理论教育 如何优化控制系统的投运?

如何优化控制系统的投运?

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:控制器的手动操作平稳后,被控变量接近或等于设定值。与控制系统的投运相反,当工艺流程受到较大扰动、被控变量控制不稳定时,需要将控制系统退出自动运行,改为手动遥控,即自动切向手动,这一过程也需要达到无扰动切换。在工艺流程开车后,应进一步检查控制系统的运行情况,发现问题及时分析原因并予以解决。

如何优化控制系统的投运?

简单控制系统设计完成后,即可按设计要求进行正确安装。在控制系统按设计要求安装完成,线路经过检查确认无误,所有仪表经过检查符合精度要求,并已运行正常后,即可着手进行控制系统的投运。

所谓控制系统的投运,就是将系统由手动工作状态切换到自动工作状态。控制器在手动工作状态时,调节阀接收的是控制器的手动输出信号。当控制器从手动工作状态切换到自动工作状态时,将以自动输出信号代替手动输出信号控制调节阀,此时调节阀接受的是控制器根据偏差信号的大小和方向按一定控制规律运算所得的输出信号(称为自动输出)。如果控制器在切换之前,自动输出与手动输出信号不相等,那么在切换过程中必然会给系统引入扰动,这将破坏系统原先的平衡状态,是不允许的。因此,要求切换过程必须保证无扰动地进行。

由于在工业生产中普遍存在高温、高压、易燃、易爆、有毒等工艺场合,所以在这些地方投运控制系统,自控人员会承担一定的风险。因而,控制系统投运工作往往是鉴别自控人员是否具有足够的实践经验和清晰的控制理论知识的一个重要标准。

1.投入运行前的准备工作

自动控制系统安装完毕或是经过停车检修之后,都要(重新)投入运行。在投运每个控制系统前必须要进行全面细致的检查和准备工作。

投运前,首先应熟悉工艺流程,并了解控制指标的要求,以及各种工艺参数之间的关系,熟悉控制方案,对测量元件、调节阀的位置、管线走向等都要做到心中有数。投运前的主要检查工作如下。

(1)对组成控制系统的各组成部件,包括检测元件、变送器、控制器、显示仪表、调节阀等,进行校验、检查并记录,保证其精确度要求,确保仪表能正常使用。

(2)对各连接管线、接线进行检查,保证连接正确。例如,孔板上下游导压管与变送器高低压端的正确连接;导压管和气动管线必须畅通,中间不得堵塞;热电偶正负极与补偿导线极性、变送器、显示仪表的正确连接;三线制或四线制热电阻的正确接线等。

(3)如果采用隔离措施,应在清洗导压管后,灌注流量、液位和压力测量系统中的隔离液。

(4)应设置好控制器的正/反作用和内外设定等,并根据经验或估算,预置控制器的参数值,或者先将控制器设置为纯比例作用,比例带置于较大的位置。

(5)检查调节阀气开、气关形式的选择是否正确,关闭调节阀的旁路阀,打开上下游的截止阀,并使调节阀能灵活开关。此外,安装阀门定位器的调节阀应检查阀门定位器能否正确动作。

(6)进行联动试验,用模拟信号替代检测变送信号,检查调节阀能否正确动作,显示仪表是否正确显示等;改变比例带、积分和微分时间,观察控制器输出的变化是否正确。

2.控制系统的投运

合理、正确地掌握控制系统的投运,使系统无扰动地、迅速地进入闭环,是工艺流程稳定运行的必要条件。对控制系统投运的唯一要求,是系统平稳地从手动操作转入自动控制,即按无扰动切换(指手动、自动切换时阀上的信号基本不变)的要求将控制器投入自动控制。

控制系统的投运应与工艺流程的开车密切配合,在进行稳态试车动态试车的调试过程中,对控制系统和检测系统进行检查和调试。控制系统各组成部分的投运次序一般如下。(www.daowen.com)

1)检测系统投运

温度、压力等检测系统的投运比较简单,可逐个开启仪表和检测变送装置,检查仪表显示值的正确性。流量、液位检测系统应根据检测变送装置的要求,从检测元件的根部开始,逐个缓慢地打开有关根部阀、截止阀,要防止变送器受到压力冲击,直到显示正常。

如果启动以后,变送器各个部分一切都正常,就可以将它投入运行。在运行中如发生故障,需要紧急停车时,停运的操作顺序应和上述的开车步骤相反。

2)控制系统投运

应从手动遥控开始,逐个将控制回路过渡到自动操作,保证无扰动切换。

(1)手动遥控(调节阀的投运)。

手动遥控阀门实际上是在控制室中的人工操作,即操作人员在控制室中,根据显示仪表所示被控变量的情况,直接开关调节阀。由于手动遥控时,操作人员可脱离现场,在控制室中用仪表进行操作,因此这种操作方式很受人们的欢迎。在一些比较稳定的装置上,手动遥控阀门应用较为广泛。

(2)投入自动(控制器的手动和自动切换)。

控制器的手动操作平稳后,被控变量接近或等于设定值。将内/外设定选择为内给定,然后调整内给定值的大小使偏差为0;设置PD参数后即可将控制器由手动状态切换到自动状态。至此,初步投运过程结束。

与控制系统的投运相反,当工艺流程受到较大扰动、被控变量控制不稳定时,需要将控制系统退出自动运行,改为手动遥控,即自动切向手动,这一过程也需要达到无扰动切换。

3)控制系统的参数调整

控制系统投运后,系统的过渡过程不一定满足要求,这时需要根据工艺流程的特点,进一步调整控制器的参数δ、T i和T d,直到满足工艺要求和控制品质的要求。

在工艺流程开车后,应进一步检查控制系统的运行情况,发现问题及时分析原因并予以解决。例如,检查调节阀口径是否正确,调节阀流量特性是否合适,变送器量程是否合适等。当改变控制系统中某一参数时,应考虑它的改变对控制系统的影响,如调节阀口径改变或变送器量程改变后,应相应改变控制器的比例带等。

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