【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）

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

                               
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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

                               
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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

                               
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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....

yanyudongfei 发表于 2014-9-27 10:33

                               
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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....

http://pan.baidu.com/s/1XfGE

只找到这个。

青青子衿_ 发表于 2014-9-30 14:02

                               
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http://url.cn/NVDX7M

只找到这个。

打不开...

楼主    我们用康吉森的系统   能用Triconex  写个最简单的四选二程序

简单介绍一下机组控制中的重点和第三难点：性能控制（Performance Conrol)及其与防喘振解耦。（我觉得第一难点是燃机，第二是抽汽及解耦）

先说下性能控制（Performance Conrol)的概念：
性能控制的目的就是要维持入口压力、出口压力或是过程流量在一个设定值上。要实现性能控制，压缩机至少要有2个控制元件，一个是控制压缩机吞吐量用的，比如入口阀门、入口导叶或转速控制器；另一个就是防喘振阀。因此，性能的控制是由性能控制器与防喘振控制器、转速控制器合作完成的。
对于电机驱动时，性能控制器是通过控制入口阀门或入口导叶与防喘振阀来调节性能，防喘振控制器保护机组避免喘振。
对于透平驱动时，性能控制器是通过控制透平转速与防喘振阀来实现的，同时防喘振控制器保护机组。

以下只讨论透平驱动下的性能控制。

传统的性能控制是由过程PID控制器（比如出口压力PID，流量PID等）的输出串级到透平的速度设定点（对应gov_min或gov_max)。这样做有两个弊端。一个是如果要求快速降低性能时（以下我们说增加性能是指的增加转速，降低性能是降低转速），大幅度的降低转速会使压缩机进入喘振区，防喘振控制器会打开防喘振阀以保护压缩机，但是，这个过程通常太慢，防喘振阀的超调会导致性能下降到预期值，而造成性能的超调。另一个弊端是可以想象的，速度控制与防喘振控制是互相制约的，就是防喘振控制会导致性能的偏移，性能控制的控制会导致喘振。
要想解决以上的问题，就要使两个控制器之间有联系，这就是我们常说的解耦。解耦的目的通俗的说就是控制器之间互相通知一下，什么时间我该做啥，同时告诉对方我在做什么，你要怎么做。

市场上主流的机组控制公司，不论哪个厂家做的解耦，都是围绕的工作点的变化和性能控制的输出来做文章的。
TRICON的做法：
假设性能控制调节的是出口压力，那么出口压力的PID输出0-100%，做为性能控制器的调节对象，叫做demand。TRICON的做法是对demand进行分层调节。在demand之间取一个点，叫做Dynamic Breakpoint，简称BP。
性能控制器的输出demand，从BP-50%-----BP对应防喘振阀的100%（全开）-0%（全关），demand的50%----100%对应过程设定点输出（包括对应Min Gov到Max Gov或是入口导叶开度）。简单的说就是用BP把demand分成两段，BP-50%到BP这段要动作防喘振阀，50%到100%这段要动转速。性能控制器就是通过调节BP的位置，来确定demand的输出是什么。
BP的增加和减小由喘振工作点的位置决定的。在防喘振控制线SCL右边定义一个区域，一般是SCL右边的1%到3%（也可以是2%-5%），这个范围叫No-Ramp Zone。如果工作点在No-Ramp Zone的左边，BP就缓慢增加；如果工作点在No-Ramp Zone之间，BP不变化；如果工作点在No-Ramp Zone右边，BP就缓慢减小。
工作点的变化会导致BP的变化，这样demand的分层输出就会直接引起喘振阀和转速的输出变化。
例子1，工作点在安全区，防喘振阀全关，根据当前性能，维持在一定的转速下，这时demand缓慢减小，导致转速减少，也就是降低性能。BP这时也会减小，向demand-Hover靠拢。一旦性能减少到使工作点达到No-Ramp Zone，BP就不再减小，同时转速不再降低。随着性能进一步的降低，性能控制器的输出demand小于BP，这时性能控制器的输出就是喘振阀开度，同时把开度值给防喘振控制器，通过打开防喘振阀降低性能，虽然这时还在安全区。
例子2，如果性能控制的输出demand快速降低，demand会快速移动到BP左边，立即打开防喘振阀，然后，BP缓慢减小，BP减小导致速度设定点降低，喘振阀关闭。
例子3，如果需要增加性能，demand的增加会使防喘振阀关闭，使工作点靠近喘振控制线。这时，BP会根据当前工作点的位置而增加，以使工作点始终在控制线的右边。随着性能给定值的增加，喘振阀最终会全部关闭。当喘振阀全关后，开始提高转速设定点。
性能控制器的输出会给防喘振控制器，防喘振控制器将性能控制器给的阀门与防喘振控制器的输出进行高选后来决定阀门的最后开度，同时将最终开度回传给性能控制器。同时，性能控制器的输出作为转速控制器的设定值，转速的最终设定值回传给性能控制器，以实现无扰切换。

