIMPPLICCITYY MEE中进行行C语言言编程，并且通通过CIIMPLLICIITY HMII与归档档数据库库SQLL20000实时时记录SS90-30系系统内部部的事件件动作，能精确确到1mms。 机机组概貌貌P&IID图的的模拟显显示，通通过CIIMPLLICIITY HMII进行组组态，并并且实现现参数报报警变色色以及变变量注释释的动态态显示。机机组气路路P&IID图：机组组油路PP&IDD图：泵组组P&IID图：加热热器P&ID图图：2.2模模拟量控控制系统统（MCCS）GEE Faanucc PIID回路路增益、kp、 kii、 kkd可由由所控制

4、制的过程程特性确确定。其其中关键键在于： 1、当当我们通通过固定定量改变变CV时时，PVV改变有有多大？开路增增益是什什么？2、系统响响应有多多快，或或者说CCV输入入跃迁后后PV改改变有多多快？许多多过程可可由过程程增益，初级或或次级顺顺序延迟迟及一个个纯时间间延迟而而模拟。在频率率范围内内，含一一纯时间间延迟的的初级顺顺序延迟迟系统的的转换功功能如下下： PVV(s)/CVV(s)=K*e*(-Tpps)/(1+Tcss)例：在在时间范范围内绘绘出时间间t0的的跃迁响响应曲线线：k：过程开开路增益益=PVV最终改改变/tt0时的的CV改改变Tp：t0之之后在过过程输出出PV开开始传送送前的

5、过过程时间间延迟或或“死”时间。TTc：TTp之后后PV达达到最终终PV值值的633.2%时所需需要的时时间。测量量这些参参数的最最佳方法法是把PPID模模块置于于手动模模式把CCV做小小幅跃迁迁，并且且绘出PPV响应应时间的的曲线。GGE FFanuu的PIID调节节方法由由Zieegleer和NNichholaas在四四十年代代发展起起来的。一一旦k、Tp和和Tc三三个过程程模型参参数确定定后，即即可用来来估算PPID回回路增益益。作用用速率：R=KK/Tcc只只有比例例控制，计算KKpKp=Tc/(k*Tp) 对于比比例和积积分控制制KKp=00.9*Tc/(k*Tp)KKi=00.3*

6、Kp/Tp 对对于PIID控制制KKp=GG/(TTp*RR) GG为1.222.0 KKi=00.5*Kp/Tp KKd=00.5*Kp*Tp 采采样周期期在(TTp+TTc)/10至至(Tpp+Tcc)/1100之之间。还有有一种“理想调调节”方方法，可可以获得得最佳的的SP改改变响应应。Kp=2*TTc/(3*kk*Tpp)Ki=TcKd=Ki/4 本系系统的所所有模拟拟量控制制包括：调节油油压力，润滑油油压力，压缩机机入口压压力，循循环水入入口流量量等均采采用PIID IISA标标准模块块进行控控制。这这样选择择了适当当的参数数后，可可以快速速响应负负荷或能能量的变变化，在在自动方方式

7、下不不需要人人为的干干预。当当发生手手动自动动切换时时实现平平滑控制制。2.3 防防喘振控控制（AAntii-Suurgee） GEE90-30通通过CIIMPLLICIITY ME集集成有专专门的防防喘振控控制系统统，有以以下特点点： 一旦旦发生喘喘振，可可以人工工干预、校正安安全区域域。 当当工况点点大于规规定的速速率越过过喘振控控制线时时，自动动打开防防喘振阀阀。 以适适当的控控制器输输出增益益响应，使防喘喘振阀实实现快开开和慢关关。 配配有手操操功能，用于调调节、试试验和排排除故障障。 用接接点控制制电磁阀阀，当发发生剧烈烈喘振或或机组联联锁时，直接开开启防喘喘振阀。 控制模模型充分分

8、考虑了了机组压压力，流流量的要要求和变变化，最最大限度度的接近近喘振线线，保证证工作区区域最大大。防喘振振控制：2.4 抽气压压力和压压缩空气气电液调调节（EELA） 在监监控系统统CIMMPLIICITTY HMMI上显显示和控控制5005E，实现对对汽轮机机转速，抽气压压力和压压缩机空空气负荷荷的调节节。 通过过HMII和5005E的的配合使使用，实实现就地地/远程程控制方方式，方方便操作作人员的的控制要要求。22.5 汽轮压压缩机组组紧急跳跳闸保护护（ESSD） 机机组停车车保护的的主要项项目包括括：润滑滑油总管管压力、安全（速关）油压力力、转速速、轴振振动、轴轴位移、轴承温温度和真真空

9、等。所有的的保护输输出在逻逻辑上有有闭锁功功能，以以防止如如热电阻阻、热电电偶的误误动作。整个系系统的扫扫描周期期在400毫秒左左右，完完全能够够满足紧紧急响应应的要求求。三、GE Fannuc 的解决决方案33.1 系统结结构本系系统采用用 GEE Faanucc 系列列90-30 PLCC系统作作数据采采集和控控制，为为了保证证系统的的可靠性性，控制制部分采采用双机机热备结结构，电电源、CCPU、通讯模模块和GGeniius通通讯总线线、以太太网通讯讯模块等等都是冗冗余的。通过双双机热备备软件MMAX-ON配配置后，导入PProfficyy Maachiine Ediitioon编程程软件

