ITCC循氢机控制系统.docx
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ITCC循氢机控制系统
第六章ITCC控制系统培训手册
1ITCC控制系统基本描述
ITCC控制系统完成C6101压缩机机组的控制、数据采集、实时监测和联锁保护,同时具有报警,数据记录,打印等功能。
该系统还具有SOE-时间顺序报警记录功能。
6.1ITCC控制系统的主要功能如下
1.完成机组C6101开车前允许启动条件的自动检测
机组允许启动条件为:
润滑油压、油温正常、与机组有关的全部锁定状态消除、与机组有关的阀门位置正常等,条件满足,系统将自动给出允许开车指示;
2.启动机组,自动控制机组进入正常运行状态;
允许启动指示灯亮后,启动机组,经过升速阶段(包括自动越过临界转速),机组达到工作转速后,机组进入正常运行阶段。
3.机组运行后,该系统具有自动/手动切换能力,既可以自动运行,也可以由用户手动操作运行;
4.该系统可以根据压缩机的入口压力,也可以由用户设定转速进行调节,以达到节约能源的目的;
5.具有动态的防喘振能力。
系统采用具有国际先进水平的动态防喘振技术,依据机组流量、入口压力、出口压力、入口温度等多参数函数控制,机组的动态防喘振技术使机组具有最大运行空间,在保证机组安全运行前提下提高运行效率。
6.2防喘振技术要求的基本功能
某种原因(如:
压缩机磨损造成喘振曲线的漂移,变送器超程回流阀有故障等)发生喘振,喘振安全边界自动重新调整。
工作点突然移向喘振区,自动打开回流阀。
指定控制器有适配增益和快开、慢关功能。
比例功能可忽略控制器的调节,强制打开回流阀。
喘振控制器可灵活地调用或禁止。
使用软手动控制功能有助于故障检测与测试。
工作点接近喘振线时,阀门预置特性打开回流阀泄压进行调整。
联锁停车,打开回流阀进行放空。
6.备用油泵自动启动,油箱加热器,热井备泵,集液箱备泵等设备的自动启停功能;
在机组运行时,当润滑油总管压力信号低报警时自动启动备用油泵,保证油压正常,确保机组安全运行,备油泵停止采用手动方式。
7.机组的所有运行参数进行实时监控和调节,具有报警和联锁停机功能;
8.自动正常停机、联锁停机等功能。
9.具有报警联锁信息记录,并有第一故障联锁记忆功能。
系统具有最强的实时性,最高的准确性,控制功能强,结构简单,操作方便,安全可靠等特点。
监控系统软件的显示画面能直接,全面地反映出整个机组的运行情况,只需对各画面进行操作,即可完全监控机组。
操作级别的应用使运行系统的参数设置更加可靠。
避免了操作不慎给机组带来的不应有的损失。
友好的人机界面,方便的操作规程使该软件成为一个优秀的监控操作系统。
ITCC控制系统硬件构成
6.1系统组成
(详细供货清单见技术协议)
ITCC控制系统由三大部分组成:
下位机(1个主机架,1个扩展机架和轴系仪表共计4面控制柜)、上位机(1台操作站,1台工程师站)及辅助操作台1个。
控制系统中,下位机完成数据采集和控制功能。
选用美国TRICONEX公司的三冗余容错控制器TS-3000压缩机组控制系统,是三重化TMR模块设计技术,可在线更换模块和在线修改程序。
MTL安全栅、OMRON继电器、进口的端子排、按钮、开关等整体集成为高品质的控制产品。
系统控制具有高可靠性和准确性,专用功能块提供了具有世界先进水平的压缩机动态防喘振和汽轮机调速功能,并在百多套装置的实际应用中已验证。
上位机根据需要配有工程师站、操作站。
主机选用的是DELL品牌机,操作平台采用工控组态软件INTOUCH。
