Woodward 9907-1199 是伍德沃德公司旗下经典且广泛应用的 CPC-II 压缩机控制平台中的一个关键控制器或接口模块的具体部件号。它属于压缩机专用控制系统的核心处理或信号调理单元。该模块是CPC-II机架中的一部分,负责执行针对离心式或轴流式压缩机的复杂控制算法,如防喘振控制、压力/流量控制、负荷分配及性能控制,通过处理传感器信号(压力、温度、流量)并输出指令到执行机构(如进口导叶、防喘振阀),确保压缩机在其工作包线内安全、稳定、高效地运行。
应用场景:
在西部某大型天然气输气站,一台由燃气轮机驱动的离心式压缩机正将高压天然气注入长输管线。管网的波动和用户用气量的变化,极易导致压缩机进入危险的喘振区——气流反向、剧烈振动,可在数秒内损坏转子叶片。站控室内的 Woodward CPC-II 控制系统,其核心卡件之一 9907-1199,正是这台价值数千万设备的“防喘振卫士”。它实时接收来自压缩机进出口的压力、温度变送器和流量计的模拟量信号,精确计算当前运行点与预置的喘振控制线的距离(“喘振裕度”)。一旦运行点逼近喘振线,9907-1199 模块内的控制算法会迅速动作,输出信号快速打开防喘振阀,将部分气体回流或放空,使运行点安全返回稳定区。同时,它还协调着进口导叶的开度,以优化压缩机的效率,完美解决了压缩机在变工况下稳定运行与效率优化的核心控制难题。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | 9907-1199 (所属平台:Woodward CPC-II) |
制造商 | Woodward (伍德沃德) |
产品类别 | 压缩机控制器模块 / 信号处理卡 (具体功能需结合CPC-II配置确定,可能是CPU、I/O或专用功能卡) |
适用系统 | Woodward CPC-II (压缩机性能控制器第二代) 平台 |
典型功能 | • 防喘振控制:核心功能,基于压缩机特性曲线进行计算与控制。 • 压力/流量控制:维持出口压力或流量在设定值。 • 负载分配:用于多台压缩机并联运行。 • 性能控制:优化导叶或转速,实现最佳效率。 |
输入信号 | 通常处理来自变送器的 4-20 mA 模拟量信号,包括: • 压缩机进口/出口压力 • 进口/出口温度 • 流量(差压) • 防喘振阀阀位反馈 |
输出信号 | 输出 4-20 mA 模拟量控制信号至: • 防喘振阀定位器 • 进口导叶执行机构 • 转速设定(至调速器) |
控制算法 | 基于可配置的PID控制和自适应增益,内置压缩机特性曲线(性能图)计算。 |
通信接口 | 通常支持与上位DCS/PLC的通信(如Modbus RTU over RS-232/485),也可能支持与伍德沃德调速器(如2301D)的专用通信。 |
人机界面 | 可通过CPC-II前面板或Toolkit软件进行参数设定、监视和诊断。 |
电源要求 | 由CPC-II机箱提供24 VDC或115/230 VAC电源。 |
工作环境 | 设计用于工业控制室或机柜环境,具备抗振动和电磁干扰能力。 |
物理规格 | 模块化卡件,插入CPC-II机架的特定槽位。 |
技术原理与创新价值:
创新点一:基于物理模型的智能防喘振算法。CPC-II 平台(包含 9907-1199 模块)的核心是其实时运行的压缩机物理模型算法。它不仅仅进行简单的PID调节,而是根据压缩机特性曲线(性能图),结合实时测量的压力、温度、流量,动态计算当前运行点到喘振线的实际距离。算法能预测喘振趋势,并采用自适应控制技术,在接近喘振线时主动、平滑地打开防喘振阀,而非等到喘振发生时才剧烈反应。这种“预防性”控制大大减少了过程干扰和阀门动作频次,提升了设备寿命和运行平稳性。
创新点二:高度可配置的模块化控制平台。CPC-II 是一个灵活的模块化系统。9907-1199 这类模块可以根据具体应用(单机控制、并联控制、带负载分配等)进行软件配置。工程师使用伍德沃德专用的 Toolkit 软件,可以图形化地组态控制回路、定义I/O点、整定PID参数、绘制和输入压缩机特性曲线。这种灵活性使得同一硬件平台能够适应从空压机、制冷压缩机到大型工艺气体压缩机的广泛需求,极大地简化了工程设计、调试和备件库存。
创新点三:与调速系统的深度协同。对于由蒸汽轮机或燃气轮机驱动的压缩机,CPC-II(通过 9907-1199 等模块)能够与伍德沃德或其他品牌的调速器(如 2301 系列)进行紧密集成。它可以将计算出的性能控制指令(如最优转速或导叶开度)发送给调速器,实现压缩机与驱动机的联合优化控制,从而在保证安全(防喘振)的前提下,实现整个压缩机组的最高运行效率,节省大量能源。
应用案例与行业价值:
在中东某巨型天然气液化厂(LNG)的混合制冷剂压缩机机组中,多台压缩机由 Woodward CPC-II 系统协调控制,其中 9907-1199 模块负责核心的防喘振和压力控制。
应用流程:每台压缩机的出口压力、流量和温度信号送入CPC-II系统。9907-1199 模块运行防喘振算法,独立控制每台机的防喘振阀。同时,主压力控制器(可能由另一模块或同一模块的不同功能块实现)根据全厂总管压力需求,计算出总的负荷需求,并通过负载分配算法,将负荷合理分配给各台并联运行的压缩机,确保它们都在高效区运行,并保持一致的喘振裕度。
行业价值:工厂的旋转设备工程师表示:“这些压缩机是我们的‘印钞机’,停机一天损失巨大。CPC-II 系统和像 9907-1199 这样的卡件,是我们实现‘百日运行’甚至更长的关键。它的防喘振控制非常精准和平滑,我们几乎听不到防喘振阀频繁动作的噪音,这意味着更少的磨损和更稳定的工艺。其负载分配功能让我们能灵活调整产能,同时保持所有机组高效运行。这套系统运行了十多年,可靠性极高,Toolkit软件也让我们能深入分析任何波动,优化控制参数。”


相关产品组合方案:
9907-1199 作为CPC-II系统的一部分,需与以下组件协同工作:
CPC-II 机箱与电源:为所有模块提供安装框架和稳定电力。
其他CPC-II I/O模块:如模拟量输入/输出模块、数字量I/O模块,用于扩展信号接口。
Woodward Toolkit 软件:核心的配置、调试、监控和诊断工具。
现场传感器:高精度压力/差压变送器、温度变送器、流量计,提供控制依据。
执行机构:防喘振控制阀(带定位器)、进口导叶执行机构,接收控制指令。
调速器:如 Woodward 2301D 或 505 系列,用于控制驱动机转速,与CPC-II协同优化。
上位监控系统:DCS 或 SCADA,通过 Modbus 等协议与 CPC-II 通信,实现集中监控。
备用手动操作站:用于在控制器维护时进行就地手动操作。
安装维护与全周期支持:
安装 9907-1199 模块需由专业人员操作。系统断电后,将模块插入CPC-II机箱指定槽位并固定。连接好所有现场信号线和电源。上电后,使用 Woodward Toolkit 软件连接控制器,首先检查硬件状态,然后下载对应的应用程序(包括压缩机曲线、控制逻辑、PID参数等)。
日常维护主要是通过前面板指示灯或Toolkit软件监控系统状态。定期备份控制器中的所有应用程序和参数至关重要。应定期(根据运行时间或大修周期)对防喘振控制回路进行在线或离线测试,验证其动作的正确性。