專利名稱：一種風機的防喘振安全控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及風機設備的防喘振控制領域，特別涉及了一種風機的防喘振安全
控制裝置。
背景技術：
傳統(tǒng)的控制方案的控制策略是假設在最大轉速下，離心壓縮機的喘振點流量為
Qp(已經考慮安全余量)，如果能夠使壓縮機入口流量總是大于該臨界流量Qp，則能保證離 心壓縮機不發(fā)生喘振?？刂品桨甘钱斎肟诹髁啃∮谠撆R界流量Qp時，打開旁路控制閥，使出 口的部分氣體返回到入口 ，使入口流量大于Qp為止。這種防喘振控制方法的缺點是只考慮 了風機在運行時的流量參數(shù)，對于壓力、溫度影響風機喘振的參數(shù)沒有進行處理，當壓力、 溫度出現(xiàn)異常時不能有效地起到風機的喘振的保護作用。

實用新型內容本實用新型的目的是為了保證風機的壓力、溫度出現(xiàn)異常時仍然能夠正常有效的 實施保護，特提供了 一種風機的防喘振安全控制裝置。 本實用新型提供了一種風機的防喘振安全控制裝置，其特征在于所述的風機的 防喘振安全控制裝置包括系統(tǒng)處理器模塊1，系統(tǒng)電源模塊2，系統(tǒng)輸入輸出模塊3，負反饋 控制功能模塊4，防溫度擾動功能模塊5，快開慢關功能模塊6，多種操作方式選擇功能模塊 7，防喘振漸變功能模塊IO，動態(tài)防喘振線模塊13，多工況綜合處理功能模塊14，危險區(qū)域 的快速開閥模塊15，調節(jié)穩(wěn)定區(qū)域功能模塊16，開關快速輸出模塊18 ; 其中系統(tǒng)電源模塊2分別通過導體與系統(tǒng)處理器模塊1和系統(tǒng)輸入輸出模塊3 連接；系統(tǒng)處理器模塊1通過數(shù)據線與系統(tǒng)輸入輸出模塊3連接； 負反饋控制功能模塊4、防溫度擾動功能模塊5、快開慢關功能模塊6、多種操作方 式選擇功能模塊7、防喘振漸變功能模塊10、動態(tài)防喘振線模塊13、多工況綜合處理功能模 塊14、危險區(qū)域的快速開閥模塊15和調節(jié)穩(wěn)定區(qū)域功能模塊16分別通過總線與系統(tǒng)處理 器模塊1連接； 系統(tǒng)輸入輸出模塊3通過數(shù)據線與開關快速輸出模塊18連接。 所述的風機的防喘振安全控制裝置還包括，防積分飽和功能模塊8，多控制回路并
存模塊9，控制參數(shù)監(jiān)視模塊ll，趨近報警功能模塊12 ; 其中防積分飽和功能模塊8、多控制回路并存模塊9、控制參數(shù)監(jiān)視模塊11和趨 近報警功能模塊12分別通過總線與系統(tǒng)處理器模塊1連接。 所述的風機的防喘振安全控制裝置還包括，調節(jié)輸出模塊17，入口流量檢測模塊 19，入口壓力檢測模塊20，出口壓力檢測模塊21，入口溫度檢測模塊22 ; 其中系統(tǒng)輸入輸出模塊3分別通過數(shù)據線與調節(jié)輸出模塊17、入口流量檢測模 塊19、入口壓力檢測模塊20、出口壓力檢測模塊21和入口溫度檢測模塊22連接。 主要功能特點有如下
3[0013] 負反饋控制 防喘振控制系統(tǒng)中建立了防喘振控制線，它在喘振線的右側。當壓縮機工作點在 防喘振控制線右側時，防喘振控制系統(tǒng)的輸出為將防喘振閥完全關閉；當壓縮機工作點到 達防喘振控制線時，防喘振控制系統(tǒng)設計為打開防喘振閥。當工作點緩慢向左移動時，防喘 振控制系統(tǒng)將以PID控制方式打開防喘振閥，使工作點保持在ASCS的控制點處。 防溫度擾動功能 實際經驗告訴我們一臺機組在冬季正常工作而在夏季可能就會發(fā)生喘振現(xiàn)象。壓 縮機的機組性能曲線會隨著工藝介質的溫度變化而發(fā)生變化，特別是對空壓機的影響較 大。防喘振控制系統(tǒng)具有溫度補償功能，它可以根據工藝介質溫度的變化自動偏移防喘振 曲線，以適應機組的特性。