時(shí)間:2014-02-20 17:26:12來源:劉芯 涂麗榮 彭守泉 蘇衛(wèi)東 趙新起
摘要:分析小屋內(nèi)的溫度及鋼瓶間的載氣壓力分別經(jīng)溫度變送器和壓力變送器采集到后,通過信號(hào)電纜傳輸至各自裝置機(jī)柜間的DCS卡件。在DCS工作站建立新的顯示模塊并進(jìn)行組態(tài)后,即可看到現(xiàn)場的數(shù)據(jù)。
關(guān)鍵詞:分析小屋、色譜儀網(wǎng)絡(luò)
Abstract:Thisarticleintroducesthreekindsofschemetorealizetheremotemonitoringofanalysishousetemperatureandcarriergaspressure.Bycomparingtheseschemes,wechosechromatographnetworktotransferdata,andachievetheaiminthechromatographworkstationandDCScontrolsystem.
KeyWords:Analysishouse,remotemonitor,chromatographnetwork
0引言
分析小屋的溫度是保證在線色譜儀長期平穩(wěn)運(yùn)行的重要環(huán)境因素,溫度過高或過低都對(duì)色譜儀造成影響甚至故障;載氣的持續(xù)供給是色譜儀平穩(wěn)運(yùn)行的必要條件。(色譜儀正常運(yùn)行的溫度范圍為16.4~26℃,載氣壓力在1800Kp以下需要更換載氣鋼瓶)。維護(hù)人員需要到現(xiàn)場才能檢查各小屋的溫度及載氣壓力,效率低,工作量大。
獨(dú)山子化工新區(qū)有16套分析小屋,分布在乙烯和丁苯橡膠等9個(gè)裝置,分布范圍廣。將全廠分析小屋的溫度和載氣壓力實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測及報(bào)警設(shè)置,完成對(duì)分析小屋溫度、載氣壓力巡檢的集中管理,能夠大大提高在線儀表人員的巡檢效率,降低現(xiàn)場巡檢風(fēng)險(xiǎn),提高儀表維護(hù)效率。
1設(shè)備簡介
分析儀小屋通常簡稱為分析小屋,它是一種可安裝多臺(tái)分析儀的封閉性建筑物,分析儀的維護(hù)全在小屋內(nèi)進(jìn)行。分析小屋為需要高等級(jí)防護(hù)、用途重要且需要經(jīng)常維護(hù)的分析儀提供了一種可控制的操作和維護(hù)環(huán)境[1]。
我廠的分析小屋內(nèi)安裝有在線色譜儀主機(jī)及其預(yù)處理箱,小屋外面配備一個(gè)氣瓶間,用來放置載氣鋼瓶和標(biāo)準(zhǔn)氣瓶。
2方案提出并比較
根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方式和遠(yuǎn)程監(jiān)測平臺(tái)的不同,本文提出了三種方案來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)如圖1所示。
圖1遠(yuǎn)程監(jiān)測方案
2.1方案一
分析小屋內(nèi)的溫度及鋼瓶間的載氣壓力分別經(jīng)溫度變送器和壓力變送器采集到后,通過信號(hào)電纜傳輸至各自裝置機(jī)柜間的DCS卡件。在DCS工作站建立新的顯示模塊并進(jìn)行組態(tài)后,即可看到現(xiàn)場的數(shù)據(jù)。通過工業(yè)以太網(wǎng),安裝有“化工DCS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)”的任意電腦均可遠(yuǎn)程監(jiān)測到小屋的溫度和載氣壓力值。數(shù)據(jù)傳輸原理如圖2所示:
圖2方案一的數(shù)據(jù)傳輸原理圖
2.2方案二
溫度及載氣壓力信號(hào)經(jīng)變送器采集后,經(jīng)過色譜儀的擴(kuò)展板卡模擬信號(hào)輸入輸出板(即AI/AO板),被色譜儀CPU處理并保存在內(nèi)存中。化工新區(qū)的色譜儀網(wǎng)絡(luò)有三級(jí)環(huán)網(wǎng),在第二級(jí)環(huán)網(wǎng)FRR(裝置機(jī)柜間)中經(jīng)過專用的NAU(網(wǎng)絡(luò)接入單元)實(shí)現(xiàn)與DCS通訊卡件連接,實(shí)現(xiàn)通訊[2]。在DCS操作平臺(tái)建立新的模塊進(jìn)行組態(tài)后,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)分析小屋溫度及載氣壓力的遠(yuǎn)程監(jiān)測。數(shù)據(jù)傳輸原理如圖3所示:
圖3方案二的數(shù)據(jù)傳輸原理圖
2.3方案三
方案三采用的辦法是載氣壓力和溫度信號(hào)接入小屋內(nèi)的PLC模擬信號(hào)模塊,經(jīng)過電纜接入機(jī)柜間的PROFIBUS/MODEBUS協(xié)議轉(zhuǎn)換器,再與DCS卡件連接,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸[2]。數(shù)據(jù)傳輸原理如圖4所示:
圖4方案三的數(shù)據(jù)傳輸原理圖
2.4方案比較
針對(duì)上述提出的三種方案,從可實(shí)施性、工作量、資源消耗、監(jiān)測的方便性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性五方面進(jìn)行比較,如表1所示:
表1方案對(duì)比表
經(jīng)過綜合的比較和分析,決定采用方案二:通過色譜儀網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)分析小屋溫度和載氣壓力的遠(yuǎn)程監(jiān)測。
3實(shí)施步驟
3.1對(duì)變送器測試
使用HART375手操器完成對(duì)溫度、壓力變送器的測試,確定其輸出為標(biāo)準(zhǔn)4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),溫度變送器量程為0~100℃。
3.2變送器信號(hào)接入色譜儀AI/AO板
變送器、AI/AO板的兩個(gè)AI接口與24VDC電源按照?qǐng)D5連成正確的回路:
圖5變送器接線原理圖
3.3AI/AO板、模擬輸入信號(hào)和modbus通訊的組態(tài)
(1)在色譜儀本機(jī)上添加新AI/AO板的系列號(hào);
(2)在西門子色譜儀軟件systemmanager中實(shí)現(xiàn)模擬輸入信號(hào)的組態(tài),包括選擇模擬量信號(hào)類型、選擇4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)、模擬輸入的激活、測量范圍的定義和單位的設(shè)置;
(3)在systemmanager中打開某一裝置的NAU,在目錄modbus_addmap中對(duì)16個(gè)分析小屋的溫度和載氣壓力信號(hào)分配地址modbus_address,并選擇其值類型為模擬量輸入。
3.4Excel與色譜儀的連接
通過excel將16個(gè)分析小屋的數(shù)據(jù)集中監(jiān)測,過程如下:
(1)在ODBC中創(chuàng)建新數(shù)據(jù)源Polyhedra;
(2)新建excel表,并導(dǎo)入外部數(shù)據(jù),查找新建的數(shù)據(jù)庫Polyhedra;
(3)在選擇的數(shù)據(jù)庫界面通過添加色譜儀的IP地址實(shí)現(xiàn)excel與色譜儀的連接。
Excel集中監(jiān)測畫面如圖6所示:
圖6Excel集中監(jiān)測畫面
3.5DCS模塊的創(chuàng)建及組態(tài)
在DCS工作站創(chuàng)建顯示模塊,并對(duì)模塊進(jìn)行組態(tài),內(nèi)容包括:定義modbus地址,要求與色譜儀工作站定義的一致;定義數(shù)據(jù)的量程與高低報(bào)警值。DCS監(jiān)測畫面如圖7所示:
圖7DCS監(jiān)測畫面
4結(jié)論
經(jīng)過三個(gè)月的觀察,DCS與色譜儀工作站的監(jiān)測均能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)現(xiàn)場的實(shí)際數(shù)據(jù),切實(shí)降低了儀表維護(hù)人員現(xiàn)場巡檢風(fēng)險(xiǎn),提高了儀表維護(hù)效率。
參考文獻(xiàn):
[1]王森.儀表工試題集[M].第二版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.5:347~349.
[2]崔堅(jiān).西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.1:345~349.
第一作者簡介劉芯(1984—),女,碩士,助理工程師。單位:獨(dú)山子石化公司乙烯廠儀表車間,郵編:833600,電話:13319921076,E-mail:xj-liuxin@163.com
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