SH/T 3199-2018 石油化工压缩机控制系统设计规范
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汽轮机在启机/停机顺序控制过程、超速试验和带负荷运行状态下,以转速设定值为给定 周节回路,同时也是性能控制的副调节回路
解耦控制decouplingcontrol
压缩机性能控制、抽汽控制及各段防喘振控制与汽轮机转速控制等各控制回路之间相互去除耦合 复杂控制功能。
汽轮机机组根据其机械设计性能钢结构施工组织设计,给出机组在启机/停机过程中各阶段状态之间时序和目标转速 所组成的曲线,一般分为冷态/热态等多种启机曲线模式,
自标转速targetspeed
压缩机组在启机/停机顺序控制过程、超速试验和带负荷运行中,每一个运行阶段要求达到的最终 转速目标值。
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下列缩略语适用于本规范。 APC:先进过程控制(AdvancedProcessControl) CCR:中心控制室(CentralControlRoom) CCS:压缩机控制系统(CompressorControlSystem) DCS:分散控制系统(DistributedControlSystem) EWS:工程师站(EngineerWorkstation) FAR:现场机柜室(FieldAuxiliaryRoom) FAT:工厂验收(FactoryAcceptanceTest) HART:可导址远程传感器高速通信协议(HighwayAddressableRemoteTransducer) HDD:硬盘驱动器(HardDiskDrive) HMI:人机接(HumanMachineInterface) I/O:输入/输出(Input/Output) LCD:液晶显示器(LiquidCrystalDisplay) MCC:电动机控制中心(MotorControlCenter) MMS:机组监测系统(MachineryMonitoringSystem) MTBF:平均故障间隔时间(MeanTimeBetweenFailures) MTTF:平均失效时间(MeanTimetoFailures) MTTR:平均修复时间(MeanTimetoRepair) OPC:用于过程控制的内部数据设备连接协议(ObjectLinkingandEmbeddingforProcessControl) OWS:操作员站(OperatorWorkstation) PLC:可编程序控制器(ProgrammableLogicController) SAT:现场验收(SiteAcceptanceTest) SIS:安全仪表系统(SafetyInstrumentedSystem) SCL:喘振控制线(SurgeControlLine) SLL:喘振线(SurgeLimitedLine)
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4.1CCS应实现对整个汽轮机/压缩机组的监测、控制与联锁保护,准确达到工艺生产中要求的控制 目标,并能满足工艺生产和机组设备的长周期安全稳定运行要求。 4.2CCS应在满足工艺生产允许条件下,保持机组在高效率区域运行。 4.3CCS应满足汽轮机和压缩机制造厂商的性能参数要求,以及生产装置的正常工艺操作要求和负 荷限制要求,确保机组能在安全操作区域内运行。 4.4CCS应能实时准确地监测压缩机组当前工作点与喘振点的距离,并输出相应的防喘振控制信号。 4.5CCS应能优化压缩机组的正常安全操作区域,缩小防喘控制安全裕度以及工艺负荷限制的安全操 作边界,在保证机组设备和工艺装置安全运行的条件下,尽量降低防喘阀的回流量,减少由于工艺气再 循环或放空而引起的能源浪费。 4.6CCS应能实现压缩机的防喘振控制、性能控制、汽轮机的抽汽控制和转速控制之间的实时解藕功 能,对于多段压缩机应能实现各防喘振控制回路之间的动态解藕,确保压缩机的稳定运行。 4.7对于并联运行或串联运行的多台压缩机,CCS应能根据工艺总负荷要求和每台机组的功率大小 合理分配负荷,在兼顾每台机组安全操作裕度的同时,尽可能避免在降负荷时出现的不必要的再循环 或停机,提高整个压缩机群的能源效率。 4.8CCS应能对开车、停车、吹扫等不同工况间的操作切换实现标准化的切换方案,最大程度地减少 各工况切换过程中的人工干预。 4.9压缩机的驱动汽轮机应设置独立的、具有SIL3认证的三取二(2003)专用电子超速保护器,并 在CCS转速控制回路中设置汽轮机转速上限。 4.10CCS应能检测防喘振控制和转速控制的故障并产生相应的保护输出,即使CCS的单个硬件故障 也应能提供不间断的控制。 4.11CCS应能对压缩机相关工艺异常、机组设备状态故障、控制系统本身故障产生报警信息并提供 实施保护措施。
