應(yīng)用研究| APPLICATION RESEARCHCHINAINSTRUMENTATION中闞依囂依喪2010年第5期MTL800在氣化爐表面測溫系統(tǒng)中的應(yīng)用The Application of MTL800 in the Gasifier SurfaceTemperature Measuring System1概述張波陳明平魚小麗氣化爐表面溫度測溫系統(tǒng),是測溫元件纏繞(鋪(兗礦國宏化工有限責(zé)任公司,山東鄒城273500)設(shè))在氣化爐容器殼上來進行工作，測溫元件是一種能夠探測一條連續(xù)線上存在的最高溫度的線狀溫度摘要:水煤漿氣化爐是在高溫、高壓下將含有碳氫的傳感器，應(yīng)用工業(yè)監(jiān)控技術(shù)可以確定最高溫度出現(xiàn)的原料轉(zhuǎn)化為多種成份的合成氣，爐內(nèi)所襯爐磚位置,它與普通熱電偶不同之處在于它的熱結(jié)點不固在高溫時會熔蝕，受熱氣體和融渣的沖刷,耐定，而是始終與電纜上的最高溫度相對應(yīng)。如果把它火磚不斷變薄。爐表面溫度反映了爐內(nèi)耐火磚合理地鋪在一一個面上,電纜反映出的溫度可視為其所減薄的程度,可預(yù)先確定更換耐火磚的時間。達面上存在的最高溫度。由于選用氣化爐壓力不同,壓力容器外殼的金目前氣化爐表面測溫系統(tǒng)信號處理的方式主要是屬材料不同，使外殼表面溫度要求不同。由此采用現(xiàn)場溫度變送器將毫伏信號轉(zhuǎn)換成4~20mADC可見，安全可靠的氣化爐表面溫度監(jiān)測和報警標(biāo)準(zhǔn)信號,再通過信號電纜傳輸?shù)紻CS系統(tǒng),從而進系統(tǒng)對裝置的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。行監(jiān)控和報警。由于每臺氣化爐表面測溫點數(shù)為26個關(guān)鍵詞:多路采集通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)冗余技術(shù)特點點左右(不同直徑爐子,布點數(shù)不完全相同),現(xiàn)場到控制室平均距離為200~300m.因此,這種常規(guī)方式需Abstract: Coal-water slurry gasifier is in high tempera-要26個進口溫度變送器和5200~7800m電纜,費用估ture, high pressure will contain the raw materials into various計為17萬(不算安裝和電纜敷設(shè)費用), 3臺氣化爐共hydrocatbon component syngas, Fumace lining brick oven計現(xiàn)場需要投資50多萬。同時，在DCS機柜間需要配temperature at which will embayment, beated gas and melting置AI卡件,按照8點/每卡計算, 3臺氣化爐需要配置12slag, rfractory continuously scouring thiner Fumace surfaice塊AI卡件,也是不小的投資，而且占用了系統(tǒng)安裝空.temperature of fumace, and reflets the degree of thinning,間。本文針對減低氣化爐表面溫度測量系統(tǒng)投資提出refractory brick can replace the predetermined time. Due to相應(yīng)的解決方案，對提高測量的可靠性,降低故障率,different selection pressure and pressure vessel gasifier sbell延長使用壽命具有積極的意義。