GE/CCC做法：
不管性能调节的是流量还是压力，都先用一个PID来处理，输出是0-100%的数，作为性能控制器（PIC）中PID的SP，PIC的PV是流量比。这个概念的意义是，不管性能控制的是什么，其实就是调节压缩机的功耗，压缩机的功耗就是流量，满负荷就是最大流量，通过控制压缩机的流量来实现性能控制。PIC的输出是0-100%之间的数，不管要调节流量还是压力，都转换为无量纲的数值。PIC的输出对应两部分，一部分是转速设定值（Min Gov到Max Gov）或导叶开度；另一部分是防喘振阀的开度，也就是PIC的输出就是防喘振阀的开度0-100%。这是非常先进的控制理论。
PIC的SP是给定的性能预期值，只要PV和SP不相等，那么PIC就会有输出，只要有输出，转速设定值就会改变，防喘振阀就可能有开度，通过改变转速或是防喘振阀门的开度，使PV=SP，稳定在预期的性能上。但是，转速和防喘振阀不是随便什么时候都可以改变的。
首先在SCL（防喘振控制线）的右侧定义两条线，尽可能靠近SCL，一条是CAL，再向右一条是CAH。可以想象，CAL与CAH之间有一个小范围。
提升性能时：
如果工作点在CAH右边，就先关阀，再升转速；如果工作点达到CAL，就先升速，再关阀。
降低性能时：
如果工作点在CAH右边，先降速，当转速达到Min Gov时，才开阀；如果工作点达到CAL，先开阀，然后再降速。
以上的过程是动态的，不管是提升性能还是降低性能，当转速及阀门变化，就会引起工作点的变化，因此转速的升降，阀门的开关，一直在交替变化。性能控制器在调节性能时，会使工作点始终在CAL与CAH之间呈阶梯形变化，这也就是网上一些关于性能解耦控制里描写到的工作点锯齿形的运行轨迹。
这里还有一个问题，性能控制器的首要目的是稳定性能在预期值，稳定过程的时间不会太长，当性能稳定后，防喘振阀门有可能没有全关，这时候就会造成浪费。针对这个问题，PIC会定时自动提升一点点性能，打破性能的稳定，重新引起转速和阀门的变化，然后使性能恢复到原有值，同时使阀门关闭一些，当然这个波动是非常非常小的。这个重新整定的过程会根据阀门的开度及机组的响应时间反复进行很多次，占用不同的时间，但调整的过程是不会引起工艺变化的。
PIC的输出给防喘振控制器，防喘振控制器与自身的输出进行比较，结果回送给PIC。