5.1.1CCS应有身份验证和访向控制功能,防止网络信息资源被非授权的用户使用,并应根 别的用户预先设置对系统的访问权限。 5.1.2CCS应支持数据加密技术,向系统外进行传输和存储时,数据应采用密文格式
5.2.1不同建筑物之间的CCS网络设备宜采用穴余铠装光缆一路架空、一路埋地敷设,或采 同路由穴余连接。 5.2.2CCS网络与外网之间应设置硬件防火墙
5.3.1CCS网络与DCS网络共用设
5.3.1CCS网络与DCS网络共用设置在DCS数据服务层的防病毒服务器。 5.3.2安装在CCS网络上的人机接口设备均应安装防病毒软件
5.4.2不得采用远程访问服务的方式对CCS设备进行管理和维护。 5.4.3所有人机界面的外部数据接口均应设置访问权限,未经授权的用户不得使用移动存储设备。 5.4.4CCS正常运行时,所有人机界面的外部数据接口应处于禁止使用状态,仅当系统需要安装软 件、修改组态或程序以及系统维护时方可由授权用户解除禁用状态。
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6.3.1CCS的设备应安装在现场机柜室(FAR)和/或中心控制室(CCR)内,其安装应符合SH/T3006 规范要求。 6.3.2在正常条件下,CCS应能在18℃~28℃的环境温度及35%~75%的相对湿度下正常长期运行。 6.3.3在异常条件下,如HVAC系统故障,CCS应能在温度变化范围在0℃~55℃之间及相对湿度变 化范围在5%~95%之间正常运行至少48h。 6.3.4所有CCS模(组)件,包括输入/输出卡、CPU卡、通信卡、电源卡、机柜内的端子板等应 能在ANSI/ISAS71.04标准G3等级的环境下正常运行至少5年。
8.4.1CCS的供电设计应符合SH/T3082的相关规定。 6.4.2CCS的接地设计应符合SH/T3081的相关规定。 6.4.3每一交流用电设备应配备单独的开关和保护器件。 6.4.4配电器件(如断路器和供电端子)不应向一路以上的设备供电。 6.4.5直流电源装置应按机柜分别配置,不同机柜的电源不得混用。 6.4.624VDC电源的配电应采用熔断器型配电端子或低压配电器。 6.4.7现场仪表的24VDC电源与DCS系统的24VDC电源应分开配备。 3.4.8CCS的直流电源装置、电源单元应穴余配置:现场仪表供电的直流电源装置应按1:1余配置。
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6.4.9直流电源装置的负荷应小于50%;供电开关、端子等应预留不少于20%的余量。 6.4.10CCS应通过GB/T17626.2、GB/T17626.3、GB/T17626.4、GB/T17626.5、GB/T17626.8标准 的电磁兼容性测试一一在干扰强度为3级条件下的抗干扰能力达到B级或以上并提供相关证明。 6.4.11CCS设备的电气性能、环境适应性和电磁兼容性应通过欧洲统一认证(CE认证)
6.5.2CCS应根据压缩机特性设计,对变送器、流量测量设备、单向阀、控制阀、工艺容器、系统配 管等的安装位置和规格进行评价并形成相应评价报告,从而保证在稳定的过程控制、最佳嘴振保护和能 源效率之间达到和谐的统一。 6.5.3CCS应能够提供油路电磁阀的全行程检测,且在检测过程中不影响压缩机的跳车动作。 6.5.4CCS应提供相应的软件和硬件与分散控制系统(DCS)、安全仪表系统(SIS)等其他相关控制 系统进行时钟同步。 6.5.5CCS宜为余容错结构,多台处理器在热备/容错状态运行,并可以在不干扰压缩机控制的条件 下更换和测试出现故障的设备。 6.5.6单台处理器出现故障不得影响压缩机的控制。当全部处理器都出现故障时,应使防喘阀全开。 出现的所有故障都应当在SOE站及DCS上报警。 6.5.7在系统调试结束后,CCS控制器内的处理器、内存储器、内部数据总线的负荷均不应超过系统 最大能力的60%,网络通信能力不应超过系统最大通信能力的40%。 6.5.8系统应能够同时接受关键信号的穴余输入,并具备变送器等现场设备的故障检测切换功能,也 应保证在非穴余变送器故障时,切换到预设的控制策略,同时发出报警。
6.6.1.1CCS应采用高速数字式控制系统硬件,保证在任何系统负载下的执行
保证在任何系统负载下的执行速度。
a)中央处理器 b)控制回路输入/输出模件 c)系统电源 d)通信模件 e)通信总线及网络 6.6.1.3防喘振控制、抽汽控制、性能控制及转速控制回路均应基于同一台控制器,能够每10ms至 少对所有的关键输入扫描一次,每50ms至少执行所有的控制算法一次。 6.6.1.4所有的控制系统软件、固件和组态数据均应当储存在非易失性存储器内,当前系统数据(即当 前设定值和处理器输出信号)应当存储在高可靠性存储器内,存储处理器所有组态数据的随机存取存储 器应当使用非易失性或电池后备(至少有72h)的随机存取存储器(RAM)。 6.6.1.5CCS应当对输入/输出信号进行数据储存,用于实时趋势和历史数据存档。趋势数据(扫描时 间不大于1s)应当在数据存储介质和存储设备上至少保存一个月。从系统开车起的所有关键操作数据 应当用适当的永久性介质系统保存。 6.6.1.6CCS还应当提供一套高速(50ms~100ms)跳车数据存档系统。当出现跳车时,应当高速记 录存储跳车前至少5min和跳车后1min的所有CCS的输入输出,用于回放和诊断分析。 6.6.1.7除了存储输入传感器数值,系统还应具备储存基本数据的能力,可以防止覆盖、意外擦除或 传感器数据崩溃。这种基本数据应当永久性地随时供查阅和对比。
