【JST-036】CCC及其它ITCC系统问题一对一答疑讨论。（技术更新至253楼）

fxw98 发表于 2014-7-23 11:08

                               
登录/注册后可看大图

认真看了楼主的这篇技术贴，感觉收获颇多。本人从事机组运行操作20余年，参加了2个大化肥的原始开车，很是认 ...

谢谢。

您说的“个人认为做控制系统的人员必须对工艺有深刻的理解才能做好”，非常正确。
机组控制要求的不是你对TRICON,ICS这样的硬件和软件有多了解，而是要真正了解机组，象东北某自动控制公司做的TRICON系统在某些方面做的不完善这是很普遍的，有些公司的技术人员可能连流量计算都搞不清楚。
我一直认为TRICON,ICS虽然在防喘振算法上有些落后，但这么多年在国内市场上的应用，也算还可以，只是对于化工的复杂机组有些力不从心。
现在从越来越多的用户反馈来看，不只是产品的问题，而是开发人员的问题。对于比较稳定，结构不复杂的机组，不需要技术人员有多高的机组控制知识，互相抄一下程序就差不多了，但是对于复杂的机组，工艺相对不稳定的情况，不但要求TRICON,ICS有相应的应对策略，同时要求现场的技术人员有相当高的水平才行。不然东西再好，也是没用。对于一个项目来说，开发占30%，70%是现场服务，用户要的是你能熟练掌握自己的产品，对用户的使用给予指导并提出建议，同时对现场的多变情况进行灵活应对，及时修正并完善自己的控制，这样才能发展进步。机组的控制是建立在强大的理论基础上的，但是机组应用却是要在理论基础上做出合理的选择。

首先声明，我和CCC公司没有任何利益关系，只是站在纯技术的角度发表个人看法。
只是机组控制，不包括ESD的话。
如果机组复杂，或者想达到最优控制，如果在不用woodward505调速的情况下，防喘振，转速，性能控制交给CCC是最优的方案。缺点就是前期投入大，但也要看到后期的效益收益。
如果想少花钱，机组的其它控制用普通的PLC就完全够用了。最多PLC做一个冗余配置，至于SIL认证纯属是可选。老外的机组用普通PLC做的比比皆是。
如果是新项目，在自己可能参与项目筹备或是初期设计时，尽可能的叫CCC来计算节流元件和防喘振阀，尽可能的叫CCC来设计管路布局，而不是叫机组厂家来定，我知道这点可能在供货分界上很难做到。
理由是节流元件和防喘振阀的计算是要看性能曲线的Surge limit line和Estimated choke line算的，而不只是按照厂家给出的机组工况。
管路布局也不能x i惯性的把冷却器和气液分离器随便放在出口或是入口，尤其是多段机组。
如果是改造项目，CCC会建议重新计算上述元件和重新布局，大多情况下会增加冷却器，在资金允许的情况下，听建议吧，一分钱一分货。

TRICON和CCC防喘振控制中微分控制的功能和比较。

众所周知，微分控制就是提前响应，防喘振控制里的微分不是直接作用在PID的输出，而是作用在了增加防喘振线的安全裕量上。
所有的微分响应都是工作点在安全区内完成。
防喘振的微分作用是为了响应工作点的快速变化。

TRICON的做法：
首先在安全区内设定一个常量，如果工作点小于这个常量，启动微分功能。
工作点减去一个小的常量，差值叫做hover，也称做徘徊线或是浮动设定点。hover与防喘振线scl做高选，工作点在安全区，远离防喘振线SCL时，Hover肯定会大于SCL，随着工作点的移动，Hover也实时变化，在控制程序中，Hover就是的个虚拟的防喘振线，也就是PID的SP，因此，SP也是实时变化的，工作点是PV。当工作点快速向左移动时，也就是向喘振线快速移动时，PV值快速减小，Hover也减小，但SP的减小是用Ramp函数来控制的，也就是说，SP的减小是缓慢的，SP是按一定的斜率减小的，直到与Hover相等。因此，PV的快速减小时，会小于SP值，这时，阀门会突然增加一个开度。工作点快速向左移动，通过提前打开一定开度的防喘振阀来达到防喘振的提前响应。同时，SP会依据一定速率向Hover靠拢，当SP大于PV时，阀门会慢慢关闭。阀门打开后,PV会增加，因此，PV和SP的运动是相向。如果工作点快速向右移动，SP会立即等于Hover，而不用Ramp来控制。这样阀门也不会打开。

