[實用新型]一種透平壓縮機仿真控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820537444.2
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN208270980U
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 紀云鋒;屠昌鋒;譚愛林
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州澎康自動化科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 杭州華知專利事務(wù)所(普通合伙) 33235
• 代理人: 龍湖浩

一種透平壓縮機仿真控制裝置，包括CCS透平壓縮機組控制系統(tǒng)、仿真控制器和PC機，仿真控制器中包含信號處理電路、FPGA現(xiàn)場可編程邏輯陣列、CPU實時運算單元及通訊調(diào)試接口，CCS透平壓縮機組控制系統(tǒng)和仿真控制器之間通過信號處理電路進行信號傳輸，PC機下裝到仿真控制器里運行并完成仿真程序組態(tài)。本實用新型的仿真控制裝置具有較好的實時性和通用性，組態(tài)方便，靈活性大，適用于透平壓縮機控制系統(tǒng)（CCS）邏輯功能驗證，控制參數(shù)調(diào)整，以及機組啟動前操作員仿真培訓(xùn)等。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種透平壓縮機仿真控制裝置，尤其涉及對大型透平壓縮機啟動前對控制系統(tǒng)（CCS）進行邏輯功能驗證，控制參數(shù)調(diào)整，以及操作員仿真培訓(xùn)。

背景技術(shù)

大型透平壓縮機組是石化、化工等流程工業(yè)的核心設(shè)備，為了保證系統(tǒng)安全運行和滿足工藝控制要求，目前大型透平壓縮機均采用透平壓縮機組控制系統(tǒng)（CompressorControl System，簡稱CCS），CCS主要完成對透平壓縮機組的速度控制、防喘振控制、性能控制、輔機控制、機組啟動以及聯(lián)鎖保護控制等，由于CCS控制邏輯比較復(fù)雜，且機組首次啟動過程中，需解決機組本身振動等主、輔機的一系列問題，啟動過程中沒有時間給CCS進行大規(guī)模的組態(tài)修改。因而，要求在機組啟動前能對CCS的控制邏輯、保護邏輯、基本控制功能進行驗證，對操作員進行仿真培訓(xùn)，以保證機組一次啟動成功。

隨著工業(yè)流程大型化和復(fù)雜化，現(xiàn)場試驗方法不僅耗用大量的人力、物力、時間，而且需要現(xiàn)場的密切配合以至影響正常的生產(chǎn)和安全，所以利用透平壓縮機仿真控制裝置代替透平壓縮機組完成與CCS的信息通訊，通過仿真可以確定合理的系統(tǒng)方案，分析被控對象元部件和系統(tǒng)的動態(tài)特性，確定系統(tǒng)的控制規(guī)律，選擇合理的控制參數(shù)。

實用新型內(nèi)容

針對以上需求，本實用新型的目的是專為透平壓縮機組控制系統(tǒng)提供一種仿真控制裝置，用于透平壓縮機控制系統(tǒng)（CCS）邏輯功能驗證，控制參數(shù)調(diào)整，以及機組啟動前操作員仿真培訓(xùn)。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種透平壓縮機仿真控制裝置，包括CCS透平壓縮機組控制系統(tǒng)、仿真控制器和PC機，仿真控制器中包含信號處理電路、FPGA現(xiàn)場可編程邏輯陣列、CPU實時運算單元及通訊調(diào)試接口，CCS透平壓縮機組控制系統(tǒng)和仿真控制器之間通過信號處理電路進行信號傳輸，PC機下裝到仿真控制器里運行并完成仿真程序組態(tài)。

作為優(yōu)選，所述信號處理電路包含四種I/O信號處理電路，分別是4路模擬量輸入AI通道、6路模擬量輸出AO通道、4路開關(guān)量輸入DI通道和4路開關(guān)量輸出DO通道。

當CCS透平壓縮機組控制系統(tǒng)接收到仿真控制器開關(guān)量輸出啟動允許信號后，即可按程序操作，控制透平升速（本實用新型以透平驅(qū)動壓縮機為例，電機驅(qū)動壓縮機則直接定速到額定轉(zhuǎn)速），CCS透平壓縮機組控制系統(tǒng)通過模擬量輸出通道輸出透平閥位指令，仿真控制器根據(jù)透平數(shù)學模型計算透平仿真轉(zhuǎn)速，并通過頻率輸出通道反饋透平轉(zhuǎn)速給CCS透平壓縮機組控制系統(tǒng)。

當CCS透平壓縮機組控制系統(tǒng)接收到仿真控制器加載信號后，可通過手動或自動控制防喘閥、壓縮機入口導(dǎo)葉或透平調(diào)節(jié)閥，并將閥位指令輸出到仿真控制器，仿真控制器再通過數(shù)學模型計算出機組的轉(zhuǎn)速、流量、壓力等信號，輸入/輸出部分將這些信號送到CCS透平壓縮機組控制系統(tǒng)的I/O通道，使CCS透平壓縮機組控制系統(tǒng)與模擬透平壓縮機組對象——仿真控制器構(gòu)成一個完整的閉環(huán)系統(tǒng)。

作為優(yōu)選，所述信號處理電路還包含2路頻率輸出通道。根據(jù)設(shè)定的脈沖頻率和占空比，設(shè)定計數(shù)器的計數(shù)周期和打開關(guān)斷時間，再經(jīng)過隔離放大輸出設(shè)定占空比的頻率信號。

作為優(yōu)選，所述CPU實時運算單元采用32位ARM處理器，用戶可用程序存儲器大于200KB，可組態(tài)語言符合IEC61131-3標準。

作為優(yōu)選，所述仿真控制器連接有HMI人機接口。