可燃?xì)怏w報(bào)警器項(xiàng)目-PAC應(yīng)用

1、.：.；可燃?xì)怏w報(bào)警器工程-PAC運(yùn)用Date: 1/26/2021 摘要：某煉油廠罐區(qū)可燃?xì)怏w報(bào)警器采用二次表進(jìn)展報(bào)警，但儀表信號(hào)線間隔 長(zhǎng)，線間干擾大，使得二次表誤報(bào)，報(bào)警系統(tǒng)無法正常運(yùn)用。本文著重引見了對(duì)于儀表專業(yè)常遇到的線間干擾的缺點(diǎn)處置方案，為排除缺點(diǎn)提供了新的處理方式，即改用PAC來轉(zhuǎn)換信號(hào)，排除干擾。關(guān)鍵字： 信號(hào)干擾，PAC系統(tǒng) ，抗干擾，改造引言GDS有毒有害氣體檢測(cè)系統(tǒng)包括可燃?xì)怏w報(bào)警器和硫化氫報(bào)警器等，是保證人身平安的平安設(shè)備，在工廠里起著舉足輕重的作用。目前多采用二次表-報(bào)警器進(jìn)展報(bào)警顯示。某罐區(qū)有可燃?xì)怏w報(bào)警器10臺(tái)，硫化氫H2S報(bào)警器10臺(tái)，由于導(dǎo)線間隔 長(zhǎng)，且采用

2、的是24芯電纜，在線間構(gòu)成電容性積累電荷，呵斥信號(hào)干擾，使報(bào)警器的二次表因受干擾頻繁產(chǎn)生錯(cuò)報(bào)，無法正常運(yùn)用。由于罐區(qū)覆蓋面積大，所以信號(hào)導(dǎo)線多且雜，而且與220V儀表供電線敷設(shè)在同一槽線盒。其中間隔 較遠(yuǎn)的幾十臺(tái)報(bào)警器的二次表因此受干擾產(chǎn)生錯(cuò)報(bào)，詳細(xì)有兩種表現(xiàn)方式：一是頻繁產(chǎn)生誤報(bào)，即一次表指示不超標(biāo)，但二次表出現(xiàn)高報(bào)；二是聯(lián)報(bào)，即一臺(tái)一次表測(cè)得高報(bào)信號(hào)，卻引起多臺(tái)二次表顯示高報(bào)，干擾了正常的消費(fèi)。 可燃?xì)怏w報(bào)警器的信號(hào)線不是屏蔽導(dǎo)線，且沒有為它單獨(dú)敷設(shè)槽線盒，是導(dǎo)致問題的根本緣由。由于現(xiàn)場(chǎng)不能準(zhǔn)確斷定干擾源，全部改換導(dǎo)線工程量大，投資高。如以下圖所示：圖1報(bào)警器干擾系統(tǒng)構(gòu)造表示圖但是，全部改

3、換導(dǎo)線浪費(fèi)大，工程量大，且罐區(qū)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)火危險(xiǎn)性高。因此需求探求一套工程量小的修補(bǔ)方案來處理問題，維護(hù)前期投資。 1、改造方案選擇方案一：全部改換受干擾的信號(hào)線。重新布槽線盒，改換多線電纜為三芯電纜，每塊一次表單獨(dú)一根電纜。方案二：離現(xiàn)場(chǎng)150米處有一間消防泵房，將20臺(tái)表的信號(hào)線引到泵房，在泵房?jī)?nèi)安裝一臺(tái)PAC，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)集中傳送到主操作室，泵房到主操作室只需求拉一根光纜，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字通訊系統(tǒng)。費(fèi)用概算如下表：稱號(hào)數(shù)量單價(jià)合計(jì)工控機(jī)1臺(tái)1.5萬1.5萬4芯電纜20X150米5.4元1.62萬敷設(shè)槽線盒150米隔爆箱1個(gè)控制器1臺(tái)1萬1萬現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜1臺(tái)0.8萬0.8萬光纜580米18元1.044

4、萬元光電轉(zhuǎn)換器2個(gè)0.2萬04萬人工費(fèi)4萬合計(jì)9萬元評(píng)價(jià)：由于光纜不怕電磁干擾，所以不受線間干擾影響也能處理問題。但泵房環(huán)境對(duì)PAC提出嚴(yán)厲安裝條件：出于平安思索，必需求將數(shù)采控制器和卡件置于隔爆箱內(nèi)。但密封的隔爆箱散熱性能差，夏季高溫能夠會(huì)超出PAC的任務(wù)溫度范圍。方案三：以上兩種改造方案都需求改換電纜，所運(yùn)用的信號(hào)都必需經(jīng)過二次表轉(zhuǎn)換，且顯示為接點(diǎn)信號(hào)，不易察看詳細(xì)報(bào)警值，很不直觀。因此，改換一次表為能輸出420mA電流信號(hào)的模擬表，20臺(tái)共破費(fèi)14萬元。同時(shí)，不用二次表顯示，模擬信號(hào)直接經(jīng)過原24芯電纜進(jìn)入主操作室，接入PAC中，用工控機(jī)作為上位機(jī)顯示數(shù)據(jù)。由于電流信號(hào)抗干擾性比接信號(hào)強(qiáng)

