PLC在离心式压缩机防喘振控制系统中的运用探析

朱凯华

（浙江江铜富冶和鼎铜业有限公司，浙江 杭州 311400）

从当前的研究技术可知，离心式压缩机当中运用PLC实施控制效果十分显著。但是离心式的压缩机在实践运行过程中出现喘振，导致机器在运行方面出现不稳定的情况。因此，为了能够更好地提升稳定性，通过PLC对流量和压力的双参数控制，避免压缩机的喘振次数。本文分析PLC在其中的运用，既能够消除相关设备中发生喘振的情况，同时在控制方面的效果也十分良好。

1 分析离心式压缩机中发生喘振的情况

对离心式压缩机相关设备做出具体分析可知（见图1），其设计方面主要存在如下的特征，即叶轮设计方面主要运用的是高速率实施旋转的方式而把气体有效输送到压缩腔当中，而且还可以提升对气体实施压缩的效率。但是气体中出现流量较少的情况，此时就会导致滞留于相关设备中，如管网中的气体难以有效返流到压缩腔中。此外，气体如果快速地灌入对应压缩机口以及管网，此时就会受到较大的压力影响而导致气体快速从压缩腔中有效排放出。通过上述分析显示，如果气体的流量存在不足，此时气体就可以在压缩机中产生振荡，这一振荡方式表现出的是有一定的规律性，这一情况就是喘振。由于发生喘振会导致压缩机在实际运行方面出现不稳定的情况，在实践工作中就需要采取对应的措施及时消除压缩机中的喘振所带来的不良影响。通常采用的处理方式就是对压缩机的出口位置实施处理，进而降低压力，达到缩短喘振的目的。此外，在工作中调整对应压缩机具体入口中所产生的气体流量也可以消除喘振。

2 分析消除喘振的方案

图1 离心式压缩机

2.1 转化不同气体中的流量定值

发生喘振的情况和压缩腔中实际的出口压力、气体压缩比以及叶轮旋转的速率有十分密切的关系，为了能够消除喘振可以通变速运行中对离心式压缩机实施控制，并且结合喘振点具体的变化情况及时消除其中所发生的喘振。此时可以针对不同的设备以及气体流量情况实施控制，同时也可以使用随动相关的系统而有效控制气体流量，即把气体的流量逐渐转化为一个稳定值，进而可以充分保障相关设备具体的运行稳定性，进而可以避免机器在工作中会出现喘振区的情况。此随动系统在操作方面比较简单，而且也十分有效，在实践运用过程中的效果也非常良好。

2.2 采取措施有效控制相对气体的流量

在实践工作中观察可知，气体流量具体发生变化的情况也会导致喘振的发生，因此，为了能够更好地消除喘振，则可以采取的方式之一就是控制好气体具体的流量，此方式在消除喘振中也具有良好的效果。通常情况下，离心式压缩机中需要设定对应的流量限定，并且可以根据设置压缩机气体具体的流量定值而有效保障定值不会受到最低流量值的限制。定值设置方面（见表1），结合喘振流量阈值具体范围，即7%至10%则可以减少喘振的发生。对于压缩机中具体的气体压缩过程可知，进气流量需要保持在一个良好的定值中，不能出现超过此限定值的情况，此时就可以避免这一过程中发生喘振的情况。然而采用此方案控制喘振会出现对应的缺点，例如运行速度处于恒定的情况下，消除喘振的效果十分显著，但是运行速度没有发生变化的情况下，再运用这一方式消除喘振的情况，则所取得的效果不佳。

表1 定值设置

3 分析AB PLC运用于离心式压缩机当中的情况

3.1 控制系统

在AB PLC的控制系统当中包含如下的模块，即CPU、I/O模块以及通讯线路。然而在该控制系统当中所采用的控制装置和上位机之间是通过以太网连接的方式，其特点是保持良好的畅通性，在这一连接中则可以有效形成一个良好的热备功能，并且还可以架构出对应的网络控制，这一控制系统主要的功能是服务整个系统。通过上述分析可知，设备当中主要针对的是两层连接以及通讯机架实施连接，进而使得端子排能够发挥其连接中的重要价值，进而可以获取数据信息的采集。在当前的系统控制方面，具体的作用就是能够对数据设备实施记录、采集以及控制。

此外，主站和其他从站的构建之间也可以有效进行连接，进而可以保障上位机中的监控硬件可以发挥出综合效果，在实际操作过程中，上位机对应系统、数据采集以及控制装置都需要综合配合，然后能够更好地保障各种画面可以有效达到组合，对于工作人员就可以在上位机中完成输出信息同时也可以掌握机组工作情况。

3.2 优化机组运行系统

为了能够更好地掌握机组运行情况，工作人员就可以对AB PLC的控制系统实施快速计算，进而可以有效通过PID算法而有效输出对应的信息。所以在AB PLC的控制系统就需要一条具有较高性能的处理器。在本文中主采用的CPU是1769 L32E。在这一模块中能够快速处理PID的算法，同时还可以掌握对应的梯形图而完成对不同的气体流量实施控制以及转化。由于本次采用的是高性能处理器，在实践运用过程中能够更好地提升PLC消除喘振能力。此外，通过PLC还可以加强对相关故障信号情况的收集。离心式压缩机中发生故障，可以通过PLC及时掌握其中的故障，对今后实施维护具有重要意义。

4 分析AB PLC系统优势以及功能

AB PLC作为具有良好稳定性以及性价比较高的系统，在实践运用方面可以通过双机热备的功能而有效保持相关机器在运行方面所具有的良好效果。通常情况下，PLC中的主机以及从机都可以较为自由的实施切换，而且具有良好的自由性，同时在实践运用方面还可以不受到任何因素的干扰。例如在数据信息的采集方面，可以通过10mb/s速率高效对相关的数据信息进行传输。

在实践运用过程中，PLC的控制系统具有如下的优势：第一，它可以对故障件自动的诊断，同时还具有现容错功能；第二，在实际运用方面，通过1769 L32E CPU可以较好地实施PID算法，能够实时刷新以及保持信息有效输出；第三，在组态软件中可以绘制喘振曲线（例如IFIX5.8），通过这一逻辑性较强软件则可以顺利完成喘振曲线的绘制，进而可以控制好喘振；第四，该软件在处理过程中，还可以继续收集对应的故障信息，可以为今后离心式压缩机实施故障诊断以及维修而带来参考。

5 结语

通过分析可知，离心式的压缩机自身在设计方面具有十分显著的特点，即本身实施压缩以及叶轮设计方式就会出现喘振的情况。喘振会导致离心式的压缩机在实际运用过程中出现不稳定的情况，而且压缩气体所表现出的效果也非常不好。在实践中防喘振作为维护离心式的压缩机一项非常重要的工作内容。其中AB PLC控制系统则可以在防喘振方面发挥积极作用，即减少压缩机发生喘振的情况，而且实际操作方式也非常简单，同时还可以更好地提升离心式压缩机工作性能。

参考文献：

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