產(chǎn)品分類
- 上海自動化儀表一廠壓力變送器差壓變送器微差壓變送器精小型壓力變送器擴散硅壓力變送器單法蘭壓力變送器雙法蘭液位變送器節(jié)流裝置
- 上海自動化儀表三廠熱電偶熱電阻端面熱電阻耐磨耐腐熱電偶電廠電站熱電偶耐磨耐腐熱電阻雙金屬溫度計一體化溫度變送器非接觸式溫度儀表儀表套管防爆熱電阻防爆熱電偶裝配式熱電偶法蘭式電熱偶鎧裝熱電阻
- 上海自動化儀表四廠普通壓力表不銹鋼壓力表電接點壓力表特種壓力表雙針雙管壓力表精密壓力表隔膜壓力表膜片壓力表壓力表校驗器活塞壓力計數(shù)字壓力表電感壓力變送器
- 上海自動化儀表五廠翻板液位計物位計浮筒液位送器液位控制器壓力表張力計
- 上海自動化儀表六廠
- 上海自動化儀表七廠閘閥截止閥止回閥球閥蝶閥安全閥調(diào)節(jié)閥電動閥門氣動閥門電磁閥旋塞閥減壓閥疏水閥水力控制閥針型閥襯氟閥門襯膠閥門銅閥門真空閥門排泥閥,排污閥排氣閥過濾器氨用低溫閥門氧氣閥門
- 上海自動化儀表九廠電磁流量計渦街流量計渦輪流量計金屬管浮子流量計刮板流量計流量計附件腰輪流量計
- 上海自動化儀表十一廠電動執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)配件雙波紋管差壓計
- 上海大華儀表廠XMT數(shù)顯調(diào)節(jié)儀中圓圖平衡記錄儀大圓圖自動平衡記錄儀XWF中長圖記錄儀EL小長圖記錄儀EH中長圖記錄儀記錄儀配件無紙記錄儀熱量顯示儀
- 上海遠東儀表廠壓力控制器差壓控制器高壓控制器流量控制器微壓/微差壓控制器溫度控制器浮球液位控制器
- 上海轉(zhuǎn)速表廠標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速發(fā)生裝置轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速表轉(zhuǎn)速數(shù)字顯示儀轉(zhuǎn)速記錄儀接近開關(guān)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)速變送器手持式離心轉(zhuǎn)速表手持式離心轉(zhuǎn)速表
- 上海自動化儀表有限公司調(diào)節(jié)控制器壓力變送器智能數(shù)顯儀蝶閥孔板流量計
- 電感壓力變送器
- 單/雙法蘭差壓（液位）變送器
|
|
新聞詳情
上海某化工企業(yè)對溫度一體化變送器模擬量故障保護措施和實現(xiàn) 針對上海市某化工使用溫度一體化變送器進行詳細說明，然后結(jié)合加熱爐系統(tǒng)誤停車現(xiàn)象，對控制系統(tǒng)中引起誤停車的模擬量斷路/短路故障保護策略進行詳細分析，非常后提出并設(shè)計實現(xiàn)了控制回路、聯(lián)鎖變量在出現(xiàn)故障時的對應(yīng)保護措施，可以為工業(yè)生產(chǎn)中其他類似項目提供參考下面就是上海市一化工制造企業(yè)對 溫度一體化變送器模擬量故障保護措施和實現(xiàn)。 加熱爐是化工企業(yè)的熱能動力設(shè)備，它的正常運轉(zhuǎn)是連續(xù)生產(chǎn)的重要保證。然而在調(diào)試溫度一體化變送器及后續(xù)生產(chǎn)過程中，時常出現(xiàn)加熱爐因模擬量斷路/短路故障導(dǎo)致的誤停車現(xiàn)象。因此，在控制程序和上位組態(tài)中增加相應(yīng)的模擬量故障保護功能就變得很有必要。筆者結(jié)合某化纖廠溫度一體化變送器 ，對加熱爐誤停車主要原因之一的模擬量斷路/短路現(xiàn)象進行分析，從控制單元的數(shù)據(jù)處理特點著手，實現(xiàn)溫度一體化變送器模擬量的故障保護功能。 1溫度一體化變送器控制系統(tǒng)介紹 ?溫度一體化變送器目前主要以SIEMENSS7-300PLC為控制核心單元，通過外圍控制電路(繼電器、安全柵及電源等硬件模塊)連接至現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)和傳感器，上位人機交互界面主要采用WinCC/組態(tài)王/觸摸屏。