PLC 在压缩机防喘振控制系统中的应用
PLC在压缩机自控系统中的应用
应用交流◆Yingyong Jiaoliu在轻烃生产工业中，原料气压缩机为系统提供压力，是整个原料气处理系统的“心脏”，因而压缩机的平稳运行就显得尤为重要。
神泉轻烃2台DRESS－RAND公司6CVIP2压缩机，采用WAUKESHA 天然气发动机驱动。
1状态分析及问题压缩机和发动机的检测和控制均由“就地控制盘”完成，其主要由单元化的一次性仪表组成，数据就地显示，没有进入DCS系统，主要存在的问题是：（1）无参数远传功能，无法实现远程监控，不利于操作人员快速及时发现故障。
（2）无存储记忆功能，无历史趋势功能，不利于对故障和机组的工况分析；对分析压缩机的运行情况、故障判断缺乏有力和有效的手段。
（3）控制系统在处理多个报警时，只显示存储最后一个报警信号，这样不利于在压缩机发生故障的第一时间作出准确判断并分析压缩机潜存的问题，留下安全隐患。
2PLC系统设计及实施2.1压缩机自控系统设计思路（1）原压缩机控制柜继续使用，并且所有连锁报警方式保持原设计不变。
（2）变送器或传感器输出的信号通过一个信号分配器分别输出给新增PLC和原压缩机控制柜的控制器。
（3）新增PLC与原压缩机控制柜的控制器并联运行，从对压缩机运行控制的角度上讲，新增PLC与原压缩机控制柜的控制器是互为冗余的关系。
2.2PLC系统设计思路PLC选择西门子S7－300PLC，模块无需设置跳线，模拟量输入模块为自编码型前连接类型，可自动识别并设置为AI、AO、RTD等类型的通道。
机组控制系统以S7－300PLC为中心，配置西门子的TP－270触摸屏对机组实施控制、监测及报警。
在控制室设置1台上位机，组态采用WINCC。
通过该终端对所有机组进行远程停机、参数修改、A/M切换、显示动态画面、实时及历史趋势图显、故障报警、事件记录打印、中文报表打印等。
（1）开关量报警信号改造：开关量点从原先的端子上拆下，改接到新增的端子上，通过新加的电缆远传到中控室PLC控制柜的中间继电器，由中间继电器把这些开关量点分成两路信号，一路送回压缩机现场控制柜，接进现场控制柜的报警端子排。
浅析PLC在原料气压缩机控制系统中的应用
浅析PLC在原料气压缩机控制系统中的应用【摘要】本文主要对PLC在原料气压缩机控制系统中的应用进行了浅析。
在介绍了PLC的概念以及原料气压缩机的控制需求。
正文部分分析了PLC在原料气压缩机控制系统中的硬件配置、软件编程、实时监控和故障诊断、通讯模块应用，以及节能优化控制。
结论部分总结了PLC在原料气压缩机控制系统中的应用效果，并展望了未来发展。
通过本文的分析可以看出，PLC在原料气压缩机控制系统中发挥着重要作用，可以提高系统的自动化程度、稳定性和效率，对节能减排也有积极的促进作用，有着广阔的发展前景。
【关键词】PLC, 原料气压缩机, 控制系统, 硬件配置, 软件编程, 实时监控,故障诊断, 通讯模块, 节能优化控制, 应用效果, 未来发展1. 引言1.1 PLC的概念PLC，即可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），是一种专门用于工业控制领域的数字计算机。
PLC系统使用特定的编程语言或图形化编程软件来控制机器或工厂中的各种生产过程。
它可以通过输入和输出模块来与机器或设备进行通信，实现自动化控制，提高生产效率和产品质量。
PLC的工作原理是根据预设的程序和逻辑条件，对输入信号进行处理，并控制输出信号的状态。
PLC系统具有高可靠性、灵活性和可编程性的特点，能够适应不同的工业场景和生产需求。
由于其快速响应和稳定性，PLC被广泛应用于工厂自动化、物流系统、电力控制等领域。
