TS3000透平压缩机组综合控制技术(ITCC)及特点讲课资料
机组综合控制系统(ITCC)在三台离心机组综合控制中的应用
浅议机组综合控制系统（ITCC）在三台离心机组综合控制中的应用摘要：itcc （integrated turbine & compressor control system）全称为透平压缩机组综合控制系统。
它是集蒸汽透平的速度控制及抽汽控制和压缩机防喘振控制、性能控制、解耦控制、负荷分配控制等机组特有的控制以及自保护联锁逻辑控制为一体的集成综合系统。
它将传统上需要多个分立仪表如防喘调节器、联锁自保系统、电子调速器、负荷调节器等实现的功能集成在一套可靠性极高的三重模件（tmr）冗余容错控制系统中完成；因此，减少了各个系统间的连接和故障率，降低了长周期运行成本，并提供了先进的控制技术和良好的监控界面。
机组综合控制系统包括：机组联锁esd、soe事件顺序记录、机组控制pid（例如：防喘振控制及调速控制等）及常规指示记录功能、故障诊断功能。
目前，itcc控制系统已经成为离心式机组的标准配置。
关键词：itcc ts3000 tricon 综合控制系统三台机组一套控制系统净化工段离心压缩机组可行性分析技术基础及条件稳定性要求中图分类号：th45 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2012）08（c）-0071-021 itcc系统的主要控制功能（1）机组安全联锁保护。
（2）原动机-压缩机的启停及升速的联锁保护。
（3）机组的安全运行联锁保护。
（4）机组的紧急停机联锁保护。
（5）机组的轴振动/轴位移监视及联锁保护。
（6）机组的超速联锁保护。
（7）机组润滑油/调节油系统联锁保护。
（8）机组辅助设备的联锁保护。
我公司净化工段压缩机厂房内共有四台离心式压缩机组：co2机组（电拖，电动机额定功率：5700kw，电动机额定转速： 1485r/min）。
氨压机（电拖，额定功率：4500kw，电动机额定转速：1490r/min）。
co机组（汽拖，机组额定功率：4960kw，机组额定转速：7200r/min）。
TS3000系统培训讲义
第一部分 TRICON系统概述1.1什么是Tricon?Tricon是一种具有高容错能力的可编程控制器及过程控制技术。
1.1.1 什么是容错技术容错是Tricon控制器最重要的特性，它可以在线识别瞬态和稳态的故障并进行适当的修正。
容错技术提高了控制器的安全能力和可用性，使过程得到控制。
Tricon通过三重模件冗余结构（TMR）提供容错能力。
此系统由三个安全相同的系统通道组成（电源模件除外，该模件是双重冗余的）。
每个系统通道独立地执行控制程序，并与其它两个通道并行工作。
硬件表决机制则对所有来自现场的数字式输入和输出进行表决和诊断。
模拟输入则进行取中值的处理。
因为每一个分电路都是和其它两个隔离的，任一分电路内的任何一个故障都不会传递给其它两个分电路。
维修工作，包括拆卸和更换有分电路故障的故障模件都可以在线情况下进行，而不中断过程控制。
（在有热备卡件的情况下，并确认热备卡件处于工作状态，方可进行。
）对于各个分电路、各模件和各功能电路广泛的诊断工作能够及时地探查到运行中的故障，并进行指示或报警。
诊断还可以把有关故障的信息存储在系统变量内。
在发现有故障时，操作员可以利用诊断信息以修改控制动作，或者指导其维护过程。
从用户的观点看，使用是简单的，因为此三重系统工作起来和一个控制系统一样。
用户将传感器或执行机构连接到一路接线端上，并且应用一组逻辑为Tricon编程。
其余的事都由Tricon自行管理。
1.1.2 Tricon系统的特点为了保证在任何时候系统都有最高的完整性，Tricon有如下特点：—提供三重模件冗余结构，三个完全相同的分电路各自独立地执行控制程序。
—能耐受严酷的工业环境。
—能够现场安装，可以现场在线地进行模件级的安装和修复工作而不需打乱现场接线。
—能支持多达118个I/O模件（模拟的和数字的）和选装的通讯模件，通讯模件可以与Modbus主机和从属机连接，或者和Foxboro与Honeywell分布控制系统（DCS）、其它在Peer-to-Peer网络内的各个Tricon、以及在TCP/IP网络上的外部主机相连接。
TS3000系统在CO2压缩机组中的应用
