FSC在风机中的作用

　　只有当生产装置出现紧急情况时，直接发出保护联锁信号，对现场设备进行安全保护，避免危险扩散造成巨大损失。ESD广泛应用于石油化工、压缩机等需要安全保护及自动联锁保护场合。ARGG所使用的ESD是霍尼韦尔FSC（Fall Safe Control）故障安全控制系统，FSC系统不仅能实现用户的生产过程的安全控制，而且其诊断功能也确保了系统本身的安全性。这种系统控制的基本原则是不影响生产的安全性，尽可能小的影响生产的可用性。

　　ARGG主风机是陕鼓的AV50-12轴流风机，其自保联锁系统包括：联锁启动程序、自动操作程序、安全运行程序、紧急停机程序四个部分，在轴流压缩机复杂的自保逻辑关系中，喘振、逆流、持续逆流是一个至关重要的过程，为此就针对用FSC实现轴流压缩机的喘振控制这一复杂的过程进行论述。

　　2.FSC硬件构成及网络结构2.1硬件构成（1）Central Part――CP是FSC的核心，包括：DD控制处理卡（CPU）：读输入信号、执行功能逻辑程序、写输出到输出卡、连续测试FSC系统硬件。

　　DD通讯处理器卡（COM）：与其他计算机系统进行通讯。

　　DD系统状态监视卡（WD）：监视CPU的操作和操作条件，如果WD检测到故障，就会断开FSC系统的安全性输出而不管CPU状态如何。

　　DD诊断及电池卡（DBW）：诊断显示，实时时钟，后备电池等功能。

　　DD竖向总线驱动卡（VBD）：实现CP和IO卡之间数据通讯。

　　（2）输入、输出部件。

　　（3）CP与输入输出部件连接电缆。

　　（4）电源系统。

　　2.2网络结构：（CP冗余、I/O冗余系统）FSC Configurations 3.喘振对机组危害及控制方案防喘振是轴流压缩机一个特有的控制，喘振通常表现为：快速的流量振荡，快速的压力振荡，使风机的流量和压力及其不稳定。由于一般情况下同时伴随有反向的轴向推力和反向流动，从而造成间隙改变，使风机的效率降低，风机的寿命缩短，对风机造成严重危害。喘振是机组逆流、持续逆流前奏。由于喘振对风机的安全运行有着致命的危害，避免喘振发生做好防喘振控制是轴流压缩机控制与保护的安全性关键措施。机组喘振也一直是自控人员*为关心的问题。

　　根据轴流压缩机的特性曲线，在不同静叶角度下，都存在一个临界喘振点，将所有喘振点连起来形成曲线，称为喘振线，喘振线以上区域称为“喘振区”，压缩机允许在喘振线以下区域进行，鉴于喘振线理论计算和实际喘振线检测又难于准确，为安全起见，实际中往往在喘振线之前留存5D10％裕量设一道“防线”称为反喘振线。

　　轴流压缩机反喘振控制通常采用随动防喘振喉部差压调节系统，随动给定值是压缩机出口压力、入口压力、静叶角度的函数。涉及到输入参数有：入口压力、出口压力、入口温度、喉部差压；涉及到输出参数有：阀位开度、电磁阀、逆流停机等。

　　（1）反喘振关键参数：压缩机入口温度：TT1406A测量范围：-50～80℃压缩机入口喉部差压：FT1403B测量范围：0～16KPa压缩机出口压力：PT1405B测量范围：0～0.4MPa压缩机入口压力：PT1405A测量范围：0～0.2MPa静叶角度：ZT1408测量范围：22～79°（2）喘振调节输入、输出IO卡件类型、布置及FTA接线，见ESD输入/输出表。

　　（3）设置出口放空管线和放空阀，放空阀快速打开，泄漏量小（ARGG轴流风机使用Fisher调节蝶阀）4.用FSC实现的防喘振控制4.1温度补偿功能压缩机的特性曲线会随着温度的变化而发生改变，温度变化对压缩机的控制会造成不良的影响，控制系统具有温度补偿功能，它可以根据温度的变化自动偏移反喘振曲线，以适应机组的特性。在夏季时防喘振线向右移，冬季时向左移。

　　用风机入口温度修正反喘振线，以适应环境温度变化时机组平稳运行。

　　补偿公式：SP=SP×<（TE1406ADTN）×0.025+1> TN：做喘振试验时温度此补偿公式与理想气体补偿公式比较，对温度变化较为敏感4.2快开慢关功能在机组发生喘振时，快速打开防喘振阀以防止危险发生，但在关闭阀门过程中，以指数函数慢慢关闭阀门，使机组平稳运行，避免影响工艺生产平稳。