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.2.1CPU应使用32位或更高速度的微处理器。包括I/O通道读写和程序运行在内,处理器扫措 应小于100mS。CPU应具有足够的程序和数据存储能力,保证冷启动的执行。 .2.2CPU应能热行如下典型功能:
月应小于100mS。CPU应具有足够的程序和数据存储能力,保证冷启动的执行。 6.2.2CPU应能执行如下典型功能: a)7 梯形逻辑图 b)布尔逻辑 c) 顺控逻辑 d) 浮点运算 e) PID控制功能 f) 加法 g) 减法 h) 乘法 i) 除法 j) 比较函数(二、≠、≤、≥、<、>、大、) k) 累积 1) 平方根开方 m)定时功能 n) 计数 0) 自诊断 p) 逻辑功能:与、或、异或、非、RS触发器功能等 q) 移位寄存器功能:左移位和右移位 r) 继电器开关触点功能:常开、常关、脉冲 s) 继电器线圈功能:标准(励磁或非励磁)、锁定、解锁 6.2.3 3当CCS组态完成时,控制器负荷不应超过50%。 6.3定时器和计数器 6.3.1定时器应具备以10ms、100ms和1000ms为基数的定时能力。定时器类型应包括:延时开始、 时停止和保持。定时器既可以在复位时停止定时,也可以不用复位定时器即可停止定时。 A 0 m m tie 0000 r国 rt a美hraa ttaam nai
6.6.3定时器和计数器
6.6.3.1定时器应具备以10ms、100ms和1000ms为基数的定时能力。定时器类型应包括:延时开始、 延时停止和保持。定时器既可以在复位时停止定时,也可以不用复位定时器即可停止定时。 6.6.3.2计数器应具有在1~999999范围内计数任意当前值的能力,并能实现正计数和倒计数。计数 器应具有复位功能。
6. 6. 4 控制功能
6.6.4.1CCS应能够执行控制模式下的模拟控制算法,包括比例(P)、比例积分(PI)和比例积分微 分(PID)。上述算法通常不应该出现在关键的逻辑程序中,控制算法的参数设置范围应是: a) 比例(增益)10%~1000%(0.1~10); b)积分0.0~100重复次数每分钟; c)微分—0.0~100min。 6.6.4.2CCS应提供继电器功能。线圈动作类型应为励磁、非励磁和锁定。对于每种类型的继电器、 定时器、计数器和数字输入通道,都应定义其为常开触点或常闭触点。在内存能力足够的情况下,继电 器、定时器和计数器在程序中的使用次数应没有限制。 6.6.4.3CCS应提供移位寄存器、顺控计时器和移位修改功能。
a)与现场I/O点通信故障
SH/T3199—2018 c)存储器错误 d)强制I/O e)写保护 f)监控定时器 6.6.5.2发光二级管指示灯应能指示如下信息: a)电源开路 b) 程序执行中 c)CPU故障 d) RAM后备电池可用(如果使用) e) 电池状态(如果使用) f)输入和输出状态 6.6.5.3当发生故障时,应提供自动诊断信息打印输出功能。CPU应能记录任何I/O故障,并显示故 障位置。CPU应记录任何内部CPU错误及通信错误。 6.6.5.4基本诊断信息应能通过CCS工程师站画面显示。 6.6.5.5如果CCS配置了余CPU,当主CPU向副CPU切换时,不应影响I/O通道的正常传输和系 统程序的正常执行。 6.6.5.6每个CPU应配有独立的熔断器。 6.6.5.7CCS故障时,系统程序的设计可以提供三种I/O状态选择(通过软件切换方式设置):使输出 保持最终状态、某具体设定值或是输出为零(断开,即故障安全模式)。 6.6.6存储器要求 6.6.6.1CCS应具有足够容量的随机存储器(RAM)和非永久性存储器来处理所需的逻辑和I/O操作: 包括至少40%的备用存储器能力。 6.6.6.2下述校验,用于监控系统与外围设备之间通信信号的功能状态: a)奇偶校验(垂直穴余校验)(VRC) b)利用块校验字符进行求和校验 c)行 循环穴余码校验 d)纵向完余校验 e)使用汉明码进行出错检测/纠正 6.6.6.3内存的使用不应超过50%。 6.6.7输入/输出模件(I/0模件) 6.6.7.1 CCS输入/输出模件通常应安装在主机架和扩展机架上。若需要安装远程I/O模件,可以安装 在距CPU不超过制造厂推荐距离的地方。 6.6.7.2I/O模件的通道间应带电磁隔离或光电隔离。 