基于GEFANUCGMR系统的轴流风机防喘振控制(doc5)

基于 GE FANUC GMR 系统的轴流风机防喘振控制
　　
　应用
　　天津市协力自动化工程有限公司，利用 GE/FANUC 公司-GMR 系统，在中国石油天然气总公
司长庆石化分公司重油催化轴流风机中，实现轴流风机防喘振控制,气轮机调速控制;轴系仪
表震动检测报警;润滑油、密封油控制系统;轴流机组启动/停车保护。自动防喘振控制及调速
控制技术方案的成功实施,证实了 GMR 系统非常适合于大型轴流式压缩机组 ITCC 控制系统项
目.
　　要求
　　本项目中采用的轴流式压缩机组入口为大气，所以防喘振控制阀不是控制回流量，而是
放空（大气）。其次防喘振线的作用，一方面防止机组喘振，另一方面防止压缩机由于压力
过高造成设备损坏。所以风机喘振线/防喘振线考虑的是二者综合性试验结果。风机
　　喘振线与防喘振线之间裕度一般设为（5~7%）。
　　风机喘振线数据，一般由机组厂家或设计院提供，最可靠的方法还是由机组厂家，根据
现场实验实测结果及机组能承受压力的能力，给出风机喘振线综合数据结果。
　　根据机组厂家实测后给出的综合喘振线数据，利用 GE FANUC 公司，Logicmaster90-70
（简称 LM90）组态软件及上位 HMI CIMPLICITY 6.10（简称 HMI）软件，做出喘振线（两点变
量连成线段）和防喘振线。喘振线方法是采用的多段折线连接形成一条曲线，见《图 1、一个
折线段示意图》
　　
　　图 1、一个折线段示意图
　　基本公式：Y=aX+b
　　其中：
　　 a 为斜率
　　 b 为截距
　　 X 为 X 坐标
　　 Y 为 Y 坐标
　　解决方案
　　ITCC 系统架构
　　GE FANUC GMR 系统配置：三个主机架 BACK(分别有电源模块 PS，GMR CPU 模块，90-70 总
线控制器 GBC，MODBUS 通讯模块)，一个工程师站，两个操作站，分别安装 GMR 软件和编程
软件及上位 HMI 软件，输入/输出采用三重化结构（三个独立 Genius 模块），并配接协力自
主研发的 INPUT/OUTPUT TERMINAL 及转速监测接口模块，组成带外回路自诊断；；模拟量输出
三重化配置。ITCC 系统结构图如下，见图 2、GE FANUC 公司 GMR 系统示意图。
　　(1) 管理层:工程师站
　　(2) 控制层:汽机控制站（操作站１）
　　(3) 保护层: 机组转速控制、保护、启、停操作（操作站２）。
　　
　　图 2、GE FANUC 公司 GMR 系统示意图
　　4、系统功能
　　以往的继电器联锁方式无法提供形象的信息给操作人员，只能在出现故障后把相关的连
锁点都检查一遍，处理时间长，影响生产进程，对隐含故障点无法判断。现采用 GMR 控制及
安全保护系统则避免了上述问题，还可同时增加打印功能，完善系统，符合国际安
　　全标准 SIL-3 的安全级别。具体功能如下所述:
　　(1) 轴流式压缩机组转速控制保护功能
　　a. 当汽轮机转速超过 10%时，同时操作面板提示汽机超速，并提醒操作人员进行检查超
速原因;当汽轮机转速超过 12%时，操作面板再次提示汽机超速，并提示操作人员通知技术人
员进行检修维护，技术人员可根据实际情况确定是否停机或超速运行;当转速超过 15%时，汽
轮机自行逐步减速，同时提示减速原因，1 小时后汽轮机停机，同时操作面板上显示汽机超速
停机，打印机打印出停机原因:汽机超速停机。
　　b. 当汽轮机轴向位移大于Ⅰ值(安全临界值)时，报警并提醒操作人员与同技术人员进行