离心压缩机控制系统通讯硬件缺陷与解决方案

尹雨春

（沈阳鼓风机集团自控公司，辽宁沈阳 110000）

离心压缩机控制系统通讯硬件缺陷与解决方案

尹雨春

（沈阳鼓风机集团自控公司，辽宁沈阳 110000）

目前石油石化用离心压缩机组的控制和保护要求有高度的可靠性和安全性。因此控制系统的选择显得尤为重要，实际项目中经常会出现控制系统搭配的相应问题，极大的限制了控制系统的应用与发展，本文将在控制系统通讯硬件方面出现的常见问题给出解决方案。

离心压缩机 控制系统 通讯系统搭配

目前石油石化用离心压缩机组的控制和保护要求有高度的可靠性和安全性。因此控制系统的选择显得尤为重要，实际项目中经常会出现控制系统搭配的相应问题，极大的限制了控制系统的应用与发展，本文将在控制系统通讯硬件方面出现的常见问题给出解决方案。

1 离心压缩机控制系统要求

首先压缩机组要实现防喘振控制及性能控制：显然防止压缩机喘振的唯一方法是将一部分流量打回流或者放空，从而保持压缩机远离喘振限制，遗憾的是压缩这些额外的流量会带来经济上的损失，所以控制系统必须精确确定压缩机运行点离其喘振限制的距离，从而能够维持足够的而不是过度的循环流量；另一方面压缩机也需要精确及可靠的性能控制，通过限制临界压力、温度、速度或其他变量来避免压缩机停车、过载、超速或超温。压缩机组除了需要实现防喘振控制以外，还需进行速度控制、抽气控制、性能控制和开、停车顺序控制（重点是ESD）。除了要求高度的安全性以外，对系统的可用性要求也相当高。

图1 CCC性能控制系统主界面

图2 抚顺乙烯项目控制系统配置图

2 离心压缩机控制系统选取

沈鼓在防喘振及性能控制部分采用的是CCC控制系统：其喘振控制算法采用了将喘振预测和适度控制响应相结合的方法，能够用最小的安全裕度来防止喘振；其性能控制策略采用了专利的解耦控制可以防止控制回路之间反向互动而带来的工艺过程的中段，其控制系统主界面如图1所示。

在ESD（Emergency Shutdown Device）控制系统部分沈鼓采用的是HIMA压缩机控制系统，它可以实现全自动控制，最小化操作员干预，优化机械和工艺过程的效率并提高机械和过程的可靠性。

3 控制系统搭配问题及其解决方案

进而问题的关键是如何解决CCC系统与HIMA系统的搭配问题，目前CCC系统与HIMA系统在中石油中石化项目上使用越来越广泛，由于该系统较先进在百万乙烯、PTA及长输管线产品上都有很广泛的应用。中石油、中石化用户对该系统业非常认可。此系统将来会随着沈鼓的强势产品及重大项目越做越多。本人在抚顺百万吨乙烯项目的设计过程中对CCC、HIMA 2套系统的搭配发现了一些问题。由于CCC系统通讯的特殊性，当CCC的上位机通过RS485，TCP/IP接收HIMA系统的数据时，只能通过一个IP地址进行通讯。根据系统安全性要求，一般系统是要求冗余系统配置。故系统之间的通讯也要求冗余。所谓冗余通讯是指2个独立的系统通讯卡件接入不同的交换机连接到2块独立的上位机网卡。每条独立的回路在软件中配置2个独立的IP地址，当一路通讯中断软件经过检测会自动切换到另一个。基于CCC系统通讯的特殊性经过反复的测试，得出如下方案：在CCC上位机软件中设置成一个独立的IP，另外一个设成自动获得IP。当上位机发现网络中断，重启电脑，通讯系统将自动搜索另一个新的IP地址与HIMA系统进行通讯连接。这样再不增加硬件转换的前提下，通过软件的改变就可以将通讯配置成冗余设置。不足的地方就是需要重新启动电脑，对于操作员来讲造成一些麻烦。

在实验过程中，我们还发现一些其他问题。此次实验我们分别用Hirschmann和研华2种交换机进行通讯实验。Hirschmann交换机比较先进，一台交换机可以支持2个不同的网断，但是研华交换机却不支持。CCC系统在通讯时需要占用2个网段，HIMA通讯时需要占用1个网段。这样对于CCC系统研华交换机却无法构成通讯，解决方法用2台研华交换机或者更换成Hirschmann或者其他品牌的支持2个不同网段的交换机。但是如果用研华交换机构成冗余通讯就需要4台交换机，对于成本和工作量的考虑，设计者需要慎重选择。为避免在今后项目设计中造成不必要的麻烦，对于交换机是否支持2个网段问题在此特殊提出，图2为抚顺百万吨乙烯项目控制系统配置图。

4 结语

综上所述经过实验验证以及最终项目验证，CCC控制系统可以与HIMA系统搭配使用，并且能很好的实现其各自的功能。CCC作为压缩机控制的核心系统，对于压缩机控制系统的发展是必不可缺的一环，所以我们研究此系统是非常必要的。为避免在今后的项目中再产生类似的问题，造成不必要的麻烦故做以研究和总结。将来面对CCC系统与HIMA以外的其它系统也将会有一些包括硬件和网络对接而出现的问题和瓶颈。我将会继续试验并解决和总结。

［1］戴金龙.离心式压缩机的调节控制系统［J］.风机技术，2012（6）.