6.6.7.3 制造厂应至少提供I/O模件的如下性能参数:共模电压、共模抑制比、电路隔离形式、输入 阻抗、输出带载能力等。 6.6.7.4离散量(数字量)I/O通道通常应在24VDC条件下操作。 6.6.7.5模拟量I/O信号通常为4mA~20mADC信号(可叠加HART协议)。输入模件也可直接接入 热电偶(T/C)、热电阻(RTD)信号或脉冲量(PI)信号。I/O模件的通道之间应进行光电隔离。 6.6.7.6 二取一(1002)、二取二(2002)或三取二(2003)外部信号应宜分别接入不同的I/0模件(卡 件)。 6.6.7.7 正常操作时,任何一个I/O通道的故障不会影响CPU或其他通道的正常运行。无需重新接线, 即可在线更换任何一个I/O模件,即所有I/O模件(卡件)均能带电插拔。CPU故障时,可选择输出模
c)存储器错误 d)强制I/O e)写保护 f)监控定时器 6.6.5.2发光二级管指示灯应能指示如下信息: a)电源开路 b) 程序执行中 c)CPU故障 d) RAM后备电池可用(如果使用) e) 电池状态(如果使用) f)输入和输出状态 6.6.5.3当发生故障时,应提供自动诊断信息打印输出功能。CPU应能记录任何I/O故障,并显示故 障位置。CPU应记录任何内部CPU错误及通信错误。 6.6.5.4基本诊断信息应能通过CCS工程师站画面显示。 6.6.5.5如果CCS配置了穴余CPU,当主CPU向副CPU切换时,不应影响I/O通道的正常传输和系 统程序的正常执行。 6.6.5.6每个CPU应配有独立的熔断器。 6.6.5.7CCS故障时,系统程序的设计可以提供三种I/O状态选择(通过软件切换方式设置):使输出 保持最终状态、某具体设定值或是输出为零(断开,即故障安全模式)。
6.6.6.1CCS应具有足够容量的随机存储器(RAM)和非永久性存储器来处理所需的 包括至少40%的备用存储器能力。
6.6.7输入/输出模件(I/O模件)
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c)操作员站不应通过单一通信接口与控制器连接。 d)操作员站不应用于软件开发、数据管理以及文档处理等其他用途。 e 操作员站应具备操作控制、画面浏览、图形显示、报警、数据处理、数据存储、信息调用、报 表调用等功能。 操作员站的硬件和软件应具有高可靠性和容错性,软件应有从错误中恢复的功能。
6. 6. 9. 2 硬件配置
a)操作员站的主机宜为工业级的PC工作站。 )操作员站的硬件配置应能充分满足操作员站的功能要求。 c)中心控制室或现场控制室内应按工艺装置、公用工程及辅助单元配置操作员站。 d)同一工艺装置、公用工程单元、储运单元或操作分区或工艺装置的操作员站软硬件配置应相同 并互为备用。 e)每台操作员站均应带主机,不应采用多操作终端配置。 9.3操作员站应能显示下列标准画面:
a)总貌 b)分组 c)操作回路 d)报警列表 e) 实时趋势 历史趋势 g)操作事件记录 h)系统状态和概貌 i) 诊断信息 控制点或检测点细节 流程图(包括机组工艺流程图画面、启机/停机调速顺序控制画面、防喘振控制画面、机组轴 系状态监测画面、油路系统画面、密封系统画面、蒸汽系统画面、机组联锁画面等) 6.6.9.4 报警功能 a) 操作员站应具有完善的独立报警功能,对过程变量报警和系统故障报警应有明显区别。 b) 操作员站应能对过程变量报警任意分级、分区、分组,应能自动记录和打印报警信息,记录报 警时间分辨率应精确到0.1s。 C) 操作员站应具有对报警记录分类、过滤、筛选、临时屏蔽、统计和检索等的功能。 d)操作员站不应具备对报警记录的删除和修改功能。 e)操作员站的报警功能不应依赖于其他报警管理设备或软件
6. 6. 9. 4 报警功能
D工程师站(EWS)和顺序事件记录(SOE)立
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进入工程师站进行程序修改的权限进行设置。工程师站使用之后可以被移除。 e) 为方便调试,工程师站应带仿真功能。在CCS系统测试过程中,工程师站应可以禁止 或强制)所有的系统输出。 f) CCS应能够生成应用程序的硬拷贝,并能打印输出所有内存寄存器的对照清单。 工程师站可以直接从CPU上载生成程序文件。程序文件应能清晰地用位号标记I/O点 以注释,以使于维护和调试。 单个的泵、透平、压缩机和工艺联锁的逻辑可以分隔成各自独立的程序文件。 6.6.10.2CCS应具有顺序事件记录(SOE)功能,该功能可以帮助用户: a) 辨识工艺过程联锁停车的原因; b) 确定消除联锁的动作; c) 建立预防性维护的执行程序; d) 提供重要的顺序事件记录(SOE)和过程历史报告; e) 报警打印,报警时间分辨率不大于5mS。 6.6.10.3CCS系统的SOE站功能也可以集成到工程师站(EWS)内。 6.6.10.4 制造厂应提供标准编程组态软件及全部软件所需的足够数量的授权许可。 6.6.10.5 制造厂应提供最新版本的系统软件,并于质保期内免费提供系统软件的升级版本。 6.6.10.6 制造厂应提供给用户最终版组态、编程的源程序。 6.6.10.7所有站应配置防病毒软件