10、内内，从而而实现双双机热备备功能，保证系系统的高高可靠性性。数据据采集部部分由三三层五个个10 槽机架架组成，层之间间通过GGeniius总总线连接接。双机机热备部部分与数数据采集集部分利利用 GGeniius Buss Coontrrolller (GBBC)网网络通讯讯模块通通过Geeniuus双总总线进行行数据的的通讯与与传输。现场的的各类模模拟信号号、电磁磁报警接接点信号号、PLLC 输输出到现现场电磁磁阀的起起停信号号等均通通过端子子排与 PLCC I/O 模模块相连连，实现现数据的的采集和和控制。上位机机监控系系统为GGE FFanuuc公司司的Prrofiicy CIMMPLII

11、CITTY HHMI V6.1来实实现数据据采集及及控制功功能。包包括2台台工程师师站和11台操作作员站，并且在在一个工工程师站站上集成成WebbVieew SServver功功能，用用户就可可以通过过Winndowws IIE浏览览器实现现全厂局局域网数数据浏览览功能，便于公公司管理理层及时时了解现现场情况况。3.2 软软件系统统下位机机系统软软件为PProfficyy Ciimpllicyy Maachiine EdiitioonCIMMPLIICITTY MME由LLogiic DDeveelopper(PACC、PLLC、PPC、SStatte、CCNC)，Viiew，Mottionn

12、 Deevellopeer等组组成。CIIMPLLICIITY ME不不但能够够对可编编程控制制器，分分布式 ，嵌入入式控制制器，数数控系统统进行编编程组态态，而且且能够对对GE的的操作面面板，工工控机和和伺服系系统进行行编程控控制。这这样，MME将多多种控制制要求集集成在同同一个平平台下，符合现现代控制制要求多多样性的的要求，是一个个功能十十分强大大的系统统平台。如上上图所示示：MEE包含了了大量的的系统控控制功能能MME具有有如下几几个特点点： 使使用CIIMPLLICIITY MME软件件，在一一个公共共的环境境用于配配置、编编程、调调试和维维护用户户程序。 统一一的用户户界面 一个数数

13、据库（交叉参参考、变变量表等等） 符号号编程 即拖即即放功能能 Teest修修改编辑辑模式 强大的的在线帮帮助窗口口 支持多多种IEEC11131语语言包括括LADD、FBBD、SSFC、ST和和C语言言热备系系统软件件MAXX-ONN利利用热备备软件MMAX-ON对对S900-300系统进进行配置置后，导导入MEE中即可可实现控控制器之之间的同同步和数数据交换换。相对对于西门门子的SS7-3300软软冗余，该系统统配置简简单、无无须编程程、数据据交换效效率更高高、稳定定性更好好、有严严格的授授权要求求。上位位机软件件为Prrofiicy Cimmpliicy HMII CIMMPLIICIT

14、TY HHMI主主要有以以下几点点特性： CIMMPLIICITTY HHMI包包括CiimEddit和和CimmVieew两大大组件。使用CCimEEditt功能可可以非常常方便的的进行屏屏幕编辑辑；CiimViiew作作为显示示功能使使用。 在在HMII中可导导入OLLE和AActiiveXX对象，例如趋趋势、SSPC图图表及报报警浏览览器等内内容。 由由于采用用了开放放式的系系统设计计，其系系统数据据库登录录使用了了标准OODBCC接口。例如将将报警、事件、与数据据点值登登录到MMicrrosooft Acccesss数据库库文件、Miccrossoftt SQQL SServver数数

15、据库或或Oraaclee数据库库中去。可以从从报表和和各种符符合ODDBC标标准的应应用程序序中检索索数据库库信息。 支持VVB脚本本进行基基本的功功能控制制。 利利用Miicroosofft CC/C+和MMicrrosooft Devvelooperrs Sttudiio可生生成新设设备通讯讯接口，利用该该接口访访问第三三方设备备。 支支持OPPC，包包括OPPC客户户机和OOPC服服务器。 含有报报表管理理器，很很容易生生成基本本的过程程报表。 支持持客户机机/服务务器结构构和服务务器冗余余功能。 支持持Webb Seerveer和WWeb VVieww功能。对对于本套套控制系系统而言言

16、，最具具有价值值的是全全面的应应用了GGE FFanuuc PProfficyy系列软软件。这这样，在在S900-300热备系系统与工工程师站站或操作作员站之之间实现现了的无无缝高效效的结合合，无须须利用脚脚本工具具进行冗冗余通讯讯等额外外的编程程，这是是使用第第三方软软件难以以实现的的。CIIMPLLICIITY HMII可以和和GE Fannuc的的热备系系统和三三重化冗冗余系统统进行无无缝结合合。3.3 硬硬件系统统 本系统统共采集集1433路模拟拟量信号号，包括括14路路热电偶偶，600路RTTD；采采集的离离散量999路。应用的的S900-300系列模模块如下下：主热热备CPPU 表11：从站CPPU 表22： 分布式II/O通通讯模块块 表3：数据采集集I/OO模块 表表4：三、应用用总结GEE Faanucc的控制制系统在在沈鼓的的应用已已经有115年的的时间了了。随着着沈鼓产产品在我我国的石石油、化化工、冶冶金、空空分等等等领域的的应用，GE Fannuc的的控制系系统也经经历了严