CCC的做法：
CCC的做法是实时判断工作点移动速率，计算dS/dt值，S可以理解为工作点距离喘振点的距离（实际上不是这么简单，但这样说比较形象），距离与时间的导数就是速度，根据速度的快慢来增加防喘振的安全裕量，速度越快，增加的越多，也就是防喘振线向左移动的越多，工作点越靠近防喘振线。快速移动不是指的一次快速移动，而是指变化快，如果第一个周期移动的快，而第二个周期比第一个周期慢，裕量也不会增加。其实这也就是微分响应的实质，偏差的差值大于0才是快速变化。
如果快速移动的工作点一直没有越过防喘振线，没有实质性的喘振危险，防喘振阀将不会打开，而只是增加了安全裕度。
如果裕量增加的趋势减小，也就是说工作点的移动速度dS/dt比上一个周期减小，也就是说工作不在快速向左移动，这时，增加后防喘振裕量会按照一个固定的速率减小到最初的防喘振裕量。
增加的裕量公式是：CRd=Tc(dS/dt-db)，Tc是微分响应增益。

TRICON的功能是对于快速变化的工作点，即使是在安全区，也有可能打开阀门，对于工艺苛刻的机组来说，工作点快速变化会使本来稳定的工艺产生波动。
CCC的功能是只要工作点的快速变化达不到危险程度，就不打开阀门。
两种做法都能完成有效响应快速变化的工作点，但CCC的做法是能不开就不开，而且可以把预期的防喘振裕量做的最小。


下一次介绍一下TRICON的比例控制和CCC的RTL响应。

青青子衿_ 发表于 2014-7-23 17:35

                               
登录/注册后可看大图

TRICON和CCC防喘振控制中微分控制的功能和比较。

众所周知，微分控制就是提前响应，防喘振控制里的微分不 ...

谢谢青老师再次科普！
按照您的说法CCC和TRICON的微分控制功能有两处不同：

一是tricon的微分控制器动作是由于工作点左移速度大于某个固定值（也就是sp向左ramp的速度，没记错的话他们常设置为1 %/s ）。而CCC是微分控制器动作是由于工作点左移加速度大于0（也就是您说的上一个周期比下一个周期速度慢）而且加速度越大动作的越快。 但您给出公式的增加裕量的公式CRd=Tc(dS/dt-db) 是在用 工作点的移动速度和db做比较，这里的db是什么？ 常数？还是上一个周期的速度？

二是tricon的微分控制器动作时是通过PI调节直接作用到阀门，当检测到工作点左移速度过大也就是流量快速减小，控制器会直接开阀增加流量。CCC是增加安全裕度，也就是右移安全线。

比较这两种做法，用青老师的话总结一下就是：CCC的做法就是防喘阀能不开就不开。

假设两台机组工况一模一样，一个用tricon控制一个用CCC控制，两台机组流量同时减小，TRICON是工作点左移速度一大马上开阀，增加流量，使机组远离喘振区，这样做就是安全优先，确保绝对远离喘振区，但弊端就是防喘阀会经常打开，一是浪费能源，二是有时流量减下很大，这时PI作用也很强，瞬间工作点大幅度右移，会造成工作点大范围波动，影响上下游工艺，我也听过别人抱怨过tricon控制的机组工作点离控制线很远时喘振阀莫名其妙的就会开，就是这个原因。而CCC只有当检测到工作点右移速度越来越大时，微分控制器才动作，不是作用在阀门上，而是右移安全线，这样如果工作点持续加速右移，安全线左移，直到二者相遇，防喘振PI控制器才会起作用，开防喘阀。这样既能保证机组不喘振，而且也不会造成工艺大范围波动。