PLC是一种功能强大的工业控制设备，可以帮助工程师和操作人员实现对生产过程的精确控制和监控。
在原料气压缩机控制系统中，PLC的应用可以提高系统的稳定性和效率，满足生产过程中对精确控制的需求。
PLC在工业自动化领域的应用前景广阔，将在未来发展中发挥更加重要的作用。
1.2 原料气压缩机的控制需求原料气压缩机是工业生产中常见的设备，用于将气体压缩成高压气体，以满足生产过程中的需要。
在原料气压缩机的运行过程中，需要对其进行精确的控制，以确保其稳定运行并实现节能优化。
基于PLC的鼓风机防喘振控制系统研究
基于PLC的鼓风机防喘振控制系统研究【摘要】基于PLC的鼓风机防喘振控制系统是为了解决鼓风机在运行过程中出现的喘振问题而进行的研究。
本文首先分析了鼓风机喘振问题的成因，并探讨了PLC在鼓风机控制系统中的应用。
随后详细设计了基于PLC的鼓风机防喘振控制系统，并对系统进行了实施和效果评价。
在系统优化改进方向部分提出了进一步优化的建议。
最后进行了研究总结，展望未来，希望通过该系统的应用可以有效解决鼓风机防喘振的问题，提高鼓风机的运行效率和稳定性。
通过本文的研究，可以为相关领域的工程技术人员提供参考和借鉴。
【关键词】PLC、鼓风机、防喘振、控制系统、研究、系统设计、系统实施、效果评价、优化改进、总结、未来展望1. 引言1.1 研究背景鼓风机在工业生产中起着至关重要的作用，常用于气体输送、气固分离等工艺过程中。
鼓风机在运行过程中容易出现喘振现象，即机械元件因受到外界扰动或内部失衡等原因而发生振动失稳，导致设备破坏甚至生产事故。
喘振不仅影响了设备的稳定性和寿命，还可能对生产系统造成严重危害。
目前，针对鼓风机喘振问题，人们普遍采用传统的控制方法，如增加阻尼、调整转速等手段来减少振动。
这些方法往往效果有限，且难以实时跟踪和控制喘振现象。
需要一种高效、精准的控制系统来解决鼓风机喘振问题。
基于PLC的控制系统具有实时性强、可编程性好等优点，能够对鼓风机的运行状态进行实时监测和调节，有效提高设备的稳定性和安全性。
本研究旨在利用PLC技术设计一种鼓风机防喘振控制系统，以解决传统控制方法的不足之处，提高生产设备的运行效率和安全性。
1.2 研究目的研究目的主要是针对鼓风机在运行过程中出现的喘振问题进行深入分析和研究，探索基于PLC的新技术应用，设计出一种有效的防喘振控制系统。
通过对鼓风机防喘振问题的分析，利用PLC在控制系统中的优势，研究如何提高鼓风机的运行稳定性和安全性，进而提高生产效率和降低能耗。
该研究旨在提高鼓风机设备的运行效率和可靠性，减少设备维护和损耗，从而降低生产成本，实现更高的经济效益。
基于PLC的鼓风机防喘振控制系统研究
基于PLC的鼓风机防喘振控制系统研究本文为探究如何基于PLC来实现鼓风机防喘振控制系统而展开。
首先，本文会对鼓风机以及防喘振控制系统的相关知识进行阐述。
紧接着，本文会介绍常用的防喘振控制方法以及运用PLC控制该系统的可行性分析。
最后，本文会分析该控制系统的实现步骤并提出一些相关的开发建议。
1. 鼓风机介绍鼓风机是一种通过鼓风机将空气压缩并输送到目标区域的设备，通常被广泛应用在工厂、矿山、锅炉、水处理、污水处理、采石场、发电厂等行业中。
鼓风机结构简单，无需润滑油和冷却器，维修方便并且工作周期长，这些特点使得它成为了许多工业应用场合中不可或缺的设备。
2. 喘振现象当物体处于气流中时，气体的速度和压力会形成波动。
一旦波动达到一定程度，会出现与自身结构相一致的共振形态，这种形态会使得物体在气流中产生强烈的瞬时位移和加速度变化，造成了所谓的喘振现象。
在鼓风机中，喘振现象可以导致机组共振、机身振动甚至会因机组外力过大使得机组受损，从而影响设备的使用寿命和安全性。