圖1為控制系統(tǒng)程序結(jié)  構(gòu)框圖，主要包括點停爐時序控制、模擬量AI數(shù)據(jù)處理、單回路控制、負荷調(diào)節(jié)控制及報警聯(lián)鎖等內(nèi)容。當(dāng)輸入模塊接收到的現(xiàn)場信號經(jīng)CPU處理后達到報警聯(lián)鎖條件時，便觸發(fā)程序中的報警聯(lián)鎖響應(yīng)，非常終由輸出模塊通過報警指示燈、執(zhí)行機構(gòu)聯(lián)鎖動作等輸出。加熱爐控制回路分為負荷調(diào)節(jié)回路和其他單回路，負荷調(diào)節(jié)回路是由介質(zhì)出口溫度、燃油流量、助燃風(fēng)流量及殘氧量等回路構(gòu)成的復(fù)雜串級交叉控制回路。此外，為保證系統(tǒng)安全運行，還設(shè)有多個報警聯(lián)鎖點，主要包括介質(zhì)出口溫度、介質(zhì)盤管溫度、介質(zhì)流量、殘氧量及膨脹罐液位等。2故障保護方法分析 系統(tǒng)停車包括響應(yīng)現(xiàn)場工藝參數(shù)變化的聯(lián)鎖停車以及與現(xiàn)場工藝參數(shù)不符的誤停車。引起系統(tǒng)誤停車的原因是控制系統(tǒng)接收到與現(xiàn)場實際不符的儀表信號，包括開關(guān)量和模擬量，筆者主要討論模擬量的情況，此種情況主要是由溫度一體化變送器信號斷路/短路造成的。下面針對模擬量斷路/短路的故障保護策略進行分析。 2．1模塊自帶診斷功能分析 目前溫度一體化壓力變送器模擬量AI輸入模塊主要采用331-7KF02-0AB0的4通道8點輸入模塊，其輸入屬性包括診斷中斷和超出限制時硬件中斷，如圖2所示［1］。  2．1．1診斷中斷 AI模塊331-7KF02-0AB0診斷中斷功能可以檢測內(nèi)部故障，包括硬件故障(如EPＲOM故障、ＲAM故障及內(nèi)部電源故障等)和軟件故障(如模塊參數(shù)錯誤、通道組態(tài)錯誤等)，還可以檢測外部故障(如外部輔助電源丟失、缺少前連接器及斷路等)。在圖2中勾選組診斷，可啟用斷路監(jiān)視和相應(yīng)的診斷信息。需要注意的是，如果組態(tài)為電壓型傳感器時，只有±80mV和±250mV的電壓信號才可以進行斷路監(jiān)視;如果組態(tài)為四線制電流傳感器時，只有4～20mA的電流信號才可以進行斷路監(jiān)視。 當(dāng)模塊檢測到錯誤或是消除錯誤時，CPU操作系統(tǒng)會調(diào)用組織塊OB82，在OB82中包含基本的診斷信息，可以提供錯誤發(fā)生的時間、錯誤所在模塊信息等。如果想進一步評估診斷模塊的數(shù)據(jù)，可以通過調(diào)用SFC51、SFC59等系統(tǒng)函數(shù)來獲得更具體的通道診斷信息。 2．1．2超出限制時硬件中斷 AI模塊331-7KF02-0AB0具有可以觸發(fā)硬件中斷的功能。如圖2所示，如果激活溫度一體化變送器超出限制時硬件中斷，則會在超出或低于限定值時，調(diào)用硬件中斷組織塊OB40。在OB40的用戶程序中，可以編寫系統(tǒng)對硬件中斷進行響應(yīng)的程序。OB40的臨時變量OB40_MDL_ADDＲ存放中斷模塊的地址，OB40_POINT_ADDＲ可以讀取中斷模塊產(chǎn)生的中斷狀態(tài)。如果沒有硬件中斷產(chǎn)生，中斷模塊地址OB40_MDL_ADDＲ為0;當(dāng)存在硬件中斷時，中斷模塊地址OB40_MDL_ADDＲ顯示該模塊的起始地址。 需要注意的是，只有溫度一體化變送器通道0和通道2具有硬件中斷功能，其他通道的輸入都不能觸發(fā)硬件中斷。因此，采用硬件診斷判斷331-7KF02-0AB0卡件斷路/短路存在一定的限制，而采用其他功能更為強大的全通道診斷卡件則會帶來成本的上升。 2．2控制器內(nèi)部數(shù)值分析 SIEMENSS7-300PLC處理模擬量的方式為將現(xiàn)場儀表傳送過來的4～20mA信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的0～27648之間的系統(tǒng)字。