下面再简单说一下负荷分配的问题。
TRICON的负荷分配我没见过，GE/CCC的负荷分配是建立在性能控制器的解耦基础上的。性能控制器的SP可以由一个中心控制器来给定，中心控制器根据机组的串并联结构分配每台机组的SP，以使每台机组的性能都是平均分配的，不应该出现一台机组达到满负荷，而其它机组还没有到额定性能，这就是PIC为什么要用无量纲来做的原因，不管机组是否相同，分配来的SP都是个百分比的数，这个百分比只针对自己的性能，每台机组只要调节自己的性能等于这个百分比就行了，所有的机组针对自己性能都是相同的。

以上是我对性能控制解耦的一些理解，希望大家的指正。

LZ有没有CCC的软件的教程之类的 可否给点看看 谢谢  好人一生平安

仔细的看了每一个回帖，学习了！
我现在用的是woodward micronet TMR。需要继续学习，呵呵

      就楼主的帖子，整整看了半个下午，觉得受益匪浅，但是由于刚从事自控3年，并且之前的PTA项目的机组是MAN的，整个机组控制部分做在了西门子的PLC里面，由于一个黑匣子，而且在前期配合德国人调试的时候德国人也对于保护知识产权方面做的过于到位，所以在整个机组的控制上基本上没太大的概念。看完楼主的帖子，发现很多热力学，流体力学等专业上的知识过于抽象（主要是喘振计算方面的），感觉因为知识面过于狭窄，还得通过以后的知识扩展多多消化。
      我们公司最近也是处于项目前期，本人身为控制系统项目组的一个成员也对于公司的压缩机控制系统的选择问题很是纠结。就帖子所说到的两个厂家CCC和北京康吉森的人也都过来做过交流，也都多少了解了一点他们的产品。但毕竟身为用户不能过分听信他们任何一方，所以最近也一直在网上和朋友圈收集相关的资料，以便在以后选择系统的时候不会花冤枉钱。
      之前楼主也说过前期的投入大一点可能通过以后生产中找回，比如选择一个好的系统可以完成很好的负荷分配，之前也了解过两个厂家在国内比较大的石化行业的业绩。也有互相改造互相拆台的，说改完每年节约多少蒸汽，结算后几千万一类的案例。就我们现在的装置，希望楼主能给与一定的客观的建议。
        （1）加氢裂化部分循环氢，采用的离心式压缩机，据了解控制部分较为简单，都是二级压缩。（3C来交流也表态了，他们在加氢裂化没优势，估计也是比较简单吧）
        （2）连续重整部分由于产量偏大，循环氢和增压机部分采用并联。增压机为3个缸，三级压缩，级间设有分液罐。
        （3）丙烷脱氢装置产品气压缩机，再生空气压缩机和丙烯制冷压缩机，因为PID暂时没出，但从之前别的公司（相同工艺包）了解到，此处控制也较为复杂，而且该公司的整套控制部分都是由康吉森来做的（康吉森来交流的时候也提到了此处）
            我的个人想法是当前技术控制较为成熟的机组，希望选用费用较低的控制系统，希望给公司前期节约成本，但是对于比较复杂的，希望选用CCC的，一是较少工艺操作人员压力，二是也保证了机组的稳定和装置的稳定。希望楼主能给点专业意见，谢谢
         
      

我们用的是TRICON的ITCC，还有一套SIS系统，下位机编程软件一致，上位机一套是TRIVIEW,一套是INTOUCH。现在的防喘振点已经是用进口流量差压和压缩比作为喘振点了。。。。。。版主说的一些控制系统有动态系统有静态系统之分，至于需不需要整合就仁者见仁，智者见智。曾经想将ITCC与SIS合并，主要是重经济上考虑，后来考虑到安全方面我们最终将其分开了。

能请教几个机组振动测量的问题吗？
1.振动的测量探头是不是有电涡流式的（um)和压电式速度(mm/s)，压电式加速度探头(m/s2)？
2.电涡流探头是非接触式的安装，而压电式速度和压电式加速度探头是接触式安装，要紧贴外壳安装？
3.电涡流探头测量要加前置放大器，而压电式速度和压电式加速度探头不要加前置放大器？
4.压电式速度和压电式加速度探头不加前置放大器，为什么还要供-24V电源？
问题有点多，搞不懂，谢谢了。

青青子衿_ 发表于 2014-7-23 17:35

                               
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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 ...