TS3000系统在CO2压缩机组中的应用介绍了串联工作的压缩机组基于TRICON TS300的ITCC系统的设计方案，控制原理，为同类系统的改造提供了可借鉴的方法。
标签：TS300；防喘振控制；负荷分配控制1 引言TRICON TS3000系统将传统上需要多个分立的功能集成在一套可靠性极高的三重模件冗余容错控制系统中完成；可实现速度控制、抽汽控制、压缩机防喘振控制、开停车顺序控制、安全联锁保护、性能控制（负荷分配）以及解耦控制等。
2 项目现状化肥厂尿素装置现有一台CO2增压机K103和一台CO2压缩机3102J串联工作。
增压机K103安全联锁由一套GE PLC完成，防喘振和性能控制由一套3C+系统完成。
压缩机3102J防喘振和电子调速功能由另一套3C+系统完成，联锁保护由一套ICS系统完成，机组35点温度由增压机K103 GE PLC系统监视，机组主要工艺参数和齿轮箱温度等51点由另一套GE PLC监视,串联负荷分配控制通过2套3C+系统硬接线实现。
两台机组的关键控制和联锁功能目前在三个不同的平台上实现，操作员要通过不同的操作站进行操作，操作复杂。
主要问题如下：-GE FANUC PLC系统和3C+控制器不向用户公开编程组态，即使用户在实际操作中总结出一些操作特性和方式也不能自行进行组态的更改和更新。
-GE 的PLC系统属于通用型PLC，可靠性远不及安全型PLC,在使用一段时间后容易出现各类故障，严重的造成系统非计划停车。
-机组监控共由4套独立系统完成，造成问题查找、维护困难，同时隐患点增加。
3 改造方案拆除原有4套系统，采用一套TS3000系统完成对增压机K103和压缩机3102J的电子调速、防喘振控制、ESD功能及监控。
根据现有操作要求和经验，重新对工艺控制和防喘振控制及其相关回路的协调控制进行重新组态。
保持和完善现有控制系统的控制方案所列的全部控制功能。
特别是防喘振控制之间的协调控制，压力超驰控制。
ITCC控制系统和透平压缩机的安装与调试
ITCC控制系统和透平压缩机的安装与调试摘要：我公司于2011 年在越南（煤头）化肥项目气化装置中安装的关键性设备循环气压缩机采用压缩机/透平综合控制系统ITCC （TS3000），该系统可靠性高，为设备和管道的正常安全运行提供了保证。
本人参与了压缩机从安装到单体试车再到整个系统开车成功的全部过程，系统的正常投运，对气化装置顺利开车起到积极效果，从而保证了工程开车的进度和质量的要求。
关键字: ITCC 安装循环气压缩机系统主要由：油站、主动力部分、工作部分、循环气管线部分和ITCC控制系统组成，其中油站油品分成多路向汽轮机和压缩机输送润滑油和控制动力油，而使用油品的设备本身对油品的条件有很高的要求，ITCC控制系统通过现场变送器、传感器将油箱的油位、油管中的压力、各工艺测点油的温度仪表点信息采集经过运算控制输出，一路直接到达现场通过调节阀控制管路油压，另一路去MCC在需要的时候对油箱的加热器、油路增压泵及进油泵联锁控制最终使油品各项参数满足要求，其中润滑油压力低于工艺参数下限时，系统将联锁停车。
油箱的过滤器进出口有一差压变送器，当系统接收到压差信号过大时，将在计算机显示器上报警显示，提醒工作人员处理。
主动力部分是由杭汽提供的型号为：NG25/20额定功率为901KW额定转数为10640 r/min 的背压式汽轮机，系统主要采集的数据有：轴瓦温度、转速、轴振动、轴位移、键相。
输出电压/电流信号控制汽轮机随机控制设备“电液转换器”上相关电子部件，来控制内部机械量来实现汽轮机的调速与急停车，速关组件结构复杂，电子元部件精密易损且价格高昂，在施工作业时必须小心谨慎以免造成损失，我们在现场在接此部分线时，考虑到风险，于是一直等到设备厂家到达现场后并与总包单位共同确认才完成工作。
前后轴瓦温度探头各两支共4 支，均为PT100 双支热电阻，安装简单，但探头线缆较长，在配合设备专业翻瓦时不要让线缆受到损伤，翻瓦后要将线缆固定要牢靠拉紧摆好，防止润滑油进口的油冲击造成线缆松动后卷入机体活动部分损坏机器。
7_TS3000机组综合控制技术(ITCC)及特点
5、 Turbine axletree position, temperature and vibration monitor
机组轴位移、温度、振动监控
6、 Sequencing Control
顺序控制
7、 The interlock logic control of the turbine and unit.
