芳烃制冷机组VOITH液力耦合器RWC800M8控制方案.pdf
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1、第30卷 第11期2023年11月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.302023 No.11芳烃制冷机组VOITH液力耦合器RWC800M8控制方案丁锦萍,田鸿鹏(岳阳长炼机电工程技术有限公司 宁波分公司,浙江 宁波 315812)摘 要:某炼油化工厂芳烃装置乙烯制冷机组液力耦合器采用 VOITH 公司的增速型液力耦合器 RWC800M8,其在国内应用较少。本文简要介绍了 VOITH 公司的增速型液力耦合器的基本原理,针对耦合器 Vorecon 控制单元控制方案进行介绍,从现场 Vorecon 至 VCU 控制器 PLC,VCU 控制器至 CCS 控制系统,实现调速方案,达到优
2、化控制。总结了该控制方案在实际应用中出现的问题,提出相应的解决方案。实际应用表明,该系统调试稳定可靠,操作简便。同时,对耦合器附属轴系仪表调试方法进行总结,方便日常维护。关键词:液力耦合器;VCU;控制系统;转速;CCS中图分类号:TE967.03 文献标志码:AThe RWC800M8 Control Scheme of VOITH Hydraulic CouplerDing Jinping,Tian Hongpeng(Yueyang Changlian Electromechanical Engineering Technology Co.,Ltd.,Ningbo Branch,Zheji
3、ang,Ningbo,315812,China)Abstract:The hydraulic coupler of the ethylene refrigeration unit in an aromatics plant of a certain refinery adopts the growth rate hydraulic coupler from VOETH company,RWC800M8.There are few domestic applications,and a brief introduction is given to the basic principle of V
4、OITH Companys speed increasing hydraulic coupler.Introduce the control scheme of the coupler Vorecon control unit,from on-site Vorecon to VCU controller PLC,VCU controller to CCS control system,to achieve speed regulation scheme and optimize control.Summarized the problems encountered in the practic
5、al application of this control scheme and proposed corresponding solutions.The practical application shows that the system debugging is stable,reliable,and easy to operate.At the same time,summarize the debugging methods of the coupling accessory shaft system instrument for convenient daily maintena
6、nce.Key words:hydraulic coupler;VCU;control system;speed;CCS收稿日期:2023-08-21作者简介:丁锦萍(1986-),女,湖南岳阳人,大专,工程师,从事石油化工仪表运维工作。DOI:10.3969/j.issn.1671-1041.2023.11.006文章编号:1671-1041(2023)11-0021-050 引言某炼油化工厂芳烃装置乙烯制冷和丙烯制冷均采用了一台多级离心压缩机。乙烯冷剂主要为三级结晶器提供冷量,通过不同的压力闪蒸实现各级结晶器温度的需求。丙烯冷剂主要用于冷却乙烯压缩机出口的高温乙烯,以及用于结晶进料的调温冷
