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經(jīng)變送器采集后，經(jīng)過色譜儀的擴(kuò)展板卡模擬信號輸入輸出板（即AI/AO板），被色譜儀CPU處理并保存在內(nèi)存中?；ば聟^(qū)的色譜儀網(wǎng)絡(luò)有三級環(huán)網(wǎng)，在第二級環(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操作平臺建立新的模塊進(jìn)行組態(tài)后，即可實(shí)現(xiàn)對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接入小屋內(nèi)的PLC模擬信號模塊，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對變送器測試

使用HART375手操器完成對溫度、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，溫度變送器量程為0～100℃。

3.2變送器信號接入色譜儀AI/AO板

變送器、AI/AO板的兩個(gè)AI接口與24VDC電源按照圖5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；

(2)在西門子色譜儀軟件systemmanager中實(shí)現(xiàn)模擬輸入信號的組態(tài)，包括選擇模擬量信號類型、選擇4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號、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16個(gè)分析小屋的溫度和載氣壓力信號分配地址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