工藝介質溫度升高時，防喘振曲線將向右移動；工藝介質溫度降 低時，防喘振曲線將向左移動。 快開慢關功能 —般防喘振閥都選用氣關式、等百分比特性的，ASCS為了更好的控制防喘振閥特 別設計了快開慢關功能。每臺機組在發(fā)生喘振時，都希望快速打開防喘振閥門，以防止危險 發(fā)生；但在關閉閥門的過程中，也希望能慢慢地關閉，以防止發(fā)生喘振震蕩，同時也不會引 起過大的工藝波動。ASCS便具有這種快開慢關的功能，在接到喘振信號后，它能夠快速、及 時的打開防喘振閥門，在關閉閥門時，控制信號也將慢慢關閉閥門。 多種操作方式的選擇 現(xiàn)代生產情況具有多樣性，操作方式也必須具有多種模式，這樣才能適應實際多 變的的生產要求。防喘振控制系統(tǒng)具有手動、自動、半自動的操作方式可以供用戶選擇。在 自動方式下，防喘振控制閥完全受防喘振控制系統(tǒng)的輸出控制。在手動且試車的方式下， 防喘振控制閥的動作完全受操作員的手動輸出控制。但在半自動方式下，操作人員可能會 誤操作，防喘振控制系統(tǒng)的半自動功能能完全避免由于誤操作造成的后果自動檢測操作 人員的輸入，若此輸入可能引起喘振，則防喘振控制系統(tǒng)便不予執(zhí)行，保證了機組的安全運 行。 防積分飽和功能 PID控制器的積分飽和是應該避免的，特別是對于要求快速響應的防喘振控制。由
于過程值與設定值之間總存在著偏差，因此在PID控制防喘振閥的過程中，會對偏差不斷
的進行積分運算，如果不加以限制就會發(fā)生積分飽和現(xiàn)象，這會影響再次打開或關閉閥門
的速度。防喘振控制系統(tǒng)的防積分飽和功能避免了這一現(xiàn)象的產生，它設定了積分值的上
下限，保證了防喘振閥門在邊界情況開關的靈敏度。 多控制回路并存 壓縮機的控制包括防喘振控制和性能控制等。特別的，兩個或兩個以上的防喘振 控制會和其他控制同時存在于控制系統(tǒng)中，這些控制回路的作用結果有時是互相矛盾的， 這種矛盾會妨礙防喘振的正?？刂?。防喘振控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設計有對于控制回路間干擾 的解耦算法，以消除回路間的耦合干擾。 防喘振漸變功能 防喘振控制系統(tǒng)如果檢測到快開信號，則將啟動防喘振漸變功能，記錄喘振情況， 同時自動將防喘振控制線、防喘振控制快開線向右移動。但由于某些特定的原因，使得喘振
4線的變化是臨時的、特有的，所以，防喘振控制系統(tǒng)在組態(tài)畫面上有明確的確認和復位的功 能以確?？刂频挠行浴２僮鲉T可以認可當前的學習結果，也可以取消當前的學習結果。確 認之后，如果發(fā)現(xiàn)存在問題也可以復位到前一次的喘振控制參數(shù)上。 防喘振控制參數(shù)的監(jiān)視 在防喘振控制系統(tǒng)中對各個參數(shù)進行實時的監(jiān)視，不論監(jiān)視值大于還是小于正常
的工藝范圍，ASCS都將通過某種形式及時的告知操作人員，以便采取進一步的處理，保證機
組的正常運行。ASCS中還增加了對信號的故障分析和處理的功能，特別是變送器的短路和
斷路分析、鉬熱電阻的阻絲斷裂等的處理，使機組在儀表故障的情況下，盡可能的保證其安
全和連續(xù)運行。 趨近報警功能 機組的工況點有時會因為擾動或其他原因而不穩(wěn)定。當工況點向防喘振線移動， 并且接近到防喘振線一定范圍之內的時候，ASCS系統(tǒng)會立即發(fā)出報警信號引起操作人員的 注意，提前采取措施，保證機組的安全運行。 智能識別停機功能 當機組的工況點向防喘振線移動，并在設定的時間范圍之內，發(fā)生了超過設定次
數(shù)的喘振現(xiàn)象，防喘振控制系統(tǒng)系統(tǒng)就認為設備或工藝上存在某些不可克服的因素，會被
