Desarrollo de la tecnología de control de carga elástica para equipos criogénicos grandes

Este documento describe brevemente la importancia y el principio de la tecnología de carga elástica para los grandes sistemas de separación de aire, y elabora en los puntos técnicos de la tecnología de carga elástica y su software del sistema y métodos de configuración de hardware, lo que garantiza la demanda variable de producción en Laigang, reduce la emisión y reduce el consumo de energía del generador de oxígeno en las diferentes cargas. Tiene un valor de referencia importante para el ajuste de carga automática de otros grandes sistemas de separación de aire.
Palabras clave: sistema de control distribuido; Sistema de control de procesos avanzado; carga elástica

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1. Introducción
2. Principios básicos de implementación
3. Entorno de hardware
4. Solución técnica

1. Introducción

Mantener el equilibrio de enfriamiento y el equilibrio logístico, reducir el consumo de energía de todo el proceso del dispositivo en diferentes cargas y mantener cada vez más valorados por la industria, y la tecnología de carga elástica también se ha convertido en un tema clave de desarrollo.
El generador de oxígeno de 60000m³/h de Laigang es responsable de la mayoría de las tareas de suministro de gas de Laigang. Al mismo tiempo, las necesidades de producción de Laigang para oxígeno y nitrógeno varían mucho. A veces se necesita más oxígeno, y a veces se necesita más nitrógeno. La tecnología de carga elástica puede garantizar la demanda variable de las necesidades de gas de producción de Laigang, resolver el consumo de energía del generador de oxígeno en todo el proceso bajo diferentes cargas y reducir la tasa de emisión.

2. Principios básicos de implementación
El sistema de control del generador de oxígeno 60000m³/h de Laigang se divide en dos niveles: sistema de control distribuido DC (control básico) y sistema de control avanzado (control avanzado).
2.1 Sistema de control distribuido DCS (control base)
El sistema de control distribuido (DCS) realiza tareas de control básicas, que incluyen: control automático de paletas de guías de entrada del compresor de aire, control automático del compresor de aire anti-argumento y protección entrelazada de compresores de aire; control automático y enclavamiento de los niveles de líquido de torres de enfriamiento de aire y torres de enfriamiento de agua; ajuste automático del flujo de agua después de las bombas de agua; control automático y conmutación automática de bombas de agua; control automático de adsorbentes de tamiz molecular y protección entrelazada de calentadores de tamiz molecular; Control automático de las paletas de la guía de entrada del compresor de aire, control automático del compresor de aire anti-surgir/protección entrelazada de compresores de aire; Control automático de las paletas de entrada del expansor de turbinas/control automático de anti-surgir en la protección de extremo/intercambio de turbinas de impulso; control y distribución del flujo de aire en el intercambiador de calor principal; Control automático de la destilación de oxígeno-nitrógeno, pureza del producto de oxígeno-nitrógeno y flujo de productos de gas oxígeno-nitrógeno; control automático, regulación de carga y conmutación automática de bombas de oxígeno líquido; destilación de argón, pureza del producto de argón y control automático de gas argón del flujo de productos; control automático y ajuste de carga y conmutación automática de la bomba de argón; protección y control del sistema de tanques de almacenamiento; control y protección del sistema eléctrico; Operación y conmutación automática de la bomba de líquido criogénico durante el funcionamiento normal.
2.2 Sistema de control avanzado (control avanzado)
Agregue el sistema de control avanzado sobre la base de DC. El sistema de control avanzado realiza la tarea de control remoto y comando de DC. Its main function is to calculate according to the product target value through the process mathematical model of the advanced control system, and read the instantaneous value of the relevant process parameters of DCS at the same time, obtain the change of the automatic control operation point (all relevant process parameters are converted from current value to target value at the same time), transmit it to DCS, and remotely control DCS for adjustment, so as to realize the automatic load change of the producto. El sistema de control avanzado tiene un modelo matemático de los parámetros del proceso de cada condición de trabajo dentro del rango de carga del 80% ~ 110% del generador de oxígeno, que es la parte central de la realización de la tecnología de carga elástica.

3. Entorno de hardware
El control básico utiliza 3 conjuntos de sistemas DCS de la serie Foxboro I/A para realizar el control básico de la separación del aire; El sistema de control consta de 1 estación de ingeniería, 3 estaciones de operador, 1 estación de control de procesos y red de comunicación. La estación de trabajo y la estación de control forman una red de malla redundante de fibra completa. La estación de control avanzada intercambia datos con la estación de ingeniero a través de la comunicación del servidor OPC. Como un cerebro de control de nivel superior, la estación de control avanzada controla de forma remota los DC de control básicos para realizar una regulación de carga variable en la separación del aire.

4. Solución técnica
4.1 Configuración de la estación de control avanzada
El sistema de control avanzado se ejecuta en la estación de control avanzada y utiliza la versión en inglés del sistema profesional Windows XP. La estación de ingeniería DCS actúa como un servidor OPC, y la base de datos del sistema de control avanzado y la estación de ingeniero DCS realizan la comunicación OPC para transmitir e intercambiar datos. La base de datos en tiempo real del sistema de control avanzado almacena todos los datos enviados y recibidos por el DCS, así como los datos complementarios que deben compartirse entre varios módulos de software. La base de datos en tiempo real se administra en segundo plano, y el operador no tiene derecho a acceder directamente a la función de servicio de la base de datos. La base de datos en tiempo real es el módulo de software básico, y todos los demás módulos están conectados a ella.
La base de datos en tiempo real consta de tres partes:
①El área de almacenamiento de la base de datos en tiempo real:Otros módulos en este área de almacenamiento de datos de acceso a través de una función de interfaz dedicada, que debe ejecutarse antes de que se inicien todos los demás módulos; El programa de servicio RDB _ OPR se puede usar para monitorear y usar los datos en la base de datos;
Módulo ②OPC:Este módulo es responsable de la transmisión de datos entre el sistema DCS y la base de datos en tiempo real del sistema de control avanzado. Las funciones principales son leer el archivo de datos de configuración, crear puntos de datos en la base de datos en tiempo real, inicializar o iniciar comunicación desde/al sistema DCS y realizar la transmisión de datos cronometrada de acuerdo con la solicitud;
Interfaz de operador:El OPI del operador proporciona todas las funciones de interfaz de usuario (como el monitoreo de datos y las funciones de control del operador)). Los datos monitoreados y controlados por OPI son los datos obtenidos en la base de datos en tiempo real.

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