of metal materials, different requirements of diferent surface2系統(tǒng)組成temperature shell. Thus, safety and rliabilit of the gasifiersurface temperature monitoring and alaming system for the我公司氣化爐表面溫度測溫元件利用熱電效應(yīng)，safe and stable operation of the device is very important中國煤化工內(nèi)之最高溫度相對應(yīng)Key words: Mutiple collection Communication的毫二區(qū)域的最高溫度。信System structure RedundancyTYHCNM HGo溫度變送器結(jié)合的Technical characteristics方式,將毫伏信號轉(zhuǎn)化成4~20mADC標(biāo)準(zhǔn)信號遠傳到www.cnim.cn中岡低霉依表CHINA INSTRUMENTATIONAPPLICATION RESEARCH |應(yīng)用研究2010年第5期DCS控制室進行集中顯示和報警。而是采用MTL本安訊接口為RS485.在控制室有-一個接收器,用于將信號型遠程I/O多路溫度采集系統(tǒng),利用冗余的MODMUS轉(zhuǎn)換為DCS或PLC接受的Modbus-RTU協(xié)議?？梢酝偩€把信號接入全廠DCS系統(tǒng),每臺氣化爐表面測溫各家DCS (Honeywell、Yokogawa. ABB、Emerson、采用一套MTL遠程I/O站,含一個MODMUS網(wǎng)關(guān)及3Foxboro等)進行通訊連接。個溫度信號輸入模塊。3個現(xiàn)場點掛接在總線上接入4 MTL800組態(tài)控制室的安全網(wǎng)橋上,直接接入DCS通訊卡上，對氣化爐的各溫區(qū)溫度進行實時監(jiān)測。(1)組態(tài)電纜:如圖2所示。MTL838-MBFPC serial portCoMIaport3 MTL800測溫系統(tǒng)工作原理Rcceiver30MTL800 (Multiple Temperature Link 800)多路Rx po-Tx28-溫度轉(zhuǎn)換器測溫系統(tǒng)采用Modbus方式通訊，將多個Com(mon)27DTR9-way D現(xiàn)場信號通過通訊線傳送到控制室。每個MTL831BDSR”mon) connectorDSR有兩條冗余通訊電纜同MTL838進行通訊,如果--RTSCTS個通訊口發(fā)生故障時,另-一個進行自動切換，從而保證數(shù)據(jù)不會丟失。MTL838采用國際通用的Modbus-圖2 9針COM1接口連線圖RTU標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議同DCS進行通訊。9針D型接頭需要自制，其中1、4、6三針短接,7、8MTL831B發(fā)送器安裝在Hazardous area區(qū)(現(xiàn)兩針短接, 2、3. 5三針連接后作為與MTL838B-MBF場),如圖1所示。系統(tǒng)中的所有非控制的溫度電(熱的連接電纜,黃線接Rx (28),紅線接Tx (30) ,藍線電偶/熱電阻)采用本安方式防護,現(xiàn)場的溫度點通過接Com (27)。安裝在現(xiàn)場的溫度采集模塊連接,并將采集的溫度信(2)組態(tài)前,先對MTL831B撥碼,設(shè)定地址。號以數(shù)字方式傳送到控制室。連接的信號可以是熱電Switch100為設(shè)定MTL831B地址(1個MTL838B-偶、熱電阻和mV型號輸入。每個現(xiàn)場的采集模塊防護MBF最 多可連接2個MTL831B,需根據(jù)實際情況選等級為: ExiallC T4,模塊的供電采用回路供電方式。定)，Switch101設(shè)定現(xiàn)場連接熱電偶或熱電阻。危險區(qū)的變送器和安全區(qū)的接收器之間采用冗余的數(shù)(3)現(xiàn)場MTL831B設(shè)定后,對中控室MTL838據(jù)線通訊,連接電纜既是數(shù)據(jù)通訊線又是電源線。采B-MBF撥碼。用專用電纜時最大的通訊距離可達2km.連接電纜也(4) MTL838B-MBF撥碼完成后，上電。如果可采用本安的普通儀表信號電纜或雙絞線。通訊的波MTL838B-MBF通訊燈Highway1/Highway2兩個綠特率應(yīng)為: 300~19 200可選。