乙烯机组控制系统硬件构成.doc

乙烯机组控制系统硬件构成 在乙烯的生产装置中共有三套大型的压缩机：裂解气压缩机、乙烯压缩机、丙烯压缩机。裂解气压缩机为三缸四段水平剖分式离心压缩机，其中透平的高压缸为双壳体结构。乙烯压缩机为双缸四段剖分式离心压缩机。丙烯压缩机为单缸三段水平剖分式离心压缩机，轴封均采用串联式干气密封。裂解气压缩机采用独立油站，乙烯机和丙烯机共用一套润滑油系统。这三套大型机组在大乙烯的生产过程中起到着至关重要的作用，运行时的好坏及控制质量直接影响着大乙烯整体的工作状况。机组的安全性、可靠性不仅仅取决于压缩机本身的性能，而且还取决于其控制系统的性能。选择最适合的压缩机控制系统，对于提高机组的整体性能以至提高这个乙烯装置的性能都是非常关键的。由MICRONET TMR、BENTLY 3500系统和ProTech 203系统构成的ITCC控制系统在乙烯大型机组上的应用，很大程度上保障了机组的安全平稳运行。 ITCC(Integrated Turbine Compressor Control) 控制系统是近年来出现的新型控制系统，主要应用对象是工厂化的大型透平式压缩机组。其是集机组的透平调速控制、防喘振控制、性能控制、抽气控制、自保联锁逻辑控制为一体的综合控制系统。与传统的压缩机组控制方案相比，它具有更高可靠性，功能强大，组态灵活，操作容易等优点。目前，对大型机组的三冗余控制系统有ICS?Triplex控制系统TMR、CCC控制系统TMR、Tricon控制系统TMR、Woodward?MicroNet控制系统TMR等综合控制系统。乙烯装置中ITCC控制系统的核心部分由采用外部硬件三冗余技术（TMR）的Woodward MicroNet控制系统构成，Woodward公司同时也为这三台压缩机的生产商，此公司的压缩机产品及相应的控制系统与其他公司相比，有如下特点： 1）三取二表决的三CPU冗余技术； 2) 独特的压缩机转速控制，可以更精准的对压缩机进行控制； 3）任何单点故障不会导致机组停机或影响机组的正常运行； 4）I/O冗余配置具有高度的灵活性； 5）高达5ms的控制周期及SOE功能； 6）先进的Rate Group控制算法； 7）全面的潜在故障检测能力、方便的可在线维护性能； 8）系统具有很强的扩展能力。 ITCC控制系统（图1） Woodward?MicroNet的构成及特点 Mircronet TMR的电源由一套双冗余的供电系统提供。此供电系统接收外部两路220V的交流电输入，电源整体均采用硬部件双冗余设计，供电系统双冗余最大的优势是允许在线对任何单点故障部位进行维修和更换，并且不会对整套控制系统造成任何的影响，最大限度的为系统提供了电源保证。 Mircronet TMR的主控制器部分由三个相互冗余的子机架（A、B、C）构成的主机架（A1）组成。每个子机架都安装有一个顶部通风扇，确保机箱内通风良好。每个子机箱可独立监视所有的输入数据，执行所有的应用计算，产生所有的输出值。三台压缩机的主机架中控制模块的类型及数量存在少许的不同，并且每台压缩机子机架包含的模块也略有不同，各压缩机的子机架中包含的模块类型及数量如下表： KERNEL P.S. CPU SIO 2H ACT FT MPU A I/O MAIN XCVR 24/8 FT AIO 24/12 FT DIO A 1 1 1 1 1 1 无 无 B 1 1 无 无 1 无 2 1 C 1 1 1 1 1 1 无 无 201J主机箱构成（表1） KERNEL P.S. CPU SIO FT MPU A I/O MAIN XCVR 24/8 FT AIO 24/12 FT DIO A 1 1 1 1 1 无 无 B 1 1 无 1 无 1 1 C 1 1 1 1 1 无 无 501J主机箱构成（表2） KERNEL P.S. CPU SIO FT MPU A I/O MAIN XCVR 24/12 FT DIO A 1 1 1 1 1 1 B 1 1 无 1 无 2 C 1 1 1 1 1 1 601J主机箱构成（表3） 每个子机架中的模块分别负责不同的功能： KERNEL P.S：电源辅助模块，负责所在机架的电源管理工作，依据自身需要提供各种不同电压的电源。每台压缩机的操作面板（SERVICE PANEL）电源由机架主板提供。 CPU：中央处理器，负责对所有过程参数的处理工作，通过运算将控制结果送出。每个主机架的三个CPU可以互相通讯实现三选二的冗余控制功能。 SIO：串口通讯模块，采用双冗余（A，C机架）的卡件，与外部设备进行数据上的通讯，包括DCS、BENTLY 3500、HMI（人机界面）。 2H ACT：执行器控制模块，采用双冗余（A，C机架）的卡件，通过