6.7.2系统软件应当提供手段判断和修改CCS参数,上传控制模块全套完整参数、在屏幕上观看、打 印、必要时修改并下装到控制器。 6.7.3CCS操作员站和工程师站应当配备CCS监控和显示软件包,提供的图形显示应包括机组操作过 程画面、压缩机特性曲线图、概貌窗口、报警窗口、操作员提示窗口、趋势画面等。显示画面中应当包 括相关的现场仪表。压缩机特性曲线图应当显示每级压缩机的工作点、喘振极限和喘振控制曲线。趋势 曲线应当动态更新,及时反映不断变化的各类工艺参数。概貌图窗口应当提供过程变量的实时数字式显 示,并能够显示所有已定义的压缩机特性曲线数据。 6.7.4CCS操作员站应能够通过与控制器的双向点对点通信实现流程操作、仪表模拟、报警响应及管 理的功能,并具有短期操作数据存储及工艺数据历史趋势的显示功能。应当提供监控、记录、回放输入 信号的功能,协助CCS优化。 6.7.5CCS工程师及SOE站除具有操作员站的所有功能外,还具有画面及数据组态,并能在线无扰地 下装到CCS控制器的功能,能够实现逻辑及控制功能的离线仿真、系统故障的报警及诊断。CCS工程 师及SOE站应配备软件模块协助开车并帮助维护工程师对CCS进行组态、测试和调试。 6.7.6CCS的在线及离线诊断应当采用易用的图形显示,协助系统维护和故障消除。 6.7.7CCS应提供通信方式与DCS进行通信,包括但不限于:设定值、模式状态、报警条件、过程 变量值、控制器输出、通信状态、极限和报警:输入输出报警、系统报警、控制器自测试报警、变送器 故障报警、喘振启动和开始喘振检测报警。 6.7.8CCS应能通过通信向DCS或其他过程控制系统提供带时间标记的事件数据,使数据及其时间 签名可以显示在DCS或其他过程控制系统组态日志、报警、报表等上。 6.7.9CCS控制回路输出特性描述中应当包括控制算法,从而对非线性最终控制元件的特性进行补偿 (即快开或等百分比阀门或阀门滞后)。
印、必要时修改并下装到控制器
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a)机组监视系统MMS(即可以采用单独的系统,也可以整合在CCS内); b)压缩机过程控制: c)其他系统(用于压缩机的其他子系统如油路、蒸汽、表面冷凝器、干气密封、燃气机烤 气温度控制、燃气机燃气阀控制、盘车等系统的控制)
6.9.1压缩机防喘振控制策略应采用技术先进的高速可编程序控制器系统,从检测、计算及控制速率 和组态软件的逻辑功能等方面应满足复杂的喘振现象监测、计算和控制功能。 6.9.2应根据压缩机机组设备广家提供的压缩机组性能参数准确设置各种工况下的喘振线,喘振线应 能在二维坐标系中组态显示,具体生成的喘振曲线组态点不少于5对或5种工况下的喘振点参数,并能 在工艺气体组分发生变化时进行必要的补偿。 6.9.3为适应操作条件变化和机组由于磨损、结垢等原因而出现的机组性能变化,或原始资料提供的 机组性能参数不精确等情况,可以采用现场实测的方法获取喘振线,现场实测时,至少选用三种工况或 转速进行测试。测试过程中,不能引起工艺装置大的波动、联锁停车和压缩机组一个周期以上的喘振现 象。 6.9.4 防喘振控制过程中,应合理设置喘振控制线,喘振控制线与喘振线应保持适当的安全裕度,在 实际运行过程中喘振控制线应根据喘振发生的次数自动调整安全裕度的大小,并能通过手动方式把喘振 控制线的安全裕度复位到原始组态值。 6.9.5压缩机组当前工作点应根据每段的入口流量、入口和出口压力和温度等实测变量实时计算,并 在二维坐标系中显示工作点的位置。 6.9.6应实时计算并显示当前操作工况下的实际安全裕度值,在发生喘振时应有报警提示输出。 6.9.7万 应实时累积计数并显示机组发生的喘振次数,并可通过手动方式把喘振次数清零。 6.9.8 防喘振控制与安全保护要求: a) 压缩机的每一段宜设置独立的喘振检测与控制回路,根据工艺设计及安装综合考虑,可以多段 公用一个防喘控制阀,但喘振检测与控制回路软件宜独立设置: b) 防喘振回流管线和控制阀的安装位置、距离、容量等设计应满足喘振周期快速响应的要求; c) 防喘振控制回路应与机组安全联锁关联,在机组启停车、事故停车状态下自动全开阀门; d) 防喘振控制回路的给定值应采用动态优化的方式计算,具体应根据机组当前工作点的安全裕度 大小情况和机组相关工艺控制情况随动设定; e 防喘振控制应采用自适应参数整定方式,P、I、D参数的大小应根据工作点安全裕度大小自动 调节,以适应各种工况下的平稳调节和快速调节: f) 控制输出应设置多种输出计算模式,如P、I、D自适应调节模式、纯比例输出模式、电磁阀输出 模式、其他工艺优化输出模式等,每种输出模式应根据当前工作点和机组运行状态自动选择; 影利租应的降级拨制筛