5、，再加上數(shù)采控制器的濾波抗干擾特性，應(yīng)該能處理信號(hào)干擾問題。評(píng)價(jià)：此方案防止改換電纜的宏大任務(wù)量，而且從質(zhì)的方面晉級(jí)了系統(tǒng)，大大提高了丈量的可靠性和自動(dòng)化程度。但投資較大。方案四：改換一次表為能輸出420mA電流信號(hào)的三線制模擬表，仍用原24芯電纜。由于每臺(tái)一次表由四線改為三線，那么可將空余出來的一根電纜線作為屏蔽線進(jìn)展接地處置，讓其不要產(chǎn)生多余的電荷從而呵斥干擾。另外，在主操作室加裝1臺(tái)20A直流穩(wěn)壓電源來給一次表供電，增大了供電功率，進(jìn)一步提高了穩(wěn)定性。費(fèi)用概算如下表：稱號(hào)數(shù)量單價(jià)合計(jì)工控機(jī)1臺(tái)1.5萬1.5萬控制器1臺(tái)1萬1萬穩(wěn)壓電源1個(gè)0.2萬02萬1.5萬合計(jì)4.2萬元評(píng)價(jià)：此實(shí)施方

6、案不用二次表作為顯示設(shè)備，節(jié)省費(fèi)用20X0.4萬=8萬元。2、方案驗(yàn)證綜合分析以為，方案四最正確。這套方案不但完全利用了現(xiàn)有的電纜線，還把信號(hào)的質(zhì)量全面提高了，更重要的是這個(gè)方案是節(jié)省錢的8-4.2=3.8萬元。但其有效性需求實(shí)驗(yàn)證明。假設(shè)方案四不理想，那方案三同樣也不適用。假設(shè)方案四失敗，思索驗(yàn)證方案二，但要處理PAC的防爆問題，用隔爆箱那么帶來散熱問題。其它三種方案都無法處理問題時(shí)，就只需按方案一實(shí)施改造。21、方案四系統(tǒng)配置PAC的硬件選用研華公司的PAC控制器ADAM-5550KW，模擬量采集比較多，此系統(tǒng)在我廠已有多套運(yùn)用，以其運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定成為我們的首選產(chǎn)品。也由于這臺(tái)控制器的處置才干比

7、較強(qiáng)，為未來罐區(qū)一切的儀表包括油位、溫度、流量等計(jì)量值改造也做好了系統(tǒng)容量的預(yù)備。由于監(jiān)控需求人機(jī)界面HMI軟件選用開物2000，這是一套國(guó)產(chǎn)軟件，在石化行業(yè)有較多運(yùn)用，在我廠也有多套在用，它有專門針對(duì)ADAM-5550KW控制器開發(fā)的驅(qū)動(dòng)程序。由于研華公司的ADAM-5550KW控制器運(yùn)轉(zhuǎn)的是WinCE操作系統(tǒng)，所以這次系統(tǒng)改造中我們暫時(shí)還是采用一臺(tái)研華工控機(jī)來運(yùn)轉(zhuǎn)開物2000的組態(tài)軟件。待以后有時(shí)間時(shí)再將組態(tài)軟件移植到控制器中運(yùn)轉(zhuǎn)，直接接顯示器就可以了。這樣能省掉一臺(tái)工控機(jī)的費(fèi)用。1、PAC簡(jiǎn)介 PAC (Programmable Automation lController，可編程自動(dòng)化

8、控制器) ，是由ARC咨詢集團(tuán)的高級(jí)研討員Craig Resnick提出的，定義如下: 具有多重領(lǐng)域的功能，支持在單一平臺(tái)里包含邏輯、運(yùn)動(dòng)、驅(qū)動(dòng)和過程控制等至少兩種以上的功能。 單一開發(fā)平臺(tái)上整合多規(guī)程的軟件功能如HMI及軟邏輯, 運(yùn)用通用標(biāo)簽和單一的數(shù)據(jù)庫來訪問一切的參數(shù)和功能。 軟件工具所設(shè)計(jì)出的處置流程能跨越多臺(tái)機(jī)器和過程控制處單元, 實(shí)現(xiàn)包含運(yùn)動(dòng)控制及過程控制的處程序。 開放式、模塊化構(gòu)架，能涵蓋工業(yè)運(yùn)用中從工廠的機(jī)器設(shè)備到過程控制的操作單元的需求。 采用公認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)接口規(guī)范及言語，允許同供貨商之設(shè)備能在網(wǎng)絡(luò)上交換資料。運(yùn)用軟邏輯PAC控制器的優(yōu)點(diǎn)：1、強(qiáng)大的PC-BASED 功能： 大