3. 防喘振控制系统防喘振控制系统主要由旋转机械、机械支撑系统、基础土壤和防喘振控制器等组成。
防喘振控制器通常是根据鼓风机运行状态及其振动反馈信号来实时调整运行参数，并可以根据这些数据来判断机组是否出现喘振现象并进行预防控制以保证鼓风机的稳定运行。
二、常用的防喘振控制方法1. 质量伺服防喘振控制方法在鼓风机中，由于机组质量的变化会直接影响到机组的振动，所以当鼓风机出现振动时，可以采用质量伺服防喘振控制方法。
该方法通过在鼓风机机组中加入附加质量调整系统，通过调整附加质量的大小和位置以减少鼓风机振动，从而避免出现喘振现象。
主动防喘振控制方法通过在控制回路中添加控制器和力学阻尼器等附加设备，通过控制设备的位移来产生与鼓风机振动相同但反向的振动，从而实现消除鼓风机振动的目的。
从动防喘振控制方法是通过在振动系统中添加附加的质量和阻尼器等设备，将鼓风机在运行时加入反馈振动信号，利用这些信号来实时调整某些运行参数来实现消除振动的目的。
论气体压缩机组自动控制系统中PLC的应用
论气体压缩机组自动控制系统中PLC的应用常见的压缩机组按照结构不同可以分为往复式压缩机、轴流压缩机、离心式压缩机、回转式压缩、喷射式压缩机以及螺杆压缩机。
其中工业应用中以往复式即活塞式压缩机最为常见，在焦炉气制甲醇生产中多以离心式压缩机为主。
应用PLC 技术对压缩机系统进行编程控制时，需针对压缩机联锁系统以及防喘振系统着重进行。
1 离心式压缩机联锁控制系统离心式二合一压缩机在焦炉气制甲醇生产过程中，对于合成气和循环气的压缩以及运输具有重要作用，是重要生产设备。
二合一压缩机结构较为复杂，转速高，由汽轮机拖动系统、透平系统、压缩机系统以及过程工艺控制系统等组成。
该设备的稳定可靠运行对于甲醇厂的正常生产有着至关重要的作用，在生产中要保证二合一压缩机组的无故障、连续平稳运行。
压缩机联锁停机系统以及开车系统在整个系统的设计中占据重要地位，且压缩机停机联锁系统联锁点多，启停复杂，快速启动的响应能力较差，因此，应用PLC技术对联锁系统进行设计具有重要意义。
应用PLC技术对压缩机联锁系统进行重新设计，能够顺利实现顺序联锁以及计时计数等逻辑功能，具有很高的可靠性以及灵活性，可以在生产中满足压缩机联锁系统的生产要求。
图1为压缩机组的PLC控制系统示意图：图1 压缩机联锁系统PLC逻辑示意图由图1可以看出，压缩机组布置压力（P）传感器、温度（T）传感器、流量（Qv）传感器、振动（m/s2）传感器、速度（V）传感器以及液位（H）传感器。
传感器通过I/O（输入输出）模块，进行接收采集压缩机组的模拟信号，并将之转化为数字信号后传递给PLC（可编程逻辑控制器）系统。
由PLC系统对数字信号进行分析并加以判断，产生机构动作指令，通过网络将动作指令传递给调速系统从而产生动作，对压缩机动作机构进行控制。
如果传入PLC的数据经过计算和逻辑分析后，并不需要对联锁停车或者开车动作做出指令，则调速机构不动作。
目前，在甲醇厂二合一压缩机PLC联锁控制系统的应用中，多采用冗余系统进行设计。
DCS与压缩机PLC对防喘振的结合应用
DCS与压缩机PLC对防喘振的结合应用一、方案概述在化工行业中压缩机是被广泛应用的一种机械设备，在其使用过程中有一种容易发生并且对设备损伤比较大的现象——喘振。
所以一台压缩机的喘振系统控制的好坏就是一个重要指标。
将DCS与压缩机PLC结合来监视调节来防止喘振的产生。
二、方案设计目的在日常的生产过程中大部分大型的动设备都是在现场启动，所以其控制系统PLC也在现场进行操作，但是在后期的应用中，对防喘振曲线的观察只能靠工作人在现场的巡检过程中，这样一旦工艺状况有变化引起防喘振的变化就不能及时的发现与处理，为了能更好地对压缩机的喘振进行及时的观察与控制，需要将防喘振曲线画面引进控制室。
