復(fù)雜控制系統(tǒng)故障維修實(shí)例

凡是多參數(shù)，兩個(gè)以上變送器、兩個(gè)以上控制器或兩個(gè)以上調(diào)節(jié)閥組成多回路的自動(dòng)控制系統(tǒng)，稱之為復(fù)雜控制系統(tǒng)。當(dāng)然，這類系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、參數(shù)整定與投運(yùn)也相應(yīng)比簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)要復(fù)雜些。目前常用的復(fù)雜控制系統(tǒng)有：串級(jí)控制、均勻控制、比值控制、前饋控制、選擇控制、系統(tǒng)等。您就跟隨工程師整理的故障維修實(shí)例了解復(fù)雜控制系統(tǒng)故障維修的方法和思路。

1、串級(jí)控制系統(tǒng)維修實(shí)例

串級(jí)控制系統(tǒng)有兩個(gè)閉合回路。主控制器、副控制器串聯(lián)，主控制器（單回路）的輸出作為副控制器（）的給定值，系統(tǒng)通過(guò)副控制器的輸出操縱控制閥動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)主變量的定值控制圖1。所以在串級(jí)控制系統(tǒng)中：主回路是個(gè)定值控制系統(tǒng)，而副回路是個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)。

故障實(shí)例分析：

①某石化裝置一個(gè)液位與流量串級(jí)控制系統(tǒng)（液位為主環(huán)，流量為副環(huán)，DCS系統(tǒng)），控制品質(zhì)不好

故障檢查、分析：引起故障的原因有以下幾個(gè)方面：控制器控制參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、控制對(duì)象不在正常工況、控制對(duì)象滯后大、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)不線性。對(duì)控制器控制參數(shù)進(jìn)行重新整定，重新校驗(yàn)調(diào)節(jié)閥，檢查測(cè)試滯后時(shí)間。

故障處理：經(jīng)綜合調(diào)整測(cè)試發(fā)現(xiàn)是液位控制滯后時(shí)間太長(zhǎng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)串級(jí)調(diào)整。

②丁辛醇裝置LIC0406與FIC0411為串級(jí)控制系統(tǒng)，控制400A反應(yīng)器采出，該控制系統(tǒng)副環(huán)能投自動(dòng)，但是無(wú)法投串級(jí)，投串級(jí)以后波動(dòng)很大

故障檢査、分析：檢查測(cè)試發(fā)現(xiàn)由于串級(jí)控制PID參數(shù)設(shè)定不合理，又根據(jù)工藝實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，導(dǎo)致無(wú)法投用串級(jí)。

故障處理：在重新調(diào)整設(shè)定PID參數(shù)以后，才將串級(jí)投用。

③一串級(jí)控制系統(tǒng)的主控制器為蒸汽壓力控制器，輸出正常，其輸出和壓力管道的流量信號(hào)經(jīng)微分加法器后至流量副控制器的外給定。發(fā)現(xiàn)外給定突然下跌，但主控制器輸出正常

故障檢查、分析：此系統(tǒng)因主控制器的輸出和副控制器的外給定通道，加一個(gè)具有前饋?zhàn)饔玫奈⒎旨臃ㄆ飨嗉雍筝敵鲎鳛楦笨刂破鞯耐饨o定。檢查發(fā)現(xiàn)故障是因?yàn)槲⒎旨臃ㄆ鞯?a target="_blank">保險(xiǎn)絲接觸不良，引起斷電，其輸出為零，導(dǎo)致副控制器的外給定下跌。

故障處理：更換保險(xiǎn)絲使其接觸良好，故障消除。

④一液位一流量串級(jí)控制系統(tǒng)，串級(jí)調(diào)節(jié)波動(dòng)較大，達(dá)不到控制指標(biāo)

故障檢查、分析：分析判斷故障原因是由于副控制器的控制參數(shù)設(shè)置不當(dāng)造成，副控制器積分作用過(guò)強(qiáng)，使回路不易控制。串級(jí)控制系統(tǒng)對(duì)主參數(shù)要求較高，不允許有誤差，主控制器一般選擇比例積分控制規(guī)律，當(dāng)被調(diào)對(duì)象滯后較大時(shí)，可引入適當(dāng)?shù)奈⒎肿饔?。但?duì)副參數(shù)要求不嚴(yán)，因副參數(shù)是跟隨主控制器輸出變化而變化，所以副參數(shù)一般采用比例控制規(guī)律就行，必要時(shí)引入積分作用。

故障處理：重新設(shè)置副參數(shù)。

2、比值控制系統(tǒng)維修實(shí)例

合成氣在汽化爐的調(diào)整過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)汽油比在低給定值10% 時(shí)，爐溫正常、有效，氣才合格