Delaval Dresser Turbodyne
Ingersoll Rand Co.
Kawasaki Heavy Ind.
Westinghouse
Worthington
Gas Turbine Experience
燃气轮机的应用业绩
Allison: 501 Avon: 1533 BBC: Frame 11GE: Frame 3, Frame 5Hispano-Suiza: 1202 Pratt & Whitney: FT4, GG4, Twin Pac, Hi-Cap Rolls Royce: RB211 Ruston: TB3000 Solar: Centaur T48 Westinghouse: W52, W101, W251, W352, W501
没有各种单功能控制器之间通讯的时间延迟
No interconnection of controllers required
没有各种单功能控制器之间繁琐的连接
Exion and maintenance
TS3000控制系统在实际应用与日常维护中的优点
5015 5010 5005 5000 4995 4990
Speed (rpm)
0.25% 0.01% RMS5(0.25%)
TS3000-ITCC系统在重催富气压缩机调速控制中的应用
2018年08月材料仍然存在着许多不足，首先它的化学性质过于稳定，以至于表面缺乏应有的活性，侵润度得到一定程度上的降低，与此同时侵水能力也会减弱。
这是因为芳纶材料的化学结构中含有大量的苯环，苯环的分子结构不够活跃，遇到其他复合材料时，无法进行良好的结合，这就直接导致了其剪切强度与横向拉伸强度的降低。
相关技术工作者应对这些方面引起重视，可适当将芳纶材料的内部分子结构进行改变，完善复合界面的处理工艺。
使芳纶材料的优势得到更好的发挥，服务于我国航空航天、火箭制作等各个行业。
参考文献：[1]宋应登,李斌太,邢丽英.芳纶纤维/环氧树脂界面相的准静态纳米压痕研究[J].宇航材料工艺,2017,47(2):81-85.[2]刘冬冬,扈艳红,张芳芳,等.叠氮苯并咪唑偶联剂增强国产芳纶Ⅲ/聚三唑树脂复合材料界面[J].复合材料学报,2017,34(2):336-344.[3]郝杨,陆赵情,赵永生,等.芳纶纤维/NFC 复合纸基材料的界面及强度性能研究[J].陕西科技大学学报,2017,35(3):18-24.[4]周宗淘,罗筑,洪波,等.马来酸酐化液体聚丁二烯对天然橡胶/芳纶短纤维复合材料性能的影响[J].橡胶工业,2018,65(3):304-308.[5]王涛,王进,李祥,等.新型间位芳纶基聚哌嗪酰胺复合纳滤膜的制备及性能研究[J].水处理技术,2017,11(8):27-31.项目编号：2017年全国大学生创新创业训练省级一般项目，编号：201714223021作者简介：李佳美，（1995-），女，贵州省安顺市，2014级本科生，单位：贵州师范学院物理与电子科学学院；周朝明，（1995-），男，贵州毕节，本科，2015级，物理学，贵州师范学院物理与电子科学学院；向坤，（1984-），男，贵州遵义，研究生，讲师，先进材料制备及成型技术，单位：贵州师范学院物理与电子科学学院；刘希凯（1992-），男、贯籍：贵州省大方县、最高学历：本科、职称：2015级本科学生、单位：贵阳市乌当区贵州师范学院。
TRISEN公司ITCC技术
L/O S/O System
TS2000与其他机组控制方案的比较
控制目标 控制功能
DCS
PLC规过程 控制
能够实现 各自目标
真正的全机组控 制，在控制系统 本身具有高可靠 性的基础上，最 大限度地提高系 统的可用性，包 括对现场回路的 监测
有时被用来实现与 机组有关的性能控 制，如简单的串级 控制；无专业控制 策略和方案
ITCC控制
关键控制回路
➢压缩机防喘振控制 ➢压缩机机组速度控制 ➢机组性能控制 ➢机组联锁保护（安全控制系统+超速保护）
什么是喘振？如何防喘振？
喘振——它是压缩机的一种固有的特性，它反映在当压 缩机的流量减少到某一数值时，压缩机出现的极不稳定 现象，它会引起机组的剧烈震动，从而造成叶轮的断裂 ，压缩机密封的损坏的可能。
Local MMI
Operator Console
DCS
L/O S/O System
ITCC的优势
➢ ITCC对机组实现的是综合一体化的控制，系统的安全性与可靠性高； ➢ ITCC为专业化机组控制系统，具有专利性的机组控制软件包，提高机