开发的人机界面有友好的实用性,操作方便,功能齐全,可完成数据、报警状态的显示及记录,并具备打印功能。
辅助操作台有声光报警和硬按钮操作功能。
报警灯有公共报警灯、联锁停机指示灯、旁路状态指示灯、ITCC系统故障报警灯,每台机组有3个带防护罩紧急停车按钮,紧急开防喘振阀按钮,复位按钮。
SOE站用于联锁事件查询,可精确到ms级。
6.2下位机硬件组成
下位机由TS-3000机组控制系统、冗余直流电源、继电器、安全栅、端子排、断路器、测振元件等组成。
TS-3000选用美国TRICONEX公司的三冗余容错控制器控制器,轴系仪表选用美国本特利公司3500.其它选型清单一般如下:
仪器名称
型号
功用
制造
断路器
C45N2P3A220V50HZ
保护线路过载、短路额定电流3A
梅兰日兰
C45N2P10A220V50HZ
保护线路过载、短路额定电流10A
梅兰日兰
C45N2P20A220V50HZ
保护线路过载、短路额定电流20A
梅兰日兰
MTL安全栅
MTL5041/5043/5044/5045/5031
变送器隔离式安全栅
英国
MTL5073/5074
温度隔离式安全栅
英国
闪光报警器
XXS-103-M-M-2X4-□-FNON-G-J-20
乐清
冗余电源
E:
1AC230VA:
DC24V24A
日本
继电器
MY-4N24V/5A220V/5A
欧姆龙
交换机
3com
美国
(一)、硬件介绍
选用美国TRICONEX公司的三冗余容错控制系统TS-3000。
1.TS-3000特点
控制系统的可靠性:
三重化表决逻辑,输出信号进行三选二或四方表决。
从输入端到输出端,包括:
输入处理器、主处理器、输出处理器等的电路都是三重化冗余。
冗余电源:
双冗余电源模块在一个模块有故障的情况下,也不影响三重化模块的运行。
容错设计:
在信号输入到主处理器之前,进行表决处理,保证数据的正确性。
TS3000系统即使有多处故障,也能继续运行。
单处理器也能运行。
能避免电磁干扰及噪声干扰。
控制器之间同步操作,同时扫描、同时处理、同时输出信号。
对任何输入或输出故障及时提供报警信息。
内部回路对输出信号进行诊断,提供诊断信息,防止错误信号输出。
在三选二的表决逻辑中没有外部继电器。
对最终输出信号的诊断不用编程,诊断功能全部集中在应用程序中。
所有的控制功能都在三重化硬件中完成。
减少维修费用:
数字化处理,不用进行校验。
在端子板上对RTD信号进行处理,在每一个分支电路上不需要分别进行处理。
更换模块很方便,不用断电就可以更换模块。
在工作的模块旁有热备模块。
这些模块也上电、进行故障诊断,一旦工作模块有故障,可以无扰动地进行切换。
数据在传送到替换模块之前,自动进行更新。
没有裸露电路,所有电路全部封装。
软件编程使用“功能块图”。
任何时候用户可以在线修改控制程序。
使用“SELF-DOCUMENTATION”功能可以打印出应用程序清单。
使用软件的编译功能,在软件下装之前,对修改后的运行情况进行检查。
自诊断功能。
每个模块上都有状态指示灯。
在程序运行过程中,使用工程师站可以查看控制程序执行情况。
ITCC控制系统使用说明书
这套监控系统软件是在WINXP操作系统支持下运行,根据设计和工艺要求由intouch软件平台生成的工程应用软件。
该监控系统软件共设计多种功能画面,包括有:
开车条件画面,工艺流程画面,报警画面,联锁画面,趋势图画面,测点清单画面,转速调节画面,防喘振画面等等。
每种功能画面均有不同的功能选项,通过对各选项的操作来监控机组运行。
6.1功能特点
●先进水平的动态防喘振技术使机组运行更加安全可靠;
