离心式空压机控制系统介绍

離心式空壓機控制系統介紹一、控制系統圖

AIR

二、控制系統介紹

(一)、空壓機運轉中若下游流量突然減少、空壓機出口壓力突然增加時，將產生喘振

(SURGE)現象；防止喘振(ANTI-SURGE)控制系統必須在喘振(SURGE)發生之前，自動打開空壓機出口旁通至大氣的排放閥(BOV)，以保持適當的流量與壓力值，防止喘振(SURGE)發生，確保空壓機安全穩定運轉。

(二)、IGV (INLET GUIDE VANE)和BOV (BLOW OFF VALVE)的控制

1.IGV (INLET GUIDE VANE)的控制方式

1.1.IGV為AIR TO OPEN，4 ~ 20mA對應0% ~ 100%開度。

1.2.IGV開度控制，全關為+85°~ 全開為-35°。

1.3.HIC-220裝置於現場儀表盤面，採用YOKOGAWA YS170控制器。

1.4.現場HIC-220控制器設定為MANU模式時，可以由操作人員於控制器面板上按<

←>或<→>鍵，手動調整IGV開度。

1.5.現場HIC-220控制器設定為AUTO模式時，HIC-220接受由OMRON PLC 來的4mA

~ 20mA信號，予以輸出控制IGV開度。但是，在MMI圖控設定為AUTO模式

時，IGV開度可以被設限於某一範圍之間自動開關；當MMI設定為MANU模

式時，IGV開度則不設限。

1.6.現場HIC-220控制器設定為AUTO模式時，操作人員可以在控制室MMI圖控上設

定OMRON PLC之PID控制功能PIC-001；PIC-001為MANU模式時，可手動

在MMI圖控上調整IGV開度；PIC-001為AUTO模式時，則由OMRON PLC

之PID自動控制IGV開度。

1.7.C-1/1(C-1/2)起機前，現場儀表盤HIC-220控制器設定為AUTO模式時，OMRON PLC

自動輸出低於4mA值給HIC-220控制器，令IGV全關。或由操作人員於現場

儀表盤上設定HIC-220控制器為MANU模式時，手動調整IGV開度為全關；

注意C-1/1(C-1/2)起機時，必須把HIC-220控制器設定為AUTO模式，IGV才會

自動打開20%開度。

1.8.C-1/1(C-1/2)起機時，在激磁系統投入、激磁機電壓開始供給1秒後，IGV打開20%

開度，開始加載；現場儀表盤HIC-220控制器設定為AUTO模式時，OMRON PLC

自動輸出7.2mA給HIC-220控制器，令IGV打開20%開度；或由操作人員於現

場儀表盤上設定HIC-220控制器為MANU模式時，手動調整打開IGV。

1.9.C-1/1(C-1/2)運轉中，現場儀表盤HIC-220控制器設定為AUTO模式時，OMRON PLC

以DIRECT COOLER出口壓力PI-001，來調整IGV開度做定壓力自動控制。但

是，IGV開度必須被設限於某一範圍之間自動開關。

1.10.現場儀表盤HIC-220控制器設定為AUTO模式時

1.10.1.C-1/1(C-1/2)停機時，OMRON PLC自動輸出低於4mA(-2%)給HIC-220控

制器，令IGV全關。

1.10.

2.C-1/1(C-1/2)啟動時，OMRON PLC自動輸出4mA(0%)給HIC-220控制器。

1.10.3.C-1/1(C-1/2) Ready to load時，OMRON PLC自動輸出7.2mA給HIC-220

控制器，令IGV開20%。

2.BOV (BLOW OFF VALVE)的控制方式

2.1.B OV為AIR TO CLOSE & FAIL OPEN，4 ~ 20mA對應100% ~ 0%開度。

2.2.FIC-220控制器裝置於現場儀表盤面，採用YOKOGAWA YS170控制器。

2.3.現場儀表盤面FIC-220控制器面板上，固定顯示[A] (AUTO)，無法設定顯示[M]