　　我们在防喘振线和喘振线之间即设置快开线和趋近线两条控制线即设置SET1和SET2两个值，在靠近反喘振线较近的SET2区域系统进行正常自动、手动控制，而当达到SET1区域时，即达到快开线，防喘振控制输出一个阶跃信号，将反喘振阀开至一个较大开度。

　　4.3半自动、自动、全手动选择功能喘振调节可进行三种方式选择，根据不同工况，自动检测操作员送来的信号，若信号错误，方便不接收而仍设为默认值，以保证机组安全运行，在全手动下，可脱离喘振控制，即使在喘振情况下也可进行开、关阀操作。

　　4.4防止积分饱和功能在关闭防喘振阀门过程中，阀门开度的实际测量值与设定值之间总存在差值，因此在PID调节过程中，会对其不断进行积分运算发生积分饱和现象，这样会影响再次打开阀门速度，FSC控制系统设置了积分值上下限，使积分值不能越过该上下限，保证防喘振阀门灵敏度。

　　4.5在喘振线附近进行死循环控制防喘振方案在喘振线的右侧建立了喘振控制线，当主风机运行在喘振控制线右侧时，控制系统的输出是20mA，防喘振阀完全关闭；当主风机操作点即将到达喘振控制线时，控制方案以PID回路控制防喘振阀，使操作点保持在控制点处。

　　4.6到喘振控制快开线进行开路控制预估控制防喘振方案在防喘振控制线的左侧建立了防喘振控制快开线，当主风机运行在喘振线的右侧时，对于较大的扰动，防喘振控制无法将操作点保持在控制点处，操作点仍向左移动，一旦到达快开线，防喘振系统将输出一阶跃信号，将防喘振阀开到预定开度，从而有效地实现机组的防喘振的目的。

　　4.7死区带来的稳定性如果PV-SV在设定的死区范围内，则防喘振系统的输出不变化，这样可以避免小的波动造成系统不断调整的现象发生，从而保证了控制的稳定性。

　　4.8手动超驰功能当PV-SV超过一定的限制，手动操作将被旁路，这有效的防止了人工误操作，从而使系统变得更加理性。

　　5.防喘振控制组态及上位控制5.1逻辑51D257及子000实现了轴流压缩机反喘振控制5.2EB块说明EB块即Equation Block方程块用于处理轴流压缩机实际（理论）反喘振试验数据，本轴流压缩机实际试验数据如下：曲线号静叶角度出口压力MPa喉部差压（mmH 2 O）3＃30°0.2266 210 4＃40°0.2884 320 5＃50°0.3605 440 1＃61.7°0.4079 580 6＃70°0.4326 830 7＃79°0.4429 1180 5.3防喘振上位控制（1）控制面板上设有测量值、设定值、输出三个模拟量显示，测量值显示喉部差压与入口压力比值；设定值使根据实际喘振线折算出的喉部差压与入口压力比值；输出是喘振调节输出值，除输出值是百分数之外，测量值和设定值指示为工业值。

　　（2）操作面板上设有一个操作选择按钮（自动、全手动、半手动只能选择其中一种）、手动输出速度调整快开、开、关、快关按钮共5个按钮。在正常工况下，即PV>SV时，可进行自动、全手动、半手动三种操作方式选择；而在PV<=SV时可进行全手动、自动两种操作方式选择。当PVDSV>-600且<-300时进行快速调节（使输出减10％），快开按钮的手动开阀速度为每秒增加2％，开按钮的手动开阀速度为每秒增加1％，点击快开按钮、开按钮时需按住按钮进行操作。

　　（3）阀位指示100％，表示喘振阀全关；指示0％，表示喘振阀全开。

　　（4）喘振线和防喘振线之间设置快开线与趋近线两条控制线快开设定值为-600，快速调节设定值为-300.

　　（5）喘振线测试时基准温度为27.8℃。

　　6.结论用FSC系统（配合上位机IFIX），采用了对工况的实时监测和提前预测的算法，实现一个良好的防喘振控制系统，达到了节约能耗提高效益的目的，延长了机组的使用寿命，确保机组安全、平稳和长周期运行。同时采用具有友好工作界面和较强网络功能的FSC系统实现，使得实现的应用系统融入了更多的人性化设计理念，方便于应用和推广。操作画面简洁、美观；操作功能全面，易于操作人员掌握。