●功能完善的转速调节技术锐增机组运行效率;
●性能曲线把机组性能及防喘振控制完美的结合在一起。
机组的调节画面显示出对被控对象的实时调节;
●机组出现故障时,系统具有报警联锁能力,画面能及时,准确地显示当前故障信息,另外,报警清单始终显示在屏幕上端的报警联锁窗上;
●系统参数设有密码保护,修改前需输入正确的口令;
●显示压缩机及汽轮机的气路、油路、密封等工艺流程图、通过颜色的变化直接反映机组运行情况,一般正常为绿色,报警为黄色,联锁为红色;
6.2系统运行环境
系统运行的硬件及软件配置:
工控机,主频PII350MH以上;
1.44MB软驱;
15GB硬盘以上;
128MB内存以上;
19″工业彩色液晶显示器;
键盘,鼠标;
50XD光驱;
系统运行所需软件:
WINNXP操作系统;
intouch;
6.3系统软件的安装及运行
●系统软件的安装按如下步骤进行:
I.在硬盘上安装WINXP操作系统。
(详见WINXP有关手册);
II.在硬盘上安装intouch
a.系统运行:
启动计算机直接进入系统的操作界面。
6.4系统软件使用操作说明
该系统软件可对机组的油路、气路、密封油等工作情况进行动态的监控,使操作人员能及时、准确地了解机组的控制环境、现场运行参数及运行状态,从而全面直观地对机组工作进行监测,并可依据工艺对各阀门进行操作。
以下分别介绍C1202各典型画面的功能:
C6101机组画面
屏幕最上端显示报警清单画面及当前机组状态显示窗,当中屏幕显示工艺流程图画面,屏幕下端是机组运行选择菜单,便于本机组各功能画面之间的转换及机组之间的转换,单击所选取画面即可。
其中报警清单画面、机组状态显示窗始终出现在屏幕上,以便随时了解报警信息,机组状态,系统时间和联锁信息,同时方便操作人员迅速进入不同的功能画面进行操作。
C6101机组状态显示窗
(1)C6101开车条件画面
此功能作为压缩机组启动运行的条件显示。
在机组运行选择菜单中选择“开车条件画面”选项,出现相对于本机组的各起车条件,所有的开机条件均满足后,发出仪控具备开车条件信号,指示灯由红色变为绿色。
(2)C6101工艺流
单击机组运行窗口目录中的工艺流程选项,画面显示“压缩机气路系统”,单击下一页(上一页)按钮便可进入相应的流程图画面。
进入气路系统流程图中可完整地看到压缩机本体的运行情况,并且显示有测点的数据。
进入润滑油路系统流程图中可简捷形象地看出机组润滑油路的流程,并且显示有测点的数据。
b.模拟量数据显示示例:
润滑油温度:
显示PV值,单位为℃。
联锁状态时为红色显示,正常状态时为绿色显示,报警状态时为黄色显示。
c.开关量显示示例:
如果显示设备的运行状态,则用绿色表示。
如主、辅油泵中,绿色表示油泵启动,红色表示油泵未工作。
如果显示测点的工作状态,则用红色表示联锁状态,绿色表示正常状态,黄色表示报警状态。
(3)C6101性能曲线画面:
防喘振控制是对压缩机机组的一种保护。
它在机组工作点进入喘振区前通过提前打开防喘振阀,提高流量使工作点回归正常。
本系统采用动态防喘振技术,能根据机组运行状态动态的调整防喘振工作线,同时对防喘振阀进行控制,使机组运行更加安全和可靠。
在画面坐标系里有机组工作点位置,工作点状态和四条折线的显示。
坐标系的横坐标为h/Ps(%),坐标系的纵坐标为Pd/Ps。
h为入口差压,Ps为入口压力,Pd为出口压力。
四条折线,分别是红线(喘振线SL),粉线(快开线DUMP),黄线(预期防喘振线SCL),兰线(实际防喘振线SCL#)。
各条线具体说明如下:
d.红线:
喘振线SL
工作点进入喘振线(红线)左边,机组已进入喘振区。
系统已提前迅速将防喘振阀全打开,系统正常投用不会出现这种情况。
e.黄线:
实际防喘振线SCL
预期防喘振线(黄线)是由厂家提供的出厂防喘振线。
f.兰线:
初始防喘振线SCL#
当机组在实际运行过程中,如果工作点进入喘振线左边,并在自动位置时,为了今后机组控制更安全,防喘振线自动向右平移,最多校正十次,画面记数显示校正次数。
这种现象没发生时,实际防喘振线与预期防喘振线重叠,由于这两条线重叠在画面上兰线显示不出来。
工作点进入实际防喘振线左边,在自动位置时,PID自动调节开阀。
工作点进入实际防喘振线右边,在自动位置时,PID自动调节关阀。
根据实际工况,工作点在坐标系里有个对应显示。
其状态颜色说明如下:
绿色:
在实际防喘振线右边,在安全区内。
黄色:
在喘振线和实际防喘振线之间,报警状态。
红色:
在喘振线左边,严重报警状态。
防喘振调节方式:
防喘振调节有手动,半自动,全自动三种方式。
g.手动方式:
工作点进入快开线左边,此时机组在危险区,人为输入阀位无效。
工作点进入快开线右边,可人为输入阀位。
h.半自动方式:
防喘振阀实际输出取手动和自动输出的高值。
即人为输入阀位只能大于自动输出,否则人为输入阀不起作用。
i.自动方式:
工作点进入实际防喘振线左边,在自动位置时,PID自动调节开阀。
工作点进入实际防喘振线右边,在自动位置时,PID自动调节关阀。
(4)C6101报警、联锁停车画面:
机组的运行必须在设计值范围内,一旦超出正常值,操作人员应及时了解报警联锁的原因,即测点的位号,并且能够对报警
联锁点作出正确的记录,以便分析出现事故的原因,加以改正。
因此,系统报警联锁的设计是必不可少的。
通过“报警画面”选项能够进入机组的报警联锁画面,准确地得到报警联锁的数据。
报警画面显示所有测点的当前数据,包括测量值(PV),报警设定值(H,L),联锁设定值(HH,LL)。
每个测点的底色正常值时为正常色,当机组出现故障,报警时底色为黄色,联锁时底色为红色。
*各测点的报警值、联锁值均可进行新的设定。
设置方法如下:
a.单击口令输入按钮,根据提示输入正确的口令后,即可进行设置;
b.双击要设置的设定值位置,出现数据输入子窗口;
c.键入数据后按Enter即可;
d.再次单击登报录按钮,登录最低级别的用户及口令。
(必须做此项,以保证机组安全)
压缩机组的每个测点都需要限制在一定的范围内,对于每个测点,应当给出其具体的报警值和联锁值。
本系统可对各测点所需的设定值进行修改。
系统参数的设定使用户对压缩机组的控制更为灵活、方便。
同时,设定参数也将直接影响到压缩机组的运行,参数的设定应当严格地按照机组设计及工艺要求进行,如果设定值过高,将会影响机组的寿命,严重时可对机组造成直接危害。
设定过低,使机组在运行中频繁停机,影响生产。
报警及联锁值设定原则:
低低设定值<低设定值<高设定值<高高设定值
本系统对参数设定具有密码保护的功能,禁止非专业人员修改。
(5)C6101联锁切除画面:
联锁切除由硬件手工设定。
在“机组状态显示窗”说明中,我们提到显示在屏幕右上角的“联锁切除窗口”。
该窗口的状态变化依据联锁切除中的状态设定。
当联锁状态灯为绿色时,表示无联锁切除;当联锁状态灯为黄色时,表示系统当前某一路存在联锁切除。
只要任何一个测点联锁切除,则屏幕上的“联锁切除窗口”中的显示灯为黄灯显示,仅当所有测点都无联锁切除时,才绿灯显示。
j.联锁切除设定将影响机组的运行,只允许专业人员进行改动,非专业人员禁止进入此画面操作。
k.