但是我曾经见过某国外大型机组，他们给出的防喘振积分控制跟tricon的类似，工作点左移速度大于某个值，就会梯度式开阀，而且在安全线右侧还有一条release line ，越过这条线也是会梯度开阀。我相信机组厂家是最了解自己机组的人，他们这么做应该有他们的道理。 所以说是不是不可以一概而论谁好谁坏，到底用哪种方式要根据具体的工艺和机组而定？

纯属个人理解，请青老师和各位海友一起讨论，

淡定的年轻人 发表于 2014-7-24 10:31

                               
登录/注册后可看大图

谢谢青老师再次科普！
按照您的说法CCC和TRICON的微分控制功能有两处不同：

你的理解有些地方不对。
TRICON的：工作点向左移动的速度是由Hover值来定的，一般设成5%，如果工作点在一个周期内向左移动的距离大于5%，就会开阀。打开多少是由PID自动计算的。Ramp的速率会影响到关阀的快慢，设置成1%,2%,3%的情况都有。TRICON的微分也是作用于PID的SP，然后通过PI控制输出。
CCC的：当前周期工作点的左移速度大于上一个周期的左移速度，就增加一定的安全裕量，增加的多少是由CRd=Tc(dS/dt-db)决定的，这里的db是死区，也就是增加量要是小于死区，就不增加了。

工作点只要在安全区，不开阀是正确的，防喘振控制的要求就是只要保障机组在安全区，就没有必要开阀。
你说的梯度开阀应该是工作点越过防喘振线了。release line应该在防喘振线的左侧。

下一篇我会说一下这种控制方式。

青青子衿_ 发表于 2013-9-11 13:41

                               
登录/注册后可看大图

我喜欢从技术上分析问题。
仔细看我的帖子，包括以前的。
这里再重复一下：TRICON和ICS的硬件是买的同一个 ...

大庆乙烯三机，四川乙烯三机，康吉森也做下来了，不论控制好不好，至少没有像你说的“不敢做”

liuperfe 发表于 2014-7-26 06:57

                               
登录/注册后可看大图

大庆乙烯三机，四川乙烯三机，康吉森也做下来了，不论控制好不好，至少没有像你说的“不敢做”

乙烯三机中的丙烯制冷是最难的，其它两个没难度，康吉森做的能投自动吗。

青青子衿_ 发表于 2014-7-26 19:35

                               
登录/注册后可看大图

没有能力而去做，这是不负责任的表现，目前国内自动化的现状就是只要有活就行，管它会不会做。能拿到项目 ...

您不如讲讲丙烯机的难点在哪儿，为什么难，怎么去解决。相信海友更关心这些技术的东西。而不是去分析哪个 商家的作为。

liuperfe 发表于 2014-7-28 13:43

                               
登录/注册后可看大图

您不如讲讲丙烯机的难点在哪儿，为什么难，怎么去解决。相信海友更关心这些技术的东西。而不是去分析哪个 ...

不好意思，去呼伦贝尔草原玩了9天，才回来，回复晚了。

我发现这里的海友不同于其它技术论坛或是技术群，除了有只搞技术的外，还有不少能接触设计，选型，定方案的海友。对于现在国内现状，厂家是以忽悠为主的，从技术角度分析厂家的水平肯定是最重要的，但在厂家销售的三寸不烂之舌下，不少技术问题会被忽略和掩盖，不是专业人员很难分辨，在技术讨论之外，对能有权左右采购之人提出一些其它方面的建议也是必要的。

说一下丙烯制冷压缩机的难点，至于解决方法不能具体到每个环节的算法。

我接触到的丙烯制冷压缩机由汽轮机拖动，单缸分四段压缩，沈鼓生产的一般是3MCL。
一段入口进气，经一段压缩内部进入二段，二段入口补气，混合后经二段压缩内部进入三段，三段入口抽气，剩下气体经三段压缩，内部进入四段，四段入口补气，混合气体经四段压缩，由四段出口排气。
共有四个防喘振阀，分部由四段出口回流，分别回流到一段进气入口，二段补气入口，四段补气入口，三段的防喘振比较特殊，回流到三段抽气出口。
三段出口至一段入口之间有一个石墙控制。
一段进气入口，二段补气入口，三段抽气，四段排气，共四个节流元件。