色指示燈正常,表示和現(xiàn)場MTL831B通訊正常;如果MTL838B-MBF顯示紅色指示燈,表示與現(xiàn)場通訊故Hazardous areaSafe areaMTL831BMTL838B-MBF障(出現(xiàn)故障,根據(jù)接線圖紙查找接線問題)。mV(5) MTL838B-MBF顯示正常后,確定MTL838ModbussignalmasterAB-MBF-與Modbus接線方式。LpMTL3052(6)組態(tài)前,連接好組態(tài)電纜,連接方式如步驟1所示;然后短接端子4和5,重新上電。打開PCS83組態(tài)CEEx15-中國煤化工年).據(jù)更新完畢,選擇圖1 MTL800結(jié) 構(gòu)圖“CMHCN.MH入Rx (MTL838B-溫度點同DCS的通訊方式采用Modbus-RTU,通MBF)組態(tài)界面。界面左邊選定“Data Format"回車后www.cnim.cn47.應(yīng)用研究| APPLICATION RESEARCHCHINA INSTRUMENTATION中國低器儷喪2010年第5期選擇“16BIT Unsigned" ;選定“NO.of Tx" ,根據(jù)現(xiàn)場連(11)組態(tài)完畢后，按“ESC"退回,選擇"Tx接MTL831數(shù)量選定“1-4"。(界面右邊顯示與DCS通Monitor"。訊協(xié)議)界面右下腳選定"Trasmtr..*是1或2,選定(8)按“Esc”退出當(dāng)前界面，返回選擇“Con-“ Monitor...回車,就會顯示現(xiàn)場現(xiàn)場溫度值。figure Tx" ,回車,進入Tx組態(tài)界面。注:1)“Tx No"選擇項表示組態(tài)現(xiàn)場已定義好的1)如MTL83IB現(xiàn)場沒連接信號,可短接該通道，MTL83lB;根據(jù)步驟7設(shè)定的“No.of Tx"數(shù)量選定;“Morntr..."顯示戶外溫度。2)“Channel No”項表示該MTL831的第幾個通2)現(xiàn)場加信號時，要注意“Tx”組態(tài)時,設(shè)定的熱道;電偶是否有冷端補償。3)“Input type”項表示該通道連接的現(xiàn)場是何5與常規(guī)表面測溫系統(tǒng)相比較種型號的熱電偶或熱電阻;4)“Safety Drive"選項中“off"表示開路時顯示兗礦國宏化工有限責(zé)任公司采用MTL本安型遠當(dāng)前界面顯示數(shù)據(jù)，“upscale" 表示開路時界面顯示程I/O多 路溫度采集系統(tǒng)，利用冗余的MODMUS總線高數(shù)值，“Downscale"表示開路時顯示負值，(根據(jù)把信號接 入全廠DCS系統(tǒng),每臺氣化爐表面測溫采用用戶要求選定)顯示:“第一-個MTL831B的第11個通1套MTL遠程I/0 站,含1個MODMUS網(wǎng)關(guān)及3個溫度道，現(xiàn)場連接的是熱電阻，開路情況下顯示低溫或負信號輸 入模塊即可?？刂剖液同F(xiàn)場只需要敷設(shè)兩根普值”;通的冗余信號電纜,減少了大量的、繁瑣的電纜敷設(shè)5)“Calc Scalings"回車進入下一個界面:和接線工作,同時減少了故障點。因此,與常規(guī)表面測“Output zeo..."表示信號零度時Tx輸出溫度的溫 系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點:數(shù)值,一般選“0”;1)減少現(xiàn)場大量電纜敷設(shè),節(jié)約大量資金,具體“Output fd...表示信號100度時, Tx傳輸?shù)臄?shù)字 如表1所示;信號數(shù)值是多少,此項需與DCS人員協(xié)商,一般是2)維護簡單,節(jié)省控制室的安裝空間;“1000”(10倍)。3)和上位機通過Modbus通訊協(xié)議通訊直接與系統(tǒng)(9)選擇“Esc"退回,選擇“Copy”,回車。進入連接, 最大通訊距離達到3km,避免信號衰減和干擾;下一個界面: .4)通訊方式采用1:1冗余，增加系統(tǒng)可靠性?！癈opy"主要是方便組態(tài),