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摘要：本文應用希望森蘭變頻器SB61、工控機實現石化行業液化氣提取的自動化。
關鍵詞：變頻器、工控機
1、引言
變頻調速是一種高效的調速方式，它調速精度高、調速範圍寬和操作方便，並且可利用變頻器上自帶的RS485串行通訊口實現和控製係統的通訊，以便於隨時監控係統的工作情況，有利於生產正常進行。2002年我公司對煉油廠丙烷壓縮機液化氣的提取係統進行自動化改造，改造後除提高工藝操作水平外，而且節能20%左右，經濟效益也十分顯著。
2、森蘭SB61變頻器的主要特點
丙烷壓縮機是該係統的關鍵設備，對變頻器的可靠性、起(qi)動(dong)轉(zhuan)矩(ju)和(he)動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)都(dou)有(you)一(yi)定(ding)的(de)要(yao)求(qiu)。由(you)於(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)是(shi)該(gai)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)，為(wei)減(jian)少(shao)幹(gan)擾(rao)，要(yao)求(qiu)輸(shu)出(chu)波(bo)形(xing)中(zhong)有(you)較(jiao)低(di)的(de)諧(xie)波(bo)含(han)量(liang)，因(yin)此(ci)，選(xuan)用(yong)我(wo)公(gong)司(si)生(sheng)產(chan)的(de)SB61全能王變頻器。該變頻器采用先進的矢量控製算法，功能齊全，在各種行業中應用自如。可以選擇V/f開環、V/f閉環、無PG矢量控製和有PG矢量控製方式;可選用鍵盤和外部端子，功能端子的操作方式，並有RS485串行通訊口，便於與計算機組網控製。在設計中進行可靠性設計，電磁兼容設計，穩定性分析等。考慮到人性化因素，SB61係列變頻器美觀大方，雖然功能齊全，但參數設定簡單，操作非常方便，是一款性價比很高的產品。
3、工藝過程
3.1 液化氣的提取工藝係統
液化氣的提取工藝係統如圖1所示：
圖1
圖1中:
P0―入口壓力，外部供氣壓力；
P1―進氣口壓力，進氣閥調節後壓力，要求＜0.6Mpa；
P2―壓縮機出口壓力,要求1.2Mpa～1.7Mpa；
P3―分離塔壓力,要求1.08Mpa；
L1―入口流量,壓縮機吸氣量；
L2―出口流量,壓縮機排氣量；
閥門開度：生產要求進氣閥開度30%～50%。
出口閥開度80%～100%。
工藝過程：
煉油產生的氣體，經過壓縮機加壓後凝為液態進入分離塔，經過吸收等其他加工工藝，提取出石油液化氣。進氣口壓力P1要求小於0.6MPa，壓縮機出口壓力P2可達到1.2MPa～1.7MPa之間，經出口閥調節後保證分離塔壓力P3在1.05MPa。如果某種原因使分離塔壓力升高，為安全起見則將泄壓閥打開，將分離塔內的液體經管道回流進氣口。
調節閥門的開度使P1指示壓力小於0.6MPa，P3壓力在1.08MPa左右。操作操作人員根據P1、P2、P3上的指示值進行調節。進氣的壓力P0一般來說不是很穩定，為使控製準確，需知道P0與P1、P2、P3的變化的關係如表1所示：
 P0不變時調節進口閥的開度與P1，P2，P3變化關係如表2所示：
 4、係統的構成
由表1和表2所反映的在P0改變時和進口閥開度改變時，P1、P2、P3和L1、L2的變化可見，進氣P0的升高或降低，使P1，L1和L2發生相應的改變。如果要使流量L1和L2不變,可調節進口閥的開度往P0增加的相反方向變化，即P0增大，進口閥開度減少，或P0降低，進口閥開度增大。
為wei保bao證zheng生sheng產chan的de穩wen定ding性xing，希xi望wang進jin入ru分fen離li塔ta的de丙bing烷wan流liu量liang不bu要yao太tai大da的de波bo動dong。為wei此ci控kong製zhi方fang式shi可ke有you兩liang種zhong選xuan擇ze，一yi種zhong采cai用yong流liu量liang控kong製zhi方fang式shi，用yong流liu量liang變bian送song器qi采cai集ji的de流liu量liang信xin號hao回hui饋kui到dao控kong製zhi係xi統tong上shang，使shi係xi統tong組zu成cheng為wei一yi流liu量liang閉bi環huan係xi統tong，這zhe樣yang不bu論lunP0如何變化，都可保證流量基本不變。另一種方式是用P1信號作為反饋信號，隻要使P1保持穩定流量就基本不變。因此，在進氣壓力P0波動時，使壓縮機轉速發生改變，使P1不變，即可使流量基本不變。於是以壓力信號P1作為反饋信號組成壓力閉環係統。