7、却,不同的温度需求同样是通过不同的压力闪蒸实现各级加热和闪蒸后的乙烯和丙烯蒸汽,逐级返回到压缩机的各级入口进行压缩,从而完成一个循环。制冷部分通过设置各级闪蒸以及压缩机多级压缩,实现冷量的分级利用和压缩机的逐级压缩,最大限度降低了压缩机能耗。本文介绍乙烯制冷机组液力耦合器,耦合器采用VOITH 公司的增速型液力耦合器 RWC800M8。齿轮增速型液力耦合器是一种无级变速的机械装置,它主要由齿轮、泵轮、涡轮、勺管、输入轴、输出轴等主要部件组成,能量调节通过调速液力偶合器无磨损地从传动机器向被驱动机器传送动力。通过勺管调节泵轮、涡轮中的油位来调节输出轴转速,从而实现节能目的。耦合器现场设备控制部分
8、由 VCU 控制单元和 CCS 控制单元组成。第30卷22 仪器仪表用户 INSTRUMENTATION1 液力耦合器工作原理机组通过液力耦合功能实现电机无负载启动。液力变矩器带可调导叶,液力耦合器带可调勺管及电液执行器VEHS,旋转行星齿轮,速度叠加,调节被驱动机转速,如图 1 所示。Voith 电液转换器(VEHS)的结构包括:控制磁铁、PID 定位装置、磁力控制器、四位三通阀、控制销。连接到双作用液压定位缸,其活塞与导叶调节机构机械连接,确定导叶当前位置的位置传感器。VEHS 过程控制器(主控制回路)位于 VEHS 定位控制装置前,从此处给出一个 4mA 20mA 的设定值信号。VEHS
9、 的附助装置 Voith 带有一个 PLC 可编程系统。勺管位置取决于 VEHS(Voith 电液转换器)的驱动。勺管的位置由机械局部显示,通过在定位器上指示实际值,也用于远程显示。过程控制器向 VEHS 定位控制单元发送设定点信号,例如“最大输出速度”(100%)。定位控制回路将“由位置传感器测出的勺管位置实际值”与过程控制器的“设定值(信号)”进行比较。由此产生的差异向磁力控制器发出信号,以改变 4/3 通阀中控制销的位置。由于控制销位置的改变,控制油流入或流出双作用定位油缸。控制油流入定位油缸的腔室(b),并将导叶的定位环移动到 100%位置,最大油环,最大输出速度。定位油缸的位置变化由
10、位置传感器感测,并连续发送给定位控制电路。随着差值减小,4/3 通阀中控制销位置的变化减小,直到设定值和实际值匹配。在反向操作中,控制油流入定位油缸的腔室(a),并将导叶的定位环移动到 0%的调整角度,最小油环,最小输出速度,用于液压导叶调整的油从润滑油路分流,控制油压设置在机械驱动的增压泵和限压阀上。注:1-主输入轴;2-液力偶合器;3-变矩器;4-正齿轮、固定行星齿轮;5-旋转行星齿轮;6-输出轴。图1 VORECON组成部件Fig.1 VORECON Components图2 触摸操作面板Fig.2 Touch operation panel2 Vorecon控制单元(VCU)VCU 控
11、制单元的硬件是西门子 S7-1500 PLC。Siemens S7-1500 PLC(CPU 1513-1 PN)7 英寸触摸操作面板(HMI TP700 Comfort Outdoor)安装在 PLC 接线盒的前门(见图2),CPU 使用 Profinet IO 与 HMI 通信。VCU 为 RWC M Vorecon 执行启动和速度控制。VCU 还控制 Vorecon 部件,如液力联轴器(启动联轴器)和变矩器。VCU 不执行任何 Vorecon 监控功能,例如振动、轴承温度、工作油温、联轴器/变矩器出口温度、油位和润滑油压力,不执行启动油加热器、热交换器和辅助润滑油泵的控制功能。这些功能由
12、中控 CCS 系统实现,为此 Voith也提供一个特殊的控制逻辑。3 控制方案耦合器振动、键相、轴温,润滑油液位、温度、压力等经现场信号送至 CCS 系统控制。转速、勺管位置信号送至现场 VCU 控制后,转至 CCS 系统控制。工作油压和电液转换器控制阀、转换电磁阀信号在现场 VCU 控制。VCU 控制部分与 CCS 控制系统之间的接口信号均采用硬接线。3.1 VCU和CCS之间的信号如果 Vorecon 因“TRIP”故障而停止,则故障原因必须消除,然后才能复位,只要 TRIP 未被确认,VCU 将保持在 TRIP 状态,无法重新启动 Vorecon。启动 Vorecon 之前,必须打开辅助
13、润滑油泵,只要 Vorecon 上存在润滑油压力,要求辅助润滑油泵或机械润滑油泵必须运行。如果该为假,则禁止启动 Vorecon。当主电机启动时,CCS 至VCU 信号变为真。当主电机启动完成时(主电机以额定速度运行并准备好负载),该输入必须始终处于真状态。如果输入变为真,同时怠速输入变为假,则在 Vorecon 中从启动联轴器切换到变矩器,速度控制将延迟释放,时间延迟丁锦萍芳烃制冷机组VOITH液力耦合器RWC800M8控制方案第11期23可在 HMI 上编程。一旦主电机停止,该输入必须变为假。针对这些情况,增加 4 个开关量输入点在 VCU 控制。当主电机启动完成且未请求怠速运行时,VCU
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