故障檢查、分析：汽化爐的渣油裂解過(guò)程中，蒸汽的加入量是靠一個(gè)比值系統(tǒng)（汽/油比）來(lái)控制的，汽油比下降，蒸汽量也減少，但爐溫正常、有效氣合格，這說(shuō)明實(shí)際蒸汽量并沒有減少。首先檢查回路信號(hào)是否正常，通過(guò)測(cè)量，信號(hào)傳輸無(wú)問(wèn)題，又對(duì)一個(gè)差變變送器校驗(yàn)，無(wú)問(wèn)題。又檢查了可以進(jìn)汽化爐的蒸汽管道的閥門，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，停車用的事故蒸汽切斷閥處于開位，蒸汽是從這進(jìn)入汽化爐的。

故障處理：關(guān)閉事故蒸汽手閥，汽油比慢慢恢復(fù)正常。然后檢查切斷閥，原來(lái)是因?yàn)殡姶砰y氣路堵，造成錯(cuò)誤位置，更換了電磁閥，一切恢復(fù)正常。

3、均勻控制系統(tǒng)維修實(shí)例

某串級(jí)均勻控制系統(tǒng)圖2在投運(yùn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，主參數(shù)液位穩(wěn)定在定值，而副參數(shù)波動(dòng)較大，給后續(xù)工序造成較大干擾。

圖2 串級(jí)均勻控制系統(tǒng)

故障分析：均勻控制系統(tǒng)通常是對(duì)液位和流量?jī)蓚€(gè)參數(shù)同時(shí)兼顧，通過(guò)均勻調(diào)節(jié)，使兩個(gè)互相矛盾的參數(shù)保持在所允許的范圍內(nèi)波動(dòng)，即兩個(gè)參數(shù)在調(diào)節(jié)過(guò)程中都應(yīng)是緩慢變化的，而不應(yīng)該穩(wěn)定在某一恒定值上。

發(fā)生以上情況顯然是控制器參數(shù)整定思路及方法不對(duì)造成的，應(yīng)按如下步驟整定液位控制器和流量控制器參數(shù)：

①將液位控制器的比例度調(diào)至一個(gè)適當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)值上，然后由小到大地調(diào)整流量控制器的比例度，同時(shí)觀察調(diào)節(jié)過(guò)程，直到出現(xiàn)緩慢的周期衰減過(guò)程為止。

②將流量控制器的比例度固定在整定好的數(shù)值上，由小到大地調(diào)整液位控制器的比例度，觀察記錄曲線，求取更加緩慢的周期衰減過(guò)程。

③根據(jù)對(duì)象情況，適當(dāng)給液位控制器加入積分作用，以消除干擾作用下產(chǎn)生的余差。

④觀察調(diào)節(jié)過(guò)程，微調(diào)控制器參數(shù)，直到液位和流量?jī)蓚€(gè)參數(shù)均出現(xiàn)更緩慢的周期衰減過(guò)程為止。

4、選擇控制系統(tǒng)維修實(shí)例

某合成氨廠節(jié)能控制系統(tǒng)中合成馳放氣自動(dòng)控制系統(tǒng)在投入自動(dòng)控制運(yùn)行中突然發(fā)生壓力高報(bào)警，該系統(tǒng)是合成系統(tǒng)壓力控制系統(tǒng)PIC和合成馳放氣氣體組分控制系統(tǒng)AIC組成的選擇性控制系統(tǒng)。

圖3 合成馳放氣自動(dòng)控制系統(tǒng)

故障分析：該系統(tǒng)在投入自動(dòng)控制時(shí)，由組分變送器AT測(cè)量出循環(huán)氣中惰性氣體CH4和Ar的總量，由AIC控制以保證合成系統(tǒng)惰性氣體組分為一定值，這樣，可使合成氣放空損失減到很小，起到節(jié)能效果。當(dāng)合成系統(tǒng)壓力超過(guò)額定值，壓力控制器PTC將根據(jù)壓力變送器PT檢測(cè)信號(hào)，使輸出不斷增大，通過(guò)PIS高選器，取代AIC控制器進(jìn)行壓力定值控制，以防止合成系統(tǒng)超壓。

發(fā)生系統(tǒng)壓力高報(bào)警，應(yīng)立即在現(xiàn)場(chǎng)用手輪操作，并首先判斷壓力變送器、報(bào)警器等無(wú)故障后，進(jìn)一步檢查壓力控制器輸出是否取代組分控制器輸出值。若壓力控制器工作正常，且輸出值已達(dá)正常取代值而未通過(guò)取代組分控制器，則判斷為高選器故障，若為壓力控制器故障，則迅速將此控制器切至手動(dòng)，不斷調(diào)大輸出值，控制合成系統(tǒng)壓力。