(5)C6101测点清单
在机组运行选择菜单中选择测点清单选项,显示出各测点的位号、名称、量程、单位、当前测量值、报警设定值、联锁设定值等及测点对应的I/O卡及回路号。
(6)C6101调节画面
在状态监测图上点击需要调节的阀门:
显示相应的调节回路画面。
(9)C6101调速:
此画面用于压缩机组启动及运行区调速。
当机组需要启动时,需做以下工作:
a.打开“开车条件”画面,在所有条件均满足后,则压缩机(汽轮机)具备开车条件,于是灯变为绿色。
b.再打开“调速画面”,按“启动”按钮(按一下即可),即进入暖机模式,就可选择操作台/现场盘去升速开车,当按下升速按钮后,转速设定点值为1000rpm(注:
值可调,举例),当转速升到临界区内,将自动高速通过,不受手动影响,此时模式为“加速“,转速设定点为7000rpm,当继续上升到7000rpm附近,即要进入运行模式。
此时,如无其它问题,可按一下“启动”按钮进入运行方式。
运行方式中,转速可停在任意一转速下(工作范围内)。
c.若要做超速试验,应在运行模式下,先按允许超速(一次),其将变为“超速允许”字样,再一直按下“超速试验”按钮,如果达到联锁值时,没发生联锁,可去按“超速允许”按钮,使速度在返回运行模式,以便于去查找原因,而不去停机。
注:
第一次开车建议暖机时间要长一些。
以上转速的各设定值均为可调,举例说明,以沈鼓最终转速的设计值为准。
ITCC控制系统安装及上电检查
6.1安装上电前检查
保证人员、设备安全,是工程质量和工程进度的保障,因此我们希望施工人员和系统维护人员按照以下要求进行。
一、可编程序控制器(PLC)必须在控制室的土建、安装、电气、空调工程全部完工后安装。
二、PLC系统安装前,施工单位应会同监理和业主检查控制室和机房,共同确认安装必需的下列条件已具备:
1.机柜基础型钢已安装完毕,并符合要求;
2.地板、顶棚、墙面、门窗等均已施工完毕,室内杂物清理干净同样
3.空调系统安装调试完毕,已处于正常运转状态,室内温度、湿度均达到系统要求;
4.不间断电源(UPS)及室内照明已全部施工完毕,投人正常运行;
5.接地系统总线已施工完毕,安全接地电阻≤4Ω,信号接地电阻≤2Ω,符合设计规定;
6.控制室已具备封闭式管理条件,室内附属公用设施已完备;
7.卫生清扫工具、吸尘器、灭火器具及防鼠器具等已准备就绪。
三、对PLC机柜组件及配线进行检查时,应确认盘外引入机柜的所有的接线符合设计及制造厂有关图纸的要求。
四、对本安回路进行检查时,应确认本安回路的接线应保证安全区域与危险区域隔离。
五、PLC系统电缆的检查应按下列要求进行:
1.随机电缆(系统电缆)的型号、尺寸、及其附件和工具应齐全,并满足相关系统资料的技术参数要求;
2.随机电缆(系统电缆)的外部绝缘层应无损坏,绝缘电阻符合制造厂标准;
3.系统模件之间、节点之间及相关终端之间电缆应连接正确,网络通讯电缆、总线电缆之间的连接应符合制造厂及系统的设计要求。
六、机柜及设备内部易对人身造成伤害的地方应有明显的警示标志和防护措施。
七、安全接地、工作接地应按详细设计图和系统设备技术条件要求进行检查,并符合下列要求:
1.系统设备的安全接地应与接线图一致;
2.系统设备的信号接地应与接线图一致;
3.设备内部接地网不应形成回路;
4.系统应符合设计规定和本安系统要求。
八、应根据电源接线图检查电源输入输出回路至各系统设备电源控制开关的正确性,并检查电源极性是否正确,确认电源电压等级和波纹系数符合制造厂和设计要求
九、应对所有的外围设备(如打印机、拷贝机、PC机、磁带机、投影仪等设备)进行外观检查。
所有外围设备均应有完整的使用说明书、相应系统软件及设备驱动程序。
十、系统硬件检查时,应记录制造厂设置的开关缺省位置及硬件地址开关位置,插拔卡件时不得用手或工具直接触摸电子线路板,严禁用易产生静电的刷子或化纤织物等清洗各类卡件及设备,操作者应采取防静电措施,如佩戴防静电手链等。
十一、PLC与其它设备相互之间的通信接口进行检查与组态测试时,应检查通信协议、通信速率、奇偶校验位、优先级、通讯地址等。
并检查数据传输和数据数值是否正确。
十二、仪表设备外壳、仪表盘(箱)、接线箱等,当其在正常情况下不带电,但有可能接触到危险电压的裸露金属部件时,均应作保护接地。
