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壓力變送器應用于PLC和DCS控制體系的方法

更新時間:2022年01月15日 作者:紹興中儀 關注量:

中圖分類號:TU991.36 文獻標識碼:B 文章編號:1007-6921(2009)11-0100-02

在工業當代化發達的今天,壓力變送器在工業控制體系中扮演偏重要的角色,不僅實現了控制畫面上表現體系的壓力,而且也參與緊張的邏輯計算和參數報警功能。對于壓力變送器在工業控制中的設計和使用不外乎兩種體例:一種內供電模式,即控制體系要給壓力變送器提供24VDC電源,同時也接受壓力變送器供應它的4~20mADC旌旗燈號;另一種是外供電模式,即控制體系不必要變送器提供24VDC電源給它,控制體系只接受壓力變送器給它的4~20mADC旌旗燈號。di一種內供電模式通常設計為兩線制體例,是大家zui認識,使用頻率zui高的一種模式。第二種體例我們使用的相對較少,大部分同道不太認識,而且本文提到的壓力變送器的妙用 是基于第二種用法基礎上再加上筆者小我試驗并成功運用的經驗之談,盼望給偕行同伙們帶 來裨益,同時也起到拋磚引玉的功效。

一、工藝介紹

內蒙古京科發電有限公司的控制體系采用全廠一體化DCS控制體系(機、爐、 電、輔機及廠外附屬體系),堪稱國內di一家真正意義上主、輔一體化控制體系,控制體系采用和利時MACSV體系。因為在設計初期考慮失誤,忘掉將生活水變頻器的控制體系納入輔網DCS控制體系,后用一套西門子200系列PLC,配用紹興中儀ZY3051壓力變送器,用以實現生活水變頻器的主動控制。而在輔網DCS上實現了按設備控制的功能(將生活水變頻器控制體系按照設備進行控制),即DCS只負責對生活水變頻器的啟、停控制,其他功能完全由PLC按照本身的內部邏輯進行控制。DCS與PLC之間通過6對(變頻器啟動指令DO,變頻器制止指令DO,變頻器運行狀況DI, 變頻器制止狀況DI,變頻器故障DI,變頻器遠方/就地狀況DI)硬接線聯系起來,完成對生活用水變頻的控制。

生活水變頻控制采用一拖二體例(一臺變頻器同時帶兩臺生活水泵),通過泵的出口母管壓力來實現泵的工頻/變頻切換,正常工作時一臺泵運行以知足生活用水,保持供水母管壓力維持在0.4MPa左右,當用水量增大時,母管壓力降低,運行泵的頻率漸漸增長,當達到工頻后仍不能知足體系要求時,該泵將保持工頻運行,同時另一臺泵啟動,且頻率漸漸增大以維持體系壓力,當穩固后體系將按照一臺工頻,一臺變頻運行。假如用水量降落,先停掉變頻運行的泵,工頻運行的泵由工頻轉向變頻運行,使出口母管壓力穩固在0.4MPa左右。通過上述說明可知,母管出口壓力對整套體系的安全、穩固運行起著關鍵性的作用。但是,我們的體系是按照無人值守體例設置,在控制室的值班員是根本不知道就地設備的運行情況 的。如何用簡潔的方法讓值班員一覽無余得知就地設備的運行情況是我們面臨的題目。

二、設計體系

經過反復琢磨、勇敢試驗,終于用zui少的設備、zui優化的方法實現了上述面臨的困難。

母管壓力是變頻器控制體系(PLC)的核心,必須保證其主導地位,故將出口母管壓力變送器設計在PLC控制體系中,由PLC提供24VDC電源,同時也接受變送器供應它的4~20mADC旌旗燈號(內供電兩線制工作模式)。同時將該壓力變送器的4~20mADC旌旗燈號引入DCS體系,作為供水體系壓力監視點實現了在DCS畫面上監視功能,做到了一臺壓力變送器在兩個體系(PLC體系 、DCS體系)中同時使用的創舉。同時又用了RS485的zui簡單通信體例實現了PLC與DCS體系通信功能,只監視泵的運行情況(工頻/變頻運行,一臺泵運行或兩臺泵運行),同時操作員在控制室通過監視供水壓力,得知泵的現實情況,達到了預期目標。接線原理圖如下:

壓力變送器接線原理圖

壓力變送器接線原理圖

三、實現原理

PLC體系提供24VDC電源,同時接受變送器供應它的4~20mADC旌旗燈號作為控制變頻水泵運行的旌旗燈號,同時整個回路的4~20mADC旌旗燈號也送往DCS作為壓力源,監視泵的現實運行情況。對DCS體系來說,接受4~20mADC旌旗燈號,相稱于自身的外供電模式工作。綜合起來看,上述體系相稱于PLC作為供電電源,壓力變送器和DCS相稱于兩個電阻的串聯,整個回路電阻相稱于增大,而回路的電流有所減小。但經過我的現場測試與計算,變送器的供電電壓完全知足其要求,整個回路電流減小后,使經過PLC與DCS的電流減小(但均能知足PLC與DCS的要求),降低卡件的發熱量,更有利于卡件的正常工作。

DCS的電流旌旗燈號接線端子有四個端子,假如必要內供電體例,則接An和Bn;假如只接受4~20mADC旌旗燈號,就接Cn和Dn兩端,而我們在此只需Cn與變送器的24V+相接,Dn與PLC的24V—相接即可(即將DCS的Cn和Dn串接在回路中)。DCS的接線端子原理圖如下:

壓力變送器與DCS的接線端子原理圖

壓力變送器與DCS的接線端子原理圖

四、總結

該體系于2008年10月12日投運以來,運行情況優秀。筆者覺得這種做法值得推廣。用傳統的方法是每個體系用一臺壓力變送器單獨由各自的體系通過內供電模式實現,而該方法僅用一臺壓力變送器巧妙地實現上述功能,而且對體系優化、節省投資和削減維護也是值得提倡。經過測算,該體系降低造價近一萬元,由于一臺趣购彩特變送器的市場價為5000元左右,從就地到DCS機柜的電纜大約需200m,約1000元,加上在管道上開取樣空、焊儀表管座、儀表閥門等的費用近3000多元。

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