迫發(fā)出停車指令。 復雜的邏輯聯(lián)鎖控制 防喘振控制系統(tǒng)除了能夠很好的完成防喘振控制之外，它的強大的邏輯運算能力 還可以實現(xiàn)很多邏輯聯(lián)鎖控制。核心是最低負荷狀態(tài)啟停車。 高精度的防喘振控制 采用一條直線作為防喘振控制線會使壓縮機的安全運行區(qū)域減小，而采用多段折
線函數(shù)作為防喘振控制線會增加縮機的安全運行區(qū)域。機組在直線的模式下為非安全的情
況下而在多段折線函數(shù)的模式下就可能為安全狀態(tài)。這樣防喘振控制系統(tǒng)就會避免不必要
的回流或放空，從而節(jié)約了能源。 動態(tài)的防喘振曲線(點)顯示 通過在上位畫面上實時顯示防喘振控制線和機組的工作點，操作人員可以直觀的 監(jiān)視機組當前的工作狀態(tài)。為及時的處理機組的異常情況提供了一個可視化的基礎。 多工況綜合處理 —般地，壓縮機都有一個以上的工作狀態(tài)，這些工作狀態(tài)有的工作點可能相差甚 遠，有的工作壓力比較大，這些都使得這些工況不能合并處理。再這種情況下防喘振控制系 統(tǒng)設計了多種工況選擇功能。每種工況的防喘振線、控制方式和控制參數(shù)都是完全不同的 設置。這使得機組在每種工況下都能最大限額的運行。 危險區(qū)域的直接開閥控制 機組的工作點在防喘振控制線附近時防喘振控制系統(tǒng)進行PID控制就可以使工
作點回到安全區(qū)，但是當工作點的移動過快PID無法使其回到安全區(qū)的時候，進行直接的
開閥到預先設定的開度是非常必要的，并且是在此情況下使機組回到安全區(qū)的有效手段，
從而達到最快的最直接的防喘振控制。 調節(jié)的穩(wěn)定區(qū)域[0044] 對于一些特殊情況的機組，它的操作點就處于防喘振線附近，工作時極容易不穩(wěn)
定。因此，設定微少的死區(qū)范圍可以增加很大的系統(tǒng)穩(wěn)定性，如果PV-SV的偏差在設定的范
圍內，則防喘振控制系統(tǒng)的輸出不變化，這樣可以避免小的波動造成不斷的調整，從而保證
了控制的穩(wěn)定性。 本實用新型的優(yōu)點 本實用新型所述的風機的防喘振安全控制裝置，通過引入風機的入口溫度、入口 壓力、出口壓力來實現(xiàn)多參數(shù)的防喘振安全控制，可以更有效地保護風機的安全平穩(wěn)運行， 避開喘振區(qū)域?？紤]了風機在運行時的流量參數(shù)，對于壓力、溫度影響風機喘振的參數(shù)進行 處理，當壓力、溫度出現(xiàn)異常時能有效地起到風機的喘振的保護作用。
以下結合附圖及實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明


圖1為風機的防喘振安全控制裝置的原理結構示意圖。
具體實施方式實施例1 本實施例提供了一種風機的防喘振安全控制裝置，其特征在于所述的風機的防 喘振安全控制裝置包括系統(tǒng)處理器模塊1，系統(tǒng)電源模塊2，系統(tǒng)輸入輸出模塊3，負反饋控 制功能模塊4，防溫度擾動功能模塊5，快開慢關功能模塊6，多種操作方式選擇功能模塊7， 防喘振漸變功能模塊IO，動態(tài)防喘振線模塊13，多工況綜合處理功能模塊14，危險區(qū)域的 快速開閥模塊15，調節(jié)穩(wěn)定區(qū)域功能模塊16，開關快速輸出模塊18 ; 其中系統(tǒng)電源模塊2分別通過導體與系統(tǒng)處理器模塊1和系統(tǒng)輸入輸出模塊3 連接；系統(tǒng)處理器模塊1通過數(shù)據線與系統(tǒng)輸入輸出模塊3連接； 負反饋控制功能模塊4、防溫度擾動功能模塊5、快開慢關功能模塊6、多種操作方 式選擇功能模塊7、防喘振漸變功能模塊10、動態(tài)防喘振線模塊13、多工況綜合處理功能模 塊14、危險區(qū)域的快速開閥模塊15和調節(jié)穩(wěn)定區(qū)域功能模塊16分別通過總線與系統(tǒng)處理 器模塊1連接； 系統(tǒng)輸入輸出模塊3通過數(shù)據線與開關快速輸出模塊18連接。 所述的風機的防喘振安全控制裝置還包括，防積分飽和功能模塊8，多控制回路并