难点1：二段和三段入口流量的计算。一段入口和四段出口流量可以直接测量，二段和三段入口流量需要用到侧流，虚拟流量计方式计算。
难点2：四个防喘振阀之间解耦。
难点3：入口压力的性能控制与防喘振阀之间的解耦。
解耦处理不好，这台机组不可能投到自动运行。
至于怎么解耦，每个厂家都说有自己的方式，我只看到了CCC和GE的解耦方式，具体怎么做的，以后另外发贴讨论。

楼主对TRICON系统很了解，不过我们遇到的问题是，两台MAN的机组，在运行中三段防喘阀门从开车到现在一直关不完，这个原因与那些有关系，能够分析下吗？？切合我们实际的工况，通过系统的调整能否解决

tiger_168168 发表于 2014-8-8 16:54

                               
登录/注册后可看大图

楼主对TRICON系统很了解，不过我们遇到的问题是，两台MAN的机组，在运行中三段防喘阀门从开车到现在一直关不 ...

防喘振阀关不上的原因只有一个，就是工作点与喘振点的相对位置不对，不是喘振点的原因，就是工作点的原因。

先发下流程图看一下，最好有喘振画面的截屏。

楼主接着介绍ccc和tricon的区别啊 ，最好解耦也说一说

chengf 发表于 2013-9-11 16:29

                               
登录/注册后可看大图

说了半天，楼主是纸上谈兵，没用过啊。
关于理论上，确实资料上和齐全的。但我目前留下的概念就只有这几 ...

看来CCC的控制方案是好的。

楼主要是有案例就好了

TRICON的比例调节和CCC的阶跃响应。

SLL为喘振线，SCL为控制线。

TRICON：在SLL和SCL之间设置一条线，默认是SCL和SLL之间的70%位置，也就是防喘振裕度的70%，起个名字叫比例线。如果工作点在SLL和比例线之间，那么计算比例输出就是工作点在SLL和比例线之间的线性输出。SLL的输出为100，比例线的输出为0。比如，工作点在SLL和比例线之间，比例输出就是50%。然后比例输出与PID输出进行高选，为最后的防喘振阀输出。比例输出可以实现工作点快速进入防喘振区后，PID响应慢的时候，快速打开防喘振阀。

CCC：在SLL和SCL之间设置一条RTL线。如果工作点进入SLL和RTL线之间，阶跃响应的输出与PI响应的输出叠加为防喘振阀输出。有两种阶跃输出，一种是单步输出，就是只产生一次阶跃输出；另一种是多步输出，在固定的时间间隔内，进行多次的阶跃输出，每次都是判断工作点与喘振点之间的距离来确定阶跃响应的输出值大小，CR= Td*dSs/dt+minRT，Td是微分常数，minRT预设的最小输出值。当工作点回到SCL右边的时候，阶跃响应的输出是按照PI响应的一定比率来减小到0的。

TRICON和CCC的区别：
TRICON的做法是如果工作点一直在SLL和比例线之间，这个比例输出就一直存在，与PI响应进行高选，效果基本上是一次性的，当工作点第一次快速进入防喘振区时，比例输出能提前PID，快速做出反应。
CCC的做法也是为了快速响应工作点的变化，争取一次阶跃响应加上PI响应，一个较大的防喘振阀输出能够抑制喘振的发生。
但如果一次快速响应无效时，CCC有后续的阶跃输出进行快速响应进行多次调整。