压缩机的每一段宜设置独立的喘振检测与控制回路,根据上艺设计及安装综合考虑,可以多段 公用一个防喘控制阀,但喘振检测与控制回路软件宜独立设置; b 防喘振回流管线和控制阀的安装位置、距离、容量等设计应满足喘振周期快速响应的要求; 防喘振控制回路应与机组安全联锁关联,在机组启停车、事故停车状态下自动全开阀门; 防喘振控制回路的给定值应采用动态优化的方式计算,具体应根据机组当前工作点的安全裕度 大小情况和机组相关工艺控制情况随动设定; C 防喘振控制应采用自适应参数整定方式,P、I、D参数的大小应根据工作点安全裕度大小自动 调节,以适应各种工况下的平稳调节和快速调节: f 控制输出应设置多种输出计算模式,如P、I、D自适应调节模式、纯比例输出模式、电磁阀输出 模式、其他工艺优化输出模式等,每种输出模式应根据当前工作点和机组运行状态自动选择; 应对喘振检测变送器、系统等故障设置报警提示和相应的降级控制策略:
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6.9.9变送器故障时的控制策略
a)防喘振控制模块应当能够识别变送器故障。检测到变送器故障后,防喘振控制模块应当切换到 更为保守的控制策略,并向DCS发出报警。 b) 防喘振控制模块应当具备区分变送器故障和喘振事件的能力。 C 防喘振控制和最终保护动作应当由不同的变送器向CCS提供输入,具有相同功能的变送器出 现信号偏差应当向DCS发出报警输出。
6.10.1转速测量及探头故障保护
6.10.2启动和停车
a)( CCS应具有自动/手动两种启动和停车模式,在自动启动模式下机组按照给定的暖机 启动,在这一过程中操作员可以中断自动程序进入手动操作,并可以重新恢复自动 b) 手/自动方式应能实现无扰动切换
:10.3临界转速避免
a) 程序可设置多个临界转速区域,无论启机/停机过程或正常控制过程中转速控制模块都应避免 机组工作在临界转速区内,在启机过程中,汽轮机应以预先设置的较快速率快速通过临界区, b 如果由于蒸汽系统的原因调节汽阀全开后转速仍然停留在临界转速区内,超过一定的时间限制 则CCS应自动关闭调节阀降低转速。 6.10.4 正常操作:调速模块应设置正常转速控制范围,在这一范围内,工艺参数为主回路,可由性 能控制器串级控制转速回路,以达到控制工艺参数的目的,也可由操作员设定控制转速进行调节。 6.10.5转速跟踪:手/自动方式切换以及串级控制/本地操作切换时,所有关联回路都应相互跟踪 以实现无扰动切换。 6.10.6超速保护与测试:转速控制模块内应设置最大控制转速,正常操作时,汽机转速不得超过最 大控制转速,在最大控制转速上应设置超速停车转速。如果需要测试超速保护功能,按超速试验按钮 可允许超越最大控制转速验证超速保护功能。
6.11.1常规抽汽控制算法:
常规的抽汽控制应通过转速控制器来调节入口蒸汽阀,同时通过抽汽控制器调节抽汽阀来实现 抽汽控制。由负荷的改变导致转速控制器调整蒸汽流量以满足由于负荷变化引起的速度变化, 蒸汽入口流量的改变将会导致抽汽流量的改变。 b 抽汽控制器作用应使抽汽流量在负荷变化时保持不变。蒸汽流量的变化同时会导致汽轮机功率 的变化,进而影响汽轮机速度。为解决抽汽控制的互相于扰,抽汽调速解耦模块将协调控制负 荷与抽汽量互不干扰
6.11.2特殊抽汽控制算法
a 特殊抽汽控制算法宜有双阀和三阀解耦控制模块,分别用于单抽和双抽式汽轮机的解耦控制 解耦模块使用蒸汽汽轮机的机械性能图,来预测单阀/双阀阀门动作的关系。多阀抽汽算法调 节所有的阀门关系,以满足速度、压力改变时的干扰。 6 在没有达到机械控制之前,所有的阀门应同时动作,以同时满足抽汽和速度的要求。 一旦达到
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机械控制状态,优先级较低的参数(通常是抽汽)将作出牺牲,以首先满足优先级高的回路 优先级应由高到低排序: 1)功率/转速; 2)入口蒸汽压力/流量; 3)抽汽压力/流量; 4)排汽压力/流量; 5)各优先级之间的无扰动切换。
6.12.1性能控制器应串级转速控制回路,性能控制的主要功能是控制压缩机入口压力或者出口流量 使其满足装置的工艺要求,对串并联压缩机或者抽汽汽轮机实施负荷分配控制。 6.12.2在涡轮机械控制技术中,为了获得最佳的控制和效益,应将喘振控制、转速控制、抽汽控制 性能控制等协调起来,并加入约束控制等算法。
6.13燃气轮机排气温度控制及燃气阀控制
机透平初始温度较高(达1100℃以上),检测其温度较困难,也可以利用容易检测的排气温度来控制燃 气轮机的工作温度。 6.13.2燃气阀控制输出由点火后的启动控制、正常燃料极限控制、燃气轮机转子的加速控制、燃气轮 机转子的转速控制、燃气轮机排气温度的限幅控制宜通过低选方式实现。
1.1.1CCS开工会的准备工作宜包括以下主要内容: a)制造厂应编制初步的系统设计文件,包括主要硬件和软件配置、机柜布置、供电及环境要求等。 b) 制造厂还应提供用户所需的参考文件,如CCS技术规格书、硬件配置及软件组态的说明文件 以及其他技术参考文件。