存模塊9，控制參數(shù)監(jiān)視模塊ll，趨近報警功能模塊12 ; 其中防積分飽和功能模塊8、多控制回路并存模塊9、控制參數(shù)監(jiān)視模塊11和趨 近報警功能模塊12分別通過總線與系統(tǒng)處理器模塊1連接。 所述的風機的防喘振安全控制裝置還包括，調節(jié)輸出模塊17，入口流量檢測模塊 19，入口壓力檢測模塊20，出口壓力檢測模塊21，入口溫度檢測模塊22 ; 其中系統(tǒng)輸入輸出模塊3分別通過數(shù)據線與調節(jié)輸出模塊17、入口流量檢測模 塊19、入口壓力檢測模塊20、出口壓力檢測模塊21和入口溫度檢測模塊22連接。 實施例2 本實施例提供了一種風機的防喘振安全控制裝置，其特征在于所述的風機的防 喘振安全控制裝置包括系統(tǒng)處理器模塊1，系統(tǒng)電源模塊2，系統(tǒng)輸入輸出模塊3，負反饋控制功能模塊4，防溫度擾動功能模塊5，快開慢關功能模塊6，多種操作方式選擇功能模塊7， 防喘振漸變功能模塊IO，動態(tài)防喘振線模塊13，多工況綜合處理功能模塊14，危險區(qū)域的 快速開閥模塊15，調節(jié)穩(wěn)定區(qū)域功能模塊16，開關快速輸出模塊18 ; 其中系統(tǒng)電源模塊2分別通過導體與系統(tǒng)處理器模塊1和系統(tǒng)輸入輸出模塊3 連接；系統(tǒng)處理器模塊1通過數(shù)據線與系統(tǒng)輸入輸出模塊3連接； 負反饋控制功能模塊4、防溫度擾動功能模塊5、快開慢關功能模塊6、多種操作方 式選擇功能模塊7、防喘振漸變功能模塊10、動態(tài)防喘振線模塊13、多工況綜合處理功能模 塊14、危險區(qū)域的快速開閥模塊15和調節(jié)穩(wěn)定區(qū)域功能模塊16分別通過總線與系統(tǒng)處理 器模塊1連接； 系統(tǒng)輸入輸出模塊3通過數(shù)據線與開關快速輸出模塊18連接。 所述的風機的防喘振安全控制裝置還包括，防積分飽和功能模塊8，多控制回路并
存模塊9，控制參數(shù)監(jiān)視模塊ll，趨近報警功能模塊12 ; 其中防積分飽和功能模塊8、多控制回路并存模塊9、控制參數(shù)監(jiān)視模塊11和趨 近報警功能模塊12分別通過總線與系統(tǒng)處理器模塊1連接。 實施例3 本實用新型提供了一種風機的防喘振安全控制裝置，其特征在于所述的風機的 防喘振安全控制裝置包括系統(tǒng)處理器模塊1，系統(tǒng)電源模塊2，系統(tǒng)輸入輸出模塊3，負反饋 控制功能模塊4，防溫度擾動功能模塊5，快開慢關功能模塊6，多種操作方式選擇功能模塊 7，防喘振漸變功能模塊IO，動態(tài)防喘振線模塊13，多工況綜合處理功能模塊14，危險區(qū)域 的快速開閥模塊15，調節(jié)穩(wěn)定區(qū)域功能模塊16，開關快速輸出模塊18 ; 其中系統(tǒng)電源模塊2分別通過導體與系統(tǒng)處理器模塊1和系統(tǒng)輸入輸出模塊3 連接；系統(tǒng)處理器模塊1通過數(shù)據線與系統(tǒng)輸入輸出模塊3連接； 負反饋控制功能模塊4、防溫度擾動功能模塊5、快開慢關功能模塊6、多種操作方 式選擇功能模塊7、防喘振漸變功能模塊10、動態(tài)防喘振線模塊13、多工況綜合處理功能模 塊14、危險區(qū)域的快速開閥模塊15和調節(jié)穩(wěn)定區(qū)域功能模塊16分別通過總線與系統(tǒng)處理 器模塊1連接； 系統(tǒng)輸入輸出模塊3通過數(shù)據線與開關快速輸出模塊18連接。