如果直接增加一个显示器、一根通讯线和一个双头显卡也可以其引导中控，但是这样既增加了生产所需设备又需要有专门工作人员来监视。
若可以将防喘振曲线图在DCS中实现，这样只需要在DCS的流程图多增加一张流程图即可，既省了生产设备又节省了人力劳动。
三、实现在DCS中显示的方案首先在防喘振曲线中需要的两个重要参数是压缩机控制体积流量和压比，横坐标——流量，纵坐标——压比。
这两个参数可以通过PLC与DCS的通讯得到，也可以直接将压缩机的流量和进出口压力采集在DCS中，用计算模块算出即可，其次是喘振与防喘振的两条曲线，这两条曲线是压缩机在出厂前经过试验的出来的，在坐标中是两条固定的曲线，只要用厂家提供的的几个坐标点即可将其画出，这样动态的坐标点与固定的曲线都实现。
四、实现步骤（以YOKOGAWA CS3000和德兰赛兰的压缩机(C-301)为例）1.建立动态点所需数据：一、二段压比和流量1.1 C-301一段、二段压缩比利用已有的一段入口和出口的压力PI-31501、PI-31509，定义一个计算模块C-301-1-P为一段压比，方法如下：在function block中找到PI-31501和PI-31509的PVI模块，分别将其作为C-301-1-P的两个输入值进行连接，第一个PI-31509为IN，第二个PI-31501为Q01，然后在C-301-1-P的Edit Detail中写入计算程序：CPV=(RV+101)/(RV1+101)，一段压比C-301-1-P模块已建立。
基于PLC的鼓风机防喘振控制系统研究
基于PLC的鼓风机防喘振控制系统研究鼓风机防喘振控制系统是一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的控制系统，旨在避免鼓风机在工作过程中出现喘振的现象。
本文将探讨鼓风机防喘振控制系统的研究。
PLC是一种特殊的计算机，适用于工业自动化控制。
它可以用于监测和控制鼓风机的运行状态，并根据设定的参数和逻辑条件进行相应的控制操作。
鼓风机是一种用于气体输送和增压的设备，通常在工业生产中广泛应用。
由于其设计和运行原理的特殊性，鼓风机在工作过程中容易出现喘振的问题。
喘振是指鼓风机在运行时产生的不稳定振动，可能导致机械受损、产生噪音、减少工作效率甚至停机。
在鼓风机防喘振控制系统中，PLC可以通过不断监测鼓风机的运行状态来判断是否存在喘振现象。
通过传感器获取鼓风机的振动数据，PLC可以根据预设的阈值来判断振动是否超过了允许范围。
一旦振动超过了阈值，PLC会发送信号给鼓风机控制器，立即采取措施以防止进一步的喘振。
为了防止喘振，鼓风机防喘振控制系统可以采取以下措施：1. 动态调整鼓风机的工作参数：PLC可以根据传感器获取的振动数据，实时调整鼓风机的转速、频率和工作时间，以避免振动过大。
2. 增加防喘振装置：PLC可以控制阀门、阀台等装置的开启和关闭，改变鼓风机的气流方向和流量，以减少振动的发生。
3. 实施结构优化：PLC可以控制鼓风机的叶片形状、叶片数量和叶轮结构，以提高鼓风机的稳定性和工作效率。
通过PLC的鼓风机防喘振控制系统，可以实现对鼓风机运行过程的全面监控和控制，提高鼓风机的工作效率和可靠性，减少喘振现象的发生。
基于PLC的鼓风机防喘振控制系统是一种非常有效的解决方案，可以有效预防和控制鼓风机的喘振问题，提高工作效率和可靠性。
在工业生产中具有重要的应用前景。
PLC在离心式压缩机防喘振控制系统中的运用探析