十三、不同类型的信号分别由不同电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层敖设,严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆靠近平行敖设,以减少电磁干扰。
十四、PLC机柜间线的恢复与安装(单个机柜的可以略过此条),PLC机柜间线是指两个或两个以上机柜为了运输或其他原因机柜之间的连线没有安装的(PLC机柜也包括如操作台、控制屏等的其他控制柜)。
将柜间的线进行恢复。
使用试灯或其他校线器,依据电气原理图、接线端子图逐条校验设备之间、控制柜之间、操作台之间及其相互之间的连线。
同时根据原理图检查接线的线径、用线标准是否符合设计要求。
十五、接线的检查。
检查柜内、屏内、台箱内的各种电气元件有无震脱或损坏,及时处理。
检查各紧固件的连接情况,应无松动,连接可靠。
重点检查各电气元件的接线端及外引端子的接线端。
每一条线均要用手动一下,以拽不脱为准。
十六、电源的检查。
用万用表或示波器从外引端子处或接线母排处测量送过来的交流主电源、辅助电源是否正常。
注意正常工作电源是220V±10%~380V±10%。
直流电源多为24V。
十七、上电的步骤。
各操作台上、控制柜中的给定电位器应处于零位。
各操作台上的所有转换开关应处于无效的位置,控制柜上的转换开关也要处于无效的位置。
若有内外控选择开关应处于内控位置。
控制柜中的所有自动开关应处于关断。
控制柜中的熔断器开关按照原理图的控制顺序要求将其闭合或打开。
如无特殊要求应贵重的元气件后上电或外围设备先上电。
每个电源开关上电后应及时检查所供电的元气件是否正常,不正常立即断电进行检查,如正常可以继续上电检查到全部上电正常。
6.2更换模块
这里给出了更换Tricon的每一类模块的说明.当更换电源和主处理器时没有必要中断控制过程.
在更换任何一类模块之前,下面是一些重要的总体说明.
1.假如控制器的故障不只一个.一个故障在主处理器,另一个故障在其它模块.首先更换主处理器(看1.3.2).直到主处理器的ACTIVE的指示灯亮,方可以更换其它有故障的模块.
在安装任何模块之前要检查模块是否有插针损坏.若有损坏请不要安装.
2.更换一个有故障的模块时,要把它插到槽底用螺丝固定好.不要太紧--建议留有10到14英寸的间隙.
1.对于理想的设计,备用I/O模块插在备用槽作为热备用.
Tricon每隔两个小时自动检测备用模块.
2.保存没有使用的模块在原包装箱里.
1.3.1更换电源模块
在更换电源模块之前,要详细看看本节开头的总体概述.当维修一个电源模块时没有必要中断控制过程.
为了更换一个电源模块,遵循以下步骤.在开始之前在手头要有一把平头的螺丝刀.
1.检查另一个电源模块工作正常否
2.松开已经用螺钉固定的有故障的电源模块,拿住螺钉使其从槽中拿出.
拿一个可替换的电源模块放入槽中.
警告
假如电源模块由于某种原因拿掉了,请不要在1分钟之内安装新的电源模块
假如模块在槽没有放好或者说没有固定好,模块有可能不能正常工作.
电源模块只要正确插入槽中POWER灯就应该亮.
3.记一下故障的电源模块的样式和序列号.联系我公司或Triconex公司进行维修.
1.3.2更换主处理器模块
在更换一个主处理器之前,要详细看看本节开头的总体概述.记住控制器若有不只一个故障,一个故障在主处理器,另一个故障在其它模块.首先要更换主处理器模块.直到主处理器的ACTIVE灯亮了再更换另一个有故障的模块.
在开始之前,检查控制的过程是在线且主处理器已经有了一个故障指示,接着更换主处理器需要遵循以下的步骤:
1.确认至少有一个主处理器的ACTIVE指示灯在闪烁.
2.松开在故障处理器上的螺钉,拿住螺钉向你的正前方拔出.
3.插入可替换的主处理器模块且固定好.PASS指示灯应该在1-10分钟内亮.
4.紧固螺钉大概留有10英寸的空间.假如模块没有正确的安装也会使模块不能正常工作.
5.替换的主处理器的ACTIVE指示灯在1-10分钟内应该亮并且闪烁的速率同其他处理器一样.
1.3.3更换没有带热备用的I/O模块
假
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