如果現(xiàn)場儀表或線路出現(xiàn)斷路/短路故障，則電流范圍不再是4～20mA，轉(zhuǎn)換的數(shù)字量也就不再對應(yīng)0～27648，利用CPU的這個內(nèi)部數(shù)值特性，對模擬量故障保護進行分析。 溫度一體化變送器中的模擬量輸入為二線制和四線制儀表，接線方式如圖3所示。二線制是相對于四線制(兩根供電線路、兩根通信線路)來說的，將供電線纜與信號線纜合二為一，兩根線纜實現(xiàn)通信兼供電功能。從標(biāo)準(zhǔn)意義來說，對于二線制儀表，AI模塊能接收到4～20mA的電流信號，如果線路斷路則AI模塊接收到的電流為0mA，如果線路短路則AI模塊接收到的電流大于20mA;對于四線制儀表，無論信號斷路還是短路，AI模塊接收到的電流均為0mA。  4～20mA電流測量范圍內(nèi)的模擬值見表1。對于電流型的溫度一體化變送器，當(dāng)輸入電流大于20．0000mA小于等于22．8100mA(對應(yīng)系統(tǒng)字32511)時處于過沖范圍，當(dāng)輸入電流大于22．8100mA小于等于22．9600mA(對應(yīng)系統(tǒng)字32767)時處于上溢范圍，非常大系統(tǒng)字為32767;當(dāng)輸入電流小于4．0000mA大于等于1．1850mA(對應(yīng)系統(tǒng)字－4864)時處于下沖范圍，當(dāng)輸入電流小于1．1850mA大于等于0．0000mA(對應(yīng)系統(tǒng)字－32768)時處于下溢范圍，非常大系統(tǒng)字為－32768。  根據(jù)以上分析，針對不同溫度一體化變送器接線類型的儀表，雖然AI模塊內(nèi)部數(shù)值處理方式不同，但是在出現(xiàn)故障時，AI模塊輸出的系統(tǒng)字均為32767或－32768，見表2。所以在進行模擬量斷路/短路故障保護功能時可以利用系統(tǒng)的這一特點。這種處理方式考慮了系統(tǒng)長時間運行后溫度一體化變送器輸出信號的偏離情況，也充分運用了AI模塊內(nèi)部的斷路/短路故障處理方法［2］。 @@@ 2．3故障保護策略的選擇 通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，溫度一體化變送器中的AI模塊自身具有一定的診斷中斷功能，斷路診斷是其中的一部分。但該功能存在如下缺點:對模擬量斷路故障保護來說，每設(shè)計一個新的工程，都需要進行新的硬件組態(tài)，并且需要多個組織塊程序的編寫，步驟繁瑣且易出錯;對模擬量短路故障保護來說，超出限制時硬件中斷功能只適用于 1個通道，即通道0或通道2，功能不完善，不宜選 用。而利用SIEMENSS7-300PLC內(nèi)部數(shù)值的特點，可以采用相對簡單的編程設(shè)計實現(xiàn)斷路/短路故障處理，且具有較強的可移植性。 3故障保護功能設(shè)計 根據(jù)表2中系統(tǒng)字的特點和現(xiàn)場驗證，模擬量斷路/短路故障的檢測方法是判斷系統(tǒng)字是否等于－32768或32767，若等于，則系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的報警和保護動作。筆者主要從控制回路、聯(lián)鎖變量和上位實現(xiàn)3個方面進行故障保護功能的設(shè)計。 3．1控制回路的故障保護 正常運行的溫度一體化變送器，各個控制回路通常都處于PID自動調(diào)節(jié)狀態(tài)。當(dāng)現(xiàn)場傳送至AI模塊的儀表信號出現(xiàn)斷路/短路故障時，CPU接收的實測值(控制回路PV值)可能為0或滿量程，不能真實地反映現(xiàn)場工藝參數(shù)。由于控制回路處于自動控制狀態(tài)，此時現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)的閥門開度(控制回路MV值)會一直減小或增大，直至非常終達到程序限定值，從而導(dǎo)致PID調(diào)節(jié)失控。此種情況易引發(fā)其他工藝參數(shù)產(chǎn)生變化，使加熱爐工作狀態(tài)不穩(wěn)定而導(dǎo)致聯(lián)鎖停車，甚至可能發(fā)生爆燃事件造成不必要的經(jīng)濟損失。