组的运行性能； ➢ ITCC灵活可变的规模将为系统的扩建提供极大便利并有效降低扩建成
按照工艺要求组态；难以
实现机组的精确控制方案 和组态
速度虽可以满足， 但已被扰动，经常 出现各自为政的现 象，尤其通讯会有 阻塞
由于是不同厂家产品，服 务往往难以协调
毫秒级的采样速率
，可固定的执行速
率，机组控制回路 一般小于50ms,最 快达到20ms，系 统还具有事故追忆
提供从测量元件、防喘振 阀的计算选型，到机组保 护控制和监测的系统组态 和集成，到对装置过程控 制的解决方案，甚至于负 责性能和喘振试验
综合透平压缩机控制系统ITCC_控制系统方案
综合透平压缩机控制系统ITCC 控制系统方案概念综合透平压缩机控制系统Integrated Turbo & Compressor Control System 英文缩写（ITCC）。
功能提供防喘振、联锁停机、电子调速、超速保护、硬件在线诊断、SOE顺序事件记录、在线换卡、在线下装程序、为压缩机/ 汽轮机附属系统提供监测和保护功能，并且输出报警或停机和关机、对压缩机组实现全部操作和监控及保护，实现节省能源、保护机组的目的。
一. 登录画面登录画面是用来选择操作员是以什么身份登陆系统，点击登录按钮会弹出以下窗口。
写入登录用户名和口令就可以登录了。
登录后在主画面上会显示用户名和用户的级别。
以管理员身份登录后，就可以操作画面下方的注销用户、锁定键盘、解锁键盘操作，还可以点击退出按钮，退出INTOUCH 系统。
操作员可以根据需要点击，选择进入空压机流程画面或氮压机流程画面。
二．空压机流程点击进入空压机流程主画面，会切换到如下主画面。
此画面显示为空压机气路流程。
在画面的左上角为空压机控制主画面选择按钮。
按钮右边是报警栏，在报警栏的右边是操作员级别和身份显示。
在操作员级别和身份显示栏右边有如下图案：。
这是ITCC控制系统上位于下位之间通讯状态显示，通讯正常时会交替闪烁，如果长时间不闪烁，则表示通讯故障，此时此台操作站显示数据为虚假数据，所有操作失效，需要通知仪表车间检查故障。
在通讯状态显示左边有空压机组报警和氮压机组报警文本框，当空压机组报警时，空压机组报警字符会交替闪烁，当氮压机组报警时，氮压机组报警字符会交替闪烁。
在画面内，如果通道有错误，在数据栏内，标签名会变为紫色。
如下所示：。
在画面中有如下图形：，在方框中图形为空压机入口导叶闭锁显示，当为红色时，表示入口导叶闭锁，当变为绿色时表示闭锁解除。
点击该图形，会弹出入口导叶操作画面，如下图所示：OP即为入口导叶的输出值，PV是入口导叶的测量值，点击上下箭头是开关入口导叶，也可以点击OP输出栏数据输入需要开得开度，回车即可(在机组运行期间建议使用按钮点击输入)。
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TS3000透平压缩机综合控制(ITCC)技术
2020/6/10
TRICONEX Turbine Control
Innovations 1. 1976 Electro-Pneumatic Governor
间
➢ Lower field instrumentation costs 现
场仪表费用低
➢ No controller-to-controller 2020/6/10 communication delays
The advantage of Integrated
control system
• Single hardware platform training 综合控制系统的优势
– Easy to program and make changes – 容易编程和修改程序 • Seamless coordination of • 如下控制是同等的 – Turbine control – 透平控制 – Compressor surge control – 压缩机喘振控制 – Capacity control – 负荷控制 – Steam system control – 蒸汽系统控制
压缩机组防喘振控制
4、Performance Control, main and assist machine technics parameter monitor
机组性能控制、主机及辅机的工艺参数监控
5、 Turbine axletree position, temperature and vibration monitor