權利要求一種風機的防喘振安全控制裝置，其特征在于所述的風機的防喘振安全控制裝置包括系統(tǒng)處理器模塊(1)，系統(tǒng)電源模塊(2)，系統(tǒng)輸入輸出模塊(3)，負反饋控制功能模塊(4)，防溫度擾動功能模塊(5)，快開慢關功能模塊(6)，多種操作方式選擇功能模塊(7)，防喘振漸變功能模塊(10)，動態(tài)防喘振線模塊(13)，多工況綜合處理功能模塊(14)，危險區(qū)域的快速開閥模塊(15)，調節(jié)穩(wěn)定區(qū)域功能模塊(16)，開關快速輸出模塊(18)；其中系統(tǒng)電源模塊(2)分別通過導體與系統(tǒng)處理器模塊(1)和系統(tǒng)輸入輸出模塊(3)連接；系統(tǒng)處理器模塊(1)通過數(shù)據線與系統(tǒng)輸入輸出模塊(3)連接；負反饋控制功能模塊(4)、防溫度擾動功能模塊(5)、快開慢關功能模塊(6)、多種操作方式選擇功能模塊(7)、防喘振漸變功能模塊(10)、動態(tài)防喘振線模塊(13)、多工況綜合處理功能模塊(14)、危險區(qū)域的快速開閥模塊(15)和調節(jié)穩(wěn)定區(qū)域功能模塊(16)分別通過總線與系統(tǒng)處理器模塊(1)連接；系統(tǒng)輸入輸出模塊(3)通過數(shù)據線與開關快速輸出模塊(18)連接。
2. 按照權利要求1所述的風機的防喘振安全控制裝置，其特征在于所述的風機的防 喘振安全控制裝置還包括，防積分飽和功能模塊(8)，多控制回路并存模塊(9)，控制參數(shù) 監(jiān)視模塊(ll)，趨近報警功能模塊(12);其中防積分飽和功能模塊(8)、多控制回路并存模塊(9)、控制參數(shù)監(jiān)視模塊(11)和 趨近報警功能模塊(12)分別通過總線與系統(tǒng)處理器模塊(1)連接。
3. 按照權利要求1所述的風機的防喘振安全控制裝置，其特征在于所述的風機的防喘振安全控制裝置還包括，調節(jié)輸出模塊(17)，入口流量檢測模塊(19)，入口壓力檢測模 塊(20)，出口壓力檢測模塊(21)，入口溫度檢測模塊(22);其中系統(tǒng)輸入輸出模塊(3)分別通過數(shù)據線與調節(jié)輸出模塊(17)、入口流量檢測模 塊(19)、入口壓力檢測模塊(20)、出口壓力檢測模塊(21)和入口溫度檢測模塊(22)連接。
專利摘要一種風機的防喘振安全控制裝置，包括系統(tǒng)處理器模塊，系統(tǒng)電源模塊，系統(tǒng)輸入輸出模塊，負反饋控制功能模塊，防溫度擾動功能模塊，快開慢關功能模塊，多種操作方式選擇功能模塊，防喘振漸變功能模塊，動態(tài)防喘振線模塊，多工況綜合處理功能模塊，危險區(qū)域的快速開閥模塊，調節(jié)穩(wěn)定區(qū)域功能模塊，開關快速輸出模塊；系統(tǒng)電源模塊分別通過導體與系統(tǒng)處理器模塊和系統(tǒng)輸入輸出模塊連接；系統(tǒng)處理器模塊通過數(shù)據線與系統(tǒng)輸入輸出模塊和開關快速輸出模塊連接；其余模塊分別通過總線與系統(tǒng)處理器模塊連接。優(yōu)點通過引入風機的入口溫度、入口壓力、出口壓力來實現(xiàn)多參數(shù)的防喘振安全控制，可以更有效地保護風機的安全平穩(wěn)運行，避開喘振區(qū)域。
文檔編號F04D27/00GK201486909SQ200920016948
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月26日 優(yōu)先權日2009年8月26日
發(fā)明者關山月, 劉兵, 吳迎新, 白巖 申請人:沈陽中啟恒安自動化系統(tǒng)有限公司