因此當(dāng)控制系統(tǒng)檢測到變量PV值對應(yīng)的線路出現(xiàn)斷路/短路故障時，應(yīng)在第一時間將控制回路切換為手動控制方式，避免引起現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)大范圍波動，維持當(dāng)前的生產(chǎn)狀態(tài)，保持工藝參數(shù)的穩(wěn)定。表3給出了溫度一體化變送器負荷調(diào)節(jié)相關(guān)回路在執(zhí)行斷路/短路故障保護功能前后的控制狀態(tài)。  用戶程序中，以介質(zhì)出口溫度控制回路為例，首先對介質(zhì)出口溫度的斷路/短路故障進行檢測，如果出口溫度回路故障指示M34．0變?yōu)?，則將M34．0送至手/自動切換SＲ觸發(fā)器，使控制回路在第一時間切為手動控制狀態(tài)，如圖4所示。 3．2聯(lián)鎖變量的故障保護 在溫度一體化變送器中，參與聯(lián)鎖的變量出現(xiàn)斷路/短路故障時，即使現(xiàn)場實際工藝參數(shù)處于正常范圍之內(nèi)，但上位畫面顯示值為0或滿量程，也會導(dǎo)致誤停車。因此當(dāng)控制系統(tǒng)檢測到聯(lián)鎖變量出現(xiàn)斷路/短路故障時，需要做保持故障前值處理，然后再由維保人員盡快進行故障線路的檢查維修，避免系統(tǒng)誤停車。以介質(zhì)流量為例，進行斷路/短路故障保護程序設(shè)計(圖5)說明。這里巧妙地對介質(zhì)流量的硬  件地址PIW392進行了中轉(zhuǎn)，即新建一個數(shù)據(jù)塊DB8，用于模擬量數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)，后續(xù)對PIW392進行數(shù)據(jù)處理時，全部用DB8．DBW88替代，由于加上模擬量斷路/短路故障判斷條件M34．1，當(dāng)故障產(chǎn)生時，M34．1斷開，DB8．DBW88便可保持故障前的數(shù)據(jù)不變，直到故障消失，M34．1導(dǎo)通，這樣便可實現(xiàn)聯(lián)鎖變量的正常讀數(shù)和故障前的數(shù)據(jù)保持功能。 3．3上位實現(xiàn)的故障保護 當(dāng)模擬量出現(xiàn)斷路/短路故障時，應(yīng)在上位機或觸摸屏等人機界面上進行相應(yīng)級別的報警，提醒操作人員關(guān)注參數(shù)變化，調(diào)整工藝參數(shù)，保障生產(chǎn)進行，以防誤停車事件發(fā)生。 在溫度一體化變送器中，有的變量參與控制調(diào)節(jié)，有的變量參與聯(lián)鎖停車，有的變量僅用于報警或顯示。模擬量在控制系統(tǒng)中所起的作用不同，發(fā)生故障時所采取的措施也就不同。因此，當(dāng)發(fā)生斷路/短路故障時，對參與控制調(diào)節(jié)、聯(lián)鎖停車的模擬量，進行聯(lián)鎖停車級別的聲光報警，對僅用于報警和監(jiān)控的模擬量，進行普通報警級別的聲光報警即可。 由于模擬量斷路/短路故障的特殊性，不屬于工藝參數(shù)的實際變化，所以在進行報警提醒時，也需要用特殊的報警聲音進行區(qū)分，比如可以通過第三方軟件編輯成音頻“模擬量斷路/短路報警，請檢修!”等，并在畫面報警區(qū)域進行醒目的顯示，以便和實際工藝參數(shù)變化的模擬量報警區(qū)分開來。 4結(jié)束語 通過上述分析和現(xiàn)場實際應(yīng)用，在溫度一體化變送器中實現(xiàn)了模擬量斷路/短路故障保護功能，可以對模擬量斷路/短路故障進行有效的檢測判斷，通過將控制回路切換為手動狀態(tài)、保持聯(lián)鎖變量故障前值，從而避免了控制回路失控并減少了加熱爐誤停車次數(shù)，同時對故障模擬量進行特殊的聲光報警，方便了檢修人員快速查找并排除故障，有效地保障了該化工廠順利進行有序的生產(chǎn)，其他化工企業(yè)也可以參考和借鑒這些方式和方法。
|