1CCS开工会的准备工作宜包括以下主要内容: a)制造厂应编制初步的系统设计文件,包括主要硬件和软件配置、机柜布置、供电及环境要求等 b)带 制造厂还应提供用户所需的参考文件,如CCS技术规格书、硬件配置及软件组态的说明文件 以及其他技术参考文件。 2CCS开工会宜包括以下主要内容: a)制造厂介绍CCS系统功能。 b)澄清并确定CCS软硬件包括备品备件的最终配置、规格和数量: c)讨论并确定具体的硬件设计方案,包括I/O接线端子布置、机柜布置以及电源、接地和环境 要求; d)确定系统各个主要组成部件的工作负荷及其计算方法: e 讨论并确定CCS组态、系统培训的内容以及系统验收和测试程序等; f 确定项目中最终用户、设计单位、CCS制造厂以及相关的第三方设备供货商等各自的工作范 围和责任; g) 确定项目执行过程中各方主要负责人的人员和职责: h) 明确工程项目需要的所有文件的内容、格式、数量及交付方式,指定文档管理的负责人; i) 制定整个项目的工作计划,确定设备、文件资料的交付时间,以及各个工作段的起始日期: j) 制定项目进度的管理方案,明确进度报告的内容、提交周期以及进度延误后的相应措施 k)签订CCS开工会会议纪要。
7.1.2CCS开工会宜包括以下主要内容:
7.2.1应编制完成CCS硬件配置功能设计规格书(CCSHardwareSetupFDS)。
应编制完成CCS硬件配置功能设计规格书(CCSHardwareSetupFDS)。 应编制完成CCS软件组态功能设计规格书(CCSSoftwareConfigurationFDS)
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7.2.3应编制完成CCS通信功能设计规格书(CCSCommunicationFDS)。 7.2.4应编制完成CCS系统安装、测试、验收执行程序(CCSInstallation,testing,FAT/SAT mplementationProcedures)
对CCS硬件配置的内容、方式及配置文件的管理提出要求,CCS与第三方设备的集成宜符合下列 要求: a) CCS制造厂应对CCS与第三方设备集成的调试工作负责; b)CCS制造厂应对集成后系统的可靠性和稳定性负责; C)CCS制造厂应对CCS与第三方设备的通信负责。
7.4.1组态准备宜包括以下主要内容!
a)组态的环境应满足工作需要,离线或在线组态所需的软件和硬件已安装完成。CCS制造厂应 提供工程技术人员和工程资料方面的支持。 b) 已按照CCS开工会的要求完成系统配置图和统一规定的编制。 C 已按照CCS开工会的要求完成工程项目的I/O清单、系统硬件清单、逻辑图(或因果表)、内 部接线图、供电及接地系统图CCS机柜布置图以及工程师站(或HMI)组态或操作画面草图 的编制。 2系统组态宜包括以下主要内容:I/O定义、参数设定、PID控制回路组态、逻辑组态、报警及联 设定、画面组态、通信设定、通信地址表生成、SOE数据配置、制定报表等功能
8.1.1CCS工厂验收前应具备以下条件: a)CCS已在制造厂调试完毕并有测试报告; b)CCS制造厂根据合同技术附件、CCS开工会纪要和有关标准等编制工厂验收程序; c)CCS制造厂根据验收程序已经准备了验收文件和记录文件。 8.1.2工厂验收应包括以下内容: 8.1.2.1系统配置检查宜主要包括以下内容: a)CCS硬件各设备、部件的型号、规格、数量和外观应符合要求: b)软件的规格、数量和版本应符合要求。 8.1.2.2组态检查宜主要包括以下内容: a) 工程师站(EWS)、顺序事件记录(SOE)站或HMI的标准功能、组态画面、流程画面(如果 有)、分组画面(如果有)、报警画面、趋势显示等应符合要求: b)工程师站(EWS)、顺序事件记录(SOE)站或HMI以及其他应用工作站的标准功能应满足设 计要求; c) 控制及逻辑功能应符合要求。 8.1.2.3CCS测试范围宜主要包括以下内容: a) 电源单元; b) I/O模件; c) 存储器模件: d) 系统内部通信模件; e) 与DCS的通信模件;
8.1.1CCS工厂验收前应具备以下条件: a)CCS已在制造厂调试完毕并有测试报告; b)CCS制造厂根据合同技术附件、.CCS开工会纪要和有关标准等编制工厂验收程序; c)CCS制造厂根据验收程序已经准备了验收文件和记录文件。 8.1.2工厂验收应包括以下内容: 8.1.2.1系统配置检查宜主要包括以下内容: a)CCS硬件各设备、部件的型号、规格、数量和外观应符合要求: b)软件的规格、数量和版本应符合要求。 000—组大松本定主要包起以工由家
8.1.1 CCS工广验收前应具备以下
8.1.2.1系统配置检查宜主要包括以下内容:
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f)编程组态画面; g)机柜及其内部元器件; h)信号报警器、按钮、开关、灯等(如果有); i)其他 2.4CCS测试内容宜主要包括以下方面: a)检查CCS资料是否完整;检查所有的图纸是否完整、正确和清楚。 b)检查设备的外观、喷漆和电缆接头。 c) 检查所有的设备是否完整、是否按照设备清单打上标记、是否按照图纸布置机柜和端子,检查 出厂流水号;确认所有的量程、图表、铭牌等是否正确。 d) 检查所有的连接电缆、插头和插座、接线端子、印刷电路板等是否有清晰的标记。 e) 检查电源单元接线是否正确、标记是否清楚、电源输入电压是否正确。 f)根据图纸检查电源和接地情况。 g)区 断开交流电源,检查直流输出端与机柜是否为开路;接上交流电源,检查各直流电压是否正确。 h) 检查机柜是否牢固接地;本安接地(如果有)、工作(信号)接地和保护(安全)接地是否分开。 检查所有的风扇开关或温度开关的功能。 j) 对所有电源系统进行检查:断开主电源时,辅助电源自动接上;系统操作不受任何影响,并有 “主电源故障”报警。 k) 检查通信线路端子板的电阻。断开一条通信线路,穴余的通信线路自动接上,系统操作不受任 何影响,并有“主通信线路故障”报警。 D 检查控制器的亢余。拔出主控制器检查控制的连续性以及是否有控制器非穴余报警。 m)通过模拟各种故障,检查CCS自诊断功能;运行系统诊断程序,检查自诊断功能。 n)检查回路的运行情况;制造厂应向用户以书面形式提供检查这些回路运行情况的方法。 0 使用信号发生器对所有的模拟量输入(AI)卡件发出4mA~20mADC信号,检查显示结果并 抽查信号处理精度(至少30%抽样)。再送入超限信号,检查CCS的越限报警,并检查输入开 路或短路报警;对所有的模拟量输出(AO)卡件进行功能检查,并进行信号处理精度测试(至 少30%抽样);对所有的数字量输入(DI)和数字量输出(DO)卡件进行功能检查,并进行 信号处理精度测试(至少30%抽样)。 p)对100%的报警点进行分级报警检查,并检查报警打印。 q)根据操作手册,在工程师站上检查所有相关功能。 检查键盘锁功能,防止误操作。 s) 用开关组和灯组检查逻辑控制功能。 t) 检查系统组态编程是否有丢失情况。 u)检查对定义的操作动作的打印记录功能。 V 检查CCS的组态编程功能,如画面生成、回路生成、报表生成、数据生成等;检查系统的编 程能力,如屏幕编辑、数据存取、程序编译等。 W)检查CCS与DCS系统的通信组态功能,对CCS和DCS之间100%的组态功能进行检查。 x)进行100%的I/O通道测试,包括量程范围和报警设定点的数值检查。 y)CCS余和容错功能测试。 z)其他。 2.5CCS见证测试宜主要包括以下内容:用户应参加所有CCS的测试,查阅所有与CCS设计、 编程、测试和系统组装情况的质量控制文件。
a)工厂验收的步骤; b)检查和测试的结果; c)最终验收结论。
8.2.1现场验收和安装准备宜主要符合下列要求:
8.2.2现场验收宜主要包括以下内容:
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a) 审阅CCS工厂验收报告、工厂集成验收报告和现场调试记录; b) 系统配置检查(同工厂验收内容); c) 组态检查(同工厂验收内容); d) CCS测试范围和内容(同工厂验收内容,但AI、AO、DI、DO、PI等I/O卡件的信号处理精 度应100%检查); e) CCS的穴余和容错功能测试: f) 测试CCS与第三方设备(如DCS系统)的通信; g) 连续正常运行72h以上。 8.2.3 现场验收报告宜包括以下内容: a) 现场验收的步骤; b) 检查和测试的结果; c) 最终验收结论。
9.1.1CCS制造厂在整个工程项目进行过程中应提供相关的技术咨询服务。 9.1.2CCS制造厂应提供其所有交付文件、资料和设备的技术澄清服务。 9.1.3CCS制造厂在工厂验收、工厂集成验收和现场验收过程中应提供相关的资料,并配备专门 的工程技术人员配合验收工作。 9.1.4CCS制造厂应对供货产品提供必要的组态、操作、使用和维护培训 钢管标准,并提供相关的培训资料 9.1.5CCS制造厂在装置现场应协助DCS系统制造厂进行通信测试,
9.2.1CCS制造厂应配备有资质的工程技术人员负责CCS的现场安装、上电、调试等工作。 9.2.2在现场开工期间,CCS制造厂应配备有资质的工程技术人员在现场值班,随时解决开工过 程中系统出现的故障。 9.2.3CCS出现故障后,制造厂应在24h内派出有资质的工程技术人员前往到达现场处理。 9.2.4在生产装置开工期间,制造厂应配备专门的工程技术人员在现场值班,随时解决开工过程中系 统出现的故障。
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快递标准图ACCS网络结构图
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