“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。”
PV值与Hover不是相差一个常量吗，Hover不就是SP吗，为什么说SP减小，直到Hover相等？不太理解。

wullen123 发表于 2014-12-18 22:16

                               
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“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 ...

HOVER是工作点减去一个常量后的值，叫徘徊或是悬浮设定点。
假设当前的工作点PV是70，Hover的偏移量是3，那么徘徊设定点就是70-3=67。如果系统马上稳定了，那么SP就是67，但整个系统是在不停的调整过程中，所以就有以下变化：
假设，工作点一开始稳定在70，SP就是67，当工作点快速从70减小为55，那么徘徊设定点就会立即从67变为52。但SP不会立即变为52，这一瞬间，PV是55，SP是67，所以防喘振阀会快速打开一定开度，同时SP从67开始按一定的速率缓慢向52靠拢。在这个过程中，因为已经开阀，如果整个管路响应的快，工作点就会随着开阀而向右移动，从会55开始增加，徘徊设定点也会增加，但SP还是减小，直到SP等于徘徊设定点，系统不会再开阀。
整个过程的现象就是突然一下开阀，然后开阀的速度会变慢，工作点不再向左移动后，然后开始关阀。

这只是一个理想的过程，在实现的工艺中，还要看整个管路的设计能力，响应越快越好，而且所有的参数都要按照管路的响应能力来设定的，而不是一成不变的。这就要求TRICON的系统运行周期越快越好，如果CPU的速度跟不上，那么肯定出现超调现象，就是一下开阀多了，然后再关，压缩机的搞干扰能力就差。
为什么叫动态防喘振，就是因为有象上面这些功能，控制系统要实时响应工艺的变化，而不只是保护机组。
不过说实话，上面这个功能在很多工艺流程上还不如不用，因为只要工作点有快速扰动，就会开阀，很麻烦。有兴趣就研究一下CCC的做法吧，同样的微分响应，但不会开阀，只是移动SCL。



“TRICON有三种算法 第一种是（mass flow/max mass flow）^2 x 100方法。” 为什么要平方，是要转化成孔板的差压比吗？ 我觉得不平方也可以吧，因为已经是质量流量了，跟压力，温度没有关系了，无需温压补偿。

你回复的这个问题在这里说吧。

平方不是温压补偿的问题。
厂家提供的性能曲线坐标一般是多变压头（Y坐标）-入口流量（X坐标）或出口压力（Y坐标）-入口流量（X坐标），平方比的算法是要把性能曲线的坐标转换为无量纲，也就是要约掉入口条件、分子量等的影响，和温压补偿无关。推导后的坐标系一般是简化压头（Y坐标）-简化流量（X坐标），这个坐标下的流量是平方的。另外一点，原有的性能曲线中可以看出，不管是质量流量还是体积流量，流量与压力的曲线是抛物线，是个2次方程，也就是说流量的平方与压力才是线性关系，Hp=C*(Q)^2。公式的推导是不同厂家虽然有区别，但都是用的热力学公式。你可以找资料看看。

cy880807 发表于 2014-11-16 14:47

                               
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就楼主的帖子，整整看了半个下午，觉得受益匪浅，但是由于刚从事自控3年，并且之前的PTA项目的机组是 ...

我个人的看法是只选择合适的，贵的虽然好，但很多功能你可能用不上。
对于回路复杂，工艺点扰动大的机组，建议你用CCC。
象单回路，工艺点稳定，不需要怎么调节的，你用其它谁家的都行，普通PLC也一样。

好用不好用的区别就是你的所有阀门能不能自动或手动关上，自动最好；工艺有波动，你的阀门是不是跟神精病一样，没事抽几回风；转速会不会老是要人为去设定；四季的变化会不会影响到机组的参数变化等等。