向前轮回 发表于 2014-8-25 00:18

                               
登录/注册后可看大图

楼主要是有案例就好了

算法的公式推导和应用，以及案例倒是有不少，但这些都是内部资料，不方便公开啊。

楼主如何根据设备厂家提供的资料（那些资料能否说明？）画出喘振线？X轴H/PS具体是那些参数？

向前轮回 发表于 2014-9-21 10:08

                               
登录/注册后可看大图

楼主如何根据设备厂家提供的资料（那些资料能否说明？）画出喘振线？X轴H/PS具体是那些参数？

需要的资料：
1.性能曲线
2.压缩机参数表
3.节流元件计算书
4.气路流程图P&ID

喘振线X轴h/Ps：
h是节流元件的差压，Ps是入口压力。

计算喘振线的方法要看用哪家的方案，TRICON,CCC,GE,ICS的方法都不同。不管哪家，X轴都不是简单的h/Ps，都对h/Ps做了二次计算。

以上是几个厂家的喘振线X轴：
TRICON和ICS早期的算法其实是一样的，都是micon公司的喘振技术，就是将工作点的补偿流量与最大流量相除再平方。这种做法现在来看，是有弊端的，具体的弊端看以前的回帖。最近没有研究ICS，听说ICS有新的算法了。
1.TRICON：
TRICON有三种算法
第一种是（mass flow/max mass flow）^2 x 100方法。
第二种是TRICON的经典公式（ρ*Q/c/Ps)^2*Ts*Zs/MW
第三种（mass flow/max mass flow*Psb/Ps）^2*Ts/Tsb
以上三种计算结果是一样的。
X轴是一个100%以内的数。
控制点就是工作点的流量比。

2.ICS
ICS的X轴：hs=（Q/Qmax）^2*(MWc/MW)*(Pc/Ps)^2，其中Pc是设计压力，MWc是设计分子量。
其它与TRICON相同。


3.CCC
CCC的X轴计算方法至少有5种，只说一下通用的。
通用的喘振线X轴就是h/Ps，根据性能曲线不同，计算h的方法不同，国外机组一般给的性能曲线纵坐标是多变压头Hp，横坐标是体积流量，根据Hp，计算出来Pd，再根据节流元件计算书和压缩机参数表，计算每个喘振点的体积流量对应的差压h，Ps是设计压力。h/Ps就是喘振点的X轴。
国内厂家性能曲线的纵坐标直接就是Pd，可以直接用，计算h的方法是相同的。
工作点的斜率除以喘振点斜率，作为实际的控制点。

4.GE
GE的算法其实是CCC的一个简化，CCC有一堆计算公式，GE只用其中一个最能针对自己机组的。与CCC的通用算法只有纵坐标不同，X轴是相同的。
控制点不是斜率，而是工作点的X轴与喘振点X轴的比值。


TRICON和ICS算法中，计算后的喘振线X轴是喘振点与最大流量比，工作点的X轴是实际流量与最大流量的比，数值范围是0-100%。
CCC与GE算法中，喘振线的X轴是h/Ps，h是喘振点的差压，Ps是设计压力，工作点的X轴也是h/Ps，h是实测差压，Ps是实测压力。这个算法的好处是不用管流量是多少，更不用假设最大流量是多少（这个根本假设不准），只用知道差压就行了。在控制上，CCC可以理解为控制的是喘振点的斜率/工作点的斜率，GE控制的是工作点h/Ps除以喘振点h/Ps。

为了不砸自己饭碗，不能说的再具体了，尤其是CCC的算法。对于不是一个搞机组控制的人来说，只要了解一下就行了。如果你真的需要，可以和我单独联系。

青青子衿_ 发表于 2014-9-22 11:39
需要的资料：
1.性能曲线
2.压缩机参数表

我们用的是tricon的画面上x轴是h/ps  程序里是h/ps再乘以一个常数   不同级的乘以的常数是不一样的

向前轮回 发表于 2014-9-23 01:40

                               
登录/注册后可看大图

我们用的是tricon的画面上x轴是h/ps  程序里是h/ps再乘以一个常数   不同级的乘以的常数是不一样的

h/ps再乘以一个常数，是求防喘振线吗。
能抓图看看不。

LZ  你好 请问你有没有HIMA的逻辑块说明书之类的，最好是中文的，非常感谢....