(MANU)。

2.4.按FIC-220控制器的藍色<翻頁鍵>切換LCD畫面為LOOP 2 (YH SET)時，可以由

操作人員於控制器面板上按<↑>或<↓>鍵，手動調整MV2值來控制BOV開度。

2.5.C-1/1(C-1/2)入口流量經由差壓傳送器FT-220 將流量差壓信號( 0~215mmH2O /

4~20mA )輸入FIC-220控制器，作為FIC-220之製程變數PV (Process Variable)

值。(即YS170之PV1)

2.6.C-1/1(C-1/2)出口壓力經由傳送器PT-220將壓力信號(0~10Bar / 4~20mA)輸入

FIC-220控制器，以Ratio Bias控制方式, 利用公式

FT = K1 x PT+ K2，藉條件

A.PT = 0%、0 Bar或4 mA時，FT = 1.05 mA。

B.PT = 100%、10 Bar或20 mA時，FT = 16.2 mA。

帶入上式，得K1 = 0.947，K2 = -2.74

FT = 0.947 x PT - 2.47

且FT，PT單位均為mA值。

2.7.上式0.947 x (PT-220) - 2.47 之值為mA，轉換為%值成為0.947 x (PT-220) –

18.45 (單位為%)。如下計算：

2.8.FT, PT 之mA信號量化轉換為百分比值

FT = 0.947 x PT - 2.74 (1)

FT為FT220之讀值，4 ~ 20 mA

PT為PT220之讀值，4 ~ 20 mA

將(1)式量化轉換為百分比值，如下

[(FT-4)/16] x 100%

= 0.947 x [(PT-4)/16] X 100% - 2.74 x 100%/16 – (4/16) x 100% + 0.947 x (4/16) x

100%

令[(FT-4)/16] x 100% = FT’

令[(PT-4)/16] X 100% = PT’, 得

FT’ = 0.947 x PT’ - 17.125 – 25 – 23.675

= 0.947 x PT’– 18.45 (單位為百分比值)

2.9.將上式0.947 x (PT-220) – 18.45之值(%)作為FIC-220之SV (Setting Value)值。(即

YS170之SV1)

2.10.設定FIC-220控制器之偏差值為Err = PV (%) – SV(%)，作為FIC-220之PID功

能演算來控制BOV開度。

2.11.當空壓機運轉中若下游流量突然增加、空壓機出口壓力突然減少時，PV增大、

SV減小，則FIC-220控制器之輸出電流增大，輸入I/P之信號增大，將FCV-220關小，減少排放。

2.12.當空壓機運轉中若下游流量突然減少、空壓機出口壓力突然增加時，PV減小、

SV增大，則FIC-220控制器之輸出電流減小，輸入I/P之信號減小，將FCV-220開大，以防止喘振(SURGE)發生。

2.1

3.操作人員可以在控制室MMI圖控上手動設定BOV開度，此信號會輸送到

FIC-220控制器。

2.14.FIC-220控制器將其PID輸出值、手動設定值、與MMI / PLC來之設定值等三

者擇一最小mA值(即要求開最大者)，做為FIC-220控制器之輸出來控制BOV。

2.15.注意BOV為AIR TO CLOSE & FAIL OPEN，4 ~ 20mA對應100% ~ 0%開度，且

FIC-220控制器擇其PID輸出值、手動設定值、與MMI / PLC來之設定值等三者之一最小mA值輸出；所以，欲調整某一者時，必須注意另二者之值是否仍有最小的mA值？若是，則調整後將無變化反應。

2.16.因此，若要由FIC-220控制器之PID輸出值來全範圍自動控制BOV開度，則必

須注意把MMI / PLC之設定與FIC-220控制器之手動設定調為全關(即最大mA 值)，以免控制受限制。

2.17.C-1/1(C-1/2)起機前，操作人員可以在現場儀表盤上按FIC-220控制器的藍色<

翻頁鍵>切換LCD畫面為YH SET (LOOP 2)，由控制器面板上按<↑>或<↓>

鍵，手動調整MV2至最小mA值，令BOV全開。

2.18.C-1/1(C-1/2)起機前，操作人員也可以在控制室MMI圖控上手動設定BOV開度