這裏P1信號在壓縮機輸入管道上，但是P1debianhuashiyasuojitiaosuhoudejieguo，zuoweibihuanxitongdefankuixinhaoshikexingde。youcikejian，tiaojieyasuojidezhuansuhetiaojiejinkoufadekaiduzaigongyishangkedadaoxiangtongdexiaoguo。benxitongdeyasuojidianjigonglvwei160KW，工(gong)頻(pin)運(yun)行(xing)時(shi)，流(liu)量(liang)的(de)改(gai)變(bian)靠(kao)閥(fa)門(men)節(jie)流(liu)調(tiao)節(jie)，浪(lang)費(fei)了(le)大(da)量(liang)的(de)能(neng)源(yuan)，機(ji)械(xie)的(de)磨(mo)損(sun)未(wei)能(neng)減(jian)低(di)，影(ying)響(xiang)機(ji)組(zu)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。為(wei)實(shi)現(xian)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)，采(cai)用(yong)一(yi)台(tai)SB61係列160kW變頻器與壓力變送器P1構成恒壓控製。係統如圖2所示：
 圖2 變頻器控製係統
為提升整個係統的自動化水平，引入工控機進行監控，監控係統框圖如圖3：
圖3 監控係統框圖
本係統數據采集卡采集壓力，流量,閥門開度等模擬量，輸出模擬量調節電動閥開度;采集報警，和其他開關信號，輸出備用係統起動信號，停止信號等。工控機通過RS485實現對變頻器進行控製，P1壓力通過數據采集卡采集，經工控機處理後,由RS485將控製信號送到變頻器,控製變頻器的頻率的升降，達到恒定P1的目的，最終使流量基本不變.當然還要控製變頻器的起停，同時電機的運行參數也要送工控機進行監控。工控機為一台CPU PⅢ，內存128M，硬盤20G的研祥工控機，配置數據采集卡，溫度信號處理卡，開關信號接線板，RS485通訊卡，RS485通訊模塊等。
模擬量數據采集卡將壓力、流量、閥門開度、電機溫度和管道溫度等模擬信號轉換成12位的數字信號，每一路信號占用數據采集卡上一個模擬通道，互不影響，采樣周期為300ms。SB61變頻器支持RS485半雙工串行通訊方式，通過在工控機上用IP函數或VB的MSCDMM通訊控件編製串行通訊程序，即可實現工控機與變頻器之間的通訊，本係統用VB的de通tong訊xun控kong件jian編bian製zhi。將jiang采cai集ji到dao的de數shu據ju信xin號hao，經jing實shi時shi分fen析xi處chu理li後hou，通tong過guo組zu態tai王wang監jian控kong畫hua麵mian，監jian測ce現xian場chang傳chuan輸shu的de實shi時shi數shu據ju和he曆li史shi數shu據ju及ji設she備bei的de運yun行xing狀zhuang況kuang，曆li史shi曲qu線xian的de分fen析xi，實shi時shi報bao表biao，曆li史shi報bao表biao的de打da印yin，聲sheng光guang報bao警jing等deng。
5、結束語
原係統是在人為觀察P1壓力的情況下，改變進口閥的開度來滿足工藝上的要求，在P0波bo動dong比bi較jiao頻pin繁fan時shi，人ren工gong勞lao動dong強qiang度du大da。控kong製zhi係xi統tong投tou入ru運yun行xing後hou一yi般ban不bu需xu要yao人ren工gong幹gan預yu，可ke在zai遠yuan離li現xian場chang的de地di方fang進jin行xing監jian控kong。壓ya縮suo機ji用yong變bian頻pin器qi驅qu動dong後hou節jie能neng效xiao果guo明ming顯xian,據用戶測算可節能18%～22%。電dian動dong機ji的de起qi動dong電dian流liu和he運yun行xing電dian流liu均jun在zai額e定ding電dian流liu以yi下xia，減jian少shao了le對dui電dian網wang的de衝chong擊ji。電dian機ji速su度du不bu總zong是shi在zai工gong頻pin工gong作zuo，延yan長chang了le設she備bei的de使shi用yong壽shou命ming，係xi統tong的de安an全quan性xing也ye有you所suo提ti高gao。
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