1988 用户可编程三重冗余燃气/蒸气透平机械控制系统
7. 1993 Configurable Gas Turbine Generator Controller-ITGC
1993 可编程燃气透平调速控制器
8. 1993 Compressor Anti-Surge Control System-ITCC
DM2000
17"
User Station
Machinery Data
17"
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Aquistion System
Ethernet Hub
Additional TS3000's Additional BN3500's
Additional TDIXNets
UCN
Torquemeter
TS3000
2020/6/10
The function of TS3000
system
1、 Steam turbinTSe30s0p0e系e统d的c功o能ntrol
汽轮机调速控制
2、 Steam turbine overspeed protect
汽轮机超速保护
3、Compressor Anti-Surge control
2020/6/10
TS3000控制系统在实际应用与日常维护中的优点
➢基于SIL3级可靠的硬件平台 ➢在不停车的情况下在线维护 ➢系统的扩性适应单机组或多机组控制 ➢灵活的机组控制软件包
1. 机组公用软件 2. 防喘振控制软件 3.调 速软件 4.多机功用 ➢软件组态向用户开放,不是黑匣子 ➢调速、防喘、负荷协调控制（协调的概念 和目的）
1993 获得专利的电压调节（自动并网）运算法则
9. 1994 Patent on Voltage Regulation Algorithm
1994 压缩机防喘振控制系统
2020/6/10
The Advantage of TS3000 Integrated Turbine Compressor Control System (ITCC)
The advantage of Integrated control system
综合控制系统的优势
➢ Lower procurement costs 低成本
➢ Lower engineering costs 低工程费用
➢ Lower installation costs 低安装费用
➢ Reduced space requirements 减少安装空
1976 电子调速器
晶体管电路。缺点：体积大，精度低，可靠性差。
2. 1980 Digital Governor TRICONEX 透平机械控制的革新
1980 数字电子调速器
集成电路。固化程序。缺点：灵活性差。
3. 1983 User Configurable Governor
1983 用户可编程数字电子调速器
4. 1983 Redundant Steam Turbine Control System
1983 冗余蒸气透平控制系统
5. 1985 Configurable Redundant Governor
1985 可编程冗余蒸气透平控制系统
6. 1988 User Programmable TMR Gas/Steam Turbine Control System
• 独立的硬件平台 • Single programming software training • 独立的编程软件 • Common platform with ESD, Burner Management systems • ESD，加热炉管理系统的公共平台 • Not a “black box” • 不是“黑匣子”
机组轴承位移、温度、振动监控
2020/6/10
TS3000 triple-modular redundant fault-tolerant control system
TS3000 三重冗余容错控制系统
2020/6/10
Communication with other
system
与其它系统通讯功能
TS3000综合透平压缩机组控制系统的特点与传统控制器比较
2020/6/10
The Dis-Integrated Control System
传统的分散控制系统
DCS G overnor
PLC Gateway
V ibration
ESD
S urge
Local P anel
2020/6/10
L/O S /O S ystem