138研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术中国设备工程 2018.05 (下)从当前的研究技术可知，离心式压缩机当中运用PLC 实施控制效果十分显著。
但是离心式的压缩机在实践运行过程中出现喘振，导致机器在运行方面出现不稳定的情况。
因此，为了能够更好地提升稳定性，通过PLC 对流量和压力的双参数控制，避免压缩机的喘振次数。
本文分析PLC 在其中的运用，既能够消除相关设备中发生喘振的情况，同时在控制方面的效果也十分良好。
1 分析离心式压缩机中发生喘振的情况对离心式压缩机相关设备做出具体分析可知（见图1），其设计方面主要存在如下的特征，即叶轮设计方面主要运用的是高速率实施旋转的方式而把气体有效输送到压缩腔当中，而且还可以提升对气体实施压缩的效率。
但是气体中出现流量较少的情况，此时就会导致滞留于相关设备中，如管网中的气体难以有效返流到压缩腔中。
此外，气体如果快速地灌入对应压缩机口以及管网，此时就会受到较大的压力影响而导致气体快速从压缩腔中有效排放出。
通过上述分析显示，如果气体的流量存在不足，此时气体就可以在压缩机中产生振荡，这一振荡方式表现出的是有一定的规律性，这一情况就是喘振。
由于发生喘振会导致压缩机在实际运行方面出现不稳定的情况，在实践工作中就需要采取对应的措施及时消除压缩机中的喘振所带来的不良影响。
通常采用的处理方式就是对压缩机的出口位置实施处理，进而降低压力，达到缩短喘振的目的。
此外，在工作中调整对应压缩机具体入口中所产生的气体流量也可以消除喘振。
2 分析消除喘振的方案图1 离心式压缩机2.1 转化不同气体中的流量定值发生喘振的情况和压缩腔中实际的出口压力、气体压缩比以及叶轮旋转的速率有十分密切的关系，为了能够消除喘振可以通变速运行中对离心式压缩机实施控制，并且结合喘振点具体的变化情况及时消除其中所发生的喘振。
此时可以针对不同的设备以及气体流量情况实施控制，同时也可以使用随动相关的系统而有效控制气体流量，即把气体的流量逐渐转化为一个稳定值，进而可以充分保障相关设备具体的运行稳定性，进而可以避免机器在工作中会出现喘振区的情况。
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PLC在压缩机防喘振控制系统中的应用
前言
抚顺乙烯化工有限公司空分装置空压机防喘振控制系统原来采用FOXBORO盘前二次表来实现，并采用继电器实现其相关联锁逻辑功能，实现手段不仅落后，维护工作量大，而且还经常出现原因不明的意外停车，防喘振控制系统运行也不理想。
该装置原控制系统发生爆炸事故之后，现在采用美国GE-Fanuc公司的90-30双机热备型PLC来实现空压机的防喘振功能和机组联锁保护，使用日本Digital公司的GP-470触摸屏来实现监视和操作功能。
现在不仅操作直观方便、停车原因明确，也使空压机的防喘振系统设计更加完善，机组运行更加平稳。
空压机工艺简介
抚顺乙烯空分装置采用法国空气液化公司的专利，该装置以空气为原料，经过过滤、压缩、净化、精馏、蒸发等工序，最后分离出产品氧气和产品氮气。
吸入的原料空气经过滤后除去灰尘和杂质，过滤后的空气由空气压缩机K601进行压缩，加压后送往下游净化岗位。
空压机K601系离心式压缩机，由电机带动，分两级压缩，两级分置于电机两侧即K601A和K601B。
空压机K601设计流量为31500 Nm3/h，功率为3200kw，转速为1450rpm,由法国苏尔寿（SULZER）公司制造。
喘振现象的产生
压缩机在工作过程中，当入叶轮的气体流量小于机组该工况下的最小流量（即喘振流量）限时，管网气体会倒流至压缩机，当压缩机的出口压力大于管网压力时，压缩机又开始排出气体，气流会在系统中产生周期性的振荡，具体体现在机组连同它的外围管道一起会作周期性大幅度的振动，这种现象工程上称之为喘振。
喘振是离心式压缩机的固有特性，当发生喘振时需采取措施降低出口压力或增大入口流量，尽量降低喘振时间。
为了确保压缩机稳定可靠地工作，防止用量波动发生喘振，该装置设计了防喘振放空阀，当下游工艺设备空气用量减少或压缩机出现喘振时，可由放空阀减量放空来平衡。
防喘振方案的实施
防喘振控制系统描述
1．系统结构
本系统采用GE Fanuc 90-30 PLC 作数据采集和控制，为了保证系统的可靠性，控制部分采用双机热备结构，电源、CPU、通讯模块和通讯总线、以太网通讯模块等都是冗余的，通过
GBC网络通讯模块与双机热备软件共同起作用，从而实现双机热备功能，保证系统的高可靠性。
数据采集部分配置两层10槽机架，第一层为带CPU的10槽I/O机架，另一层为隶属于第一层机架的10槽I/O扩展机架，两层机架之间通过扩展电缆进行连接和通讯。
双机热备部分与数据采集部分利用Genius Bus Controller (GBC)网络通讯模块通过Genius双总线进行数据的通讯与传输。
现场的各类模拟信号、电磁阀阀位回讯和报警接点信号、PLC输出到现场电磁阀的起停信号等均通过端子排与PLC I/O模块相连，实现数据的采集和控制。
上位机监控系统硬件选用日本Digital公司的GP-470触摸屏，操作系统为WINDOWS NT 4.0，运行的监控软件为基于WINDOWS NT 的Cimplicity Server版（700点），来实现监视和操作功能。
这台监控站即可以作为工程师站用来组态各类画面，又可以作为操作站便于操作人员进行操作和监视。
同时它又是一台服务器，本系统的全部数据均存储在此服务器的硬盘中，在此基础上，可以进行进一步的数据处理和存取操作。
上位机（通过网卡）和PLC（通过以太网通讯模块）之间使用通用的标准10M以太网进行通讯连接。
2．系统的优化
为了使PLC能够快速执行PID算法，并实时刷新计算输出，我们选用PLC 90-30中的高档模块CPU351来完成。
利用PLC功能强大的编程软件LogicMaster提供的梯形图功能，来实现防喘振算法和相关联锁逻辑功能。
现场导致压缩机停车的条件很多，在控制系统改造前还经常出现原因不明的意外停车,此次改造，我们在软件中增加联锁停车事故第一信号的捕获功能，使压缩机停车原因具体、明确，便于事故分析，收到很好的效果。
为了便于现场操作和维护，将PLC硬件和工艺操作用的触摸屏均安装在防爆控制柜上，将防爆控制柜安装在压缩机附近的现场操作室里。
防喘振控制系统的特点
¾ PLC系统选用美国通用电气公司（GE_Fanuc）的90-30系列控制系统，性能优良，性价比高。
¾ PLC系统具有双机热备功能，实现PLC主机冗余、电源冗余、通讯模块和通讯总线冗余，主机、从机可无扰动切换，增加了系统的可靠性。
¾上位机与PLC之间通过10Mb/S的高速以太网ETHERNET实现数据的采集和传输，保证数据传输的高速、可靠。
¾系统具有强大的通讯功能，支持多种通讯总线协议，具有开放的网络结构，可与其它厂家的PLC和DCS进行通讯。
¾系统具有容错能力和强大的自诊断功能。
¾ PLC的微处理器选用高性能的INTEL处理器，系统运行速度高，可达0.22ms/K指令。
能快速执行PID算法，并实时刷新计算输出。
¾ PLC具有功能强大的梯形图编程软件LogicMaster，可实现防喘振算法和相关联锁逻辑功能。
¾联锁停车事故第一信号的捕获功能。
结束语
新的防喘振控制系统自投用后，运行效果一直很好，压缩
机没有发生喘振现象，压缩机停车原因明确，机组运行更加平稳，
达到了设计要求，取得显著的经济效益。
（深圳万惠通自动化工程有限公司）。