9、容量的存儲(chǔ)才干 眾多方便、靈敏的通訊端口 強(qiáng)大的浮點(diǎn)、數(shù)學(xué)運(yùn)算才干 復(fù)雜的控制算法模糊控制 強(qiáng)大的軟件功能，方便添加功能庫 內(nèi)嵌的低本錢以太網(wǎng)2、編程軟件： 多義務(wù)架構(gòu) 國(guó)際通用編程規(guī)范IEC61131-3， 同時(shí)支持五種言語編程：梯形圖、功能塊、ST、IL、SFC等， 編程快速上手，無擾切換PAC軟邏輯控制器ADAM-5550KW CPU AMDGeode GX533(GX2) I/O 才干8槽 LED 指示燈電源、CPU 和通訊 內(nèi)存128 MB DDR SDRAM，帶 512KB電池備份 1xCompactFlash 卡內(nèi)部 操作系統(tǒng)Windows CE 5.0 實(shí)時(shí)時(shí)鐘有 看門狗定時(shí)器

10、有 通訊協(xié)議Modbus/RTU 和 Modbus/TCP 最多節(jié)點(diǎn)數(shù)32 媒體帶RJ-45接口的2X 以太網(wǎng)接口 傳輸速率10M/100M bps (10/100 Base-T)系統(tǒng)部件功能描畫備注ADAM-5550KW控制器ADAM-5017AI卡8點(diǎn)模擬量輸入，接入一次表4-20mA電流信號(hào)研華610H工控機(jī)SIEMENS24V直流穩(wěn)壓電源現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)直接銜接到AI卡ADAM-5017的端子上，用ADAM-5550KW采集到信號(hào)值并進(jìn)展處置后，將數(shù)據(jù)放入MODBUS存儲(chǔ)區(qū)；采用MODBUSTCP協(xié)議傳至工控機(jī)，再由開物2000軟件完成圖形顯示。對(duì)ADAM-5550KW編程采用KW-Multi

11、prog開發(fā)工具進(jìn)展PLC程序的編寫，硬件配置簡(jiǎn)單明了，如下所示：圖2改造后的報(bào)警器系統(tǒng)構(gòu)造表示圖2.2、方案四運(yùn)用效果這套方案經(jīng)過采用PAC將現(xiàn)場(chǎng)一次表轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)集中傳送到主操作室，構(gòu)成數(shù)字抗干擾優(yōu)勢(shì)替代二次表完成報(bào)警功能。方案投用后，原有的強(qiáng)噪信號(hào)被有效抑制，干擾幅度不超越0.3%，完全削除了誤報(bào)景象，加強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。而且計(jì)算機(jī)系統(tǒng)比二次表的優(yōu)勢(shì)是，數(shù)據(jù)顯示直觀準(zhǔn)確，并有歷史記錄功能，遭到工藝操作人員的普遍歡迎。工控機(jī)作為顯示設(shè)備，可以接納更多的數(shù)據(jù)，為未來的儀表擴(kuò)建提供了寬裕的硬件平臺(tái)。工控機(jī)的數(shù)字量可經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)將可燃?xì)夂土蚧瘹浜恐瞪蟼鞯綄?shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中。由此，我們以為方案4，完全滿足了我們的要求，是最正確方案。所以就不再驗(yàn)證其它方案了。至此，我們圓滿地處理了問題。3、小結(jié)經(jīng)過運(yùn)轉(zhuǎn)最新的高科技含量的計(jì)算機(jī)和控制設(shè)備，只用了少量的投資，就將原有的30萬元的設(shè)備盤活了，并從本質(zhì)上提高了運(yùn)用效果。而且把改造所需的工程量減到最低。此工程的勝利實(shí)施，得到以下閱歷：1、對(duì)于儀表專業(yè)常遇到的線間干擾的缺點(diǎn)處置，提供了新的處理方式，即改用PAC來轉(zhuǎn)換信號(hào)，排除干擾。PAC包括本工程所運(yùn)用的研華公司的ADAM-5550KW在信號(hào)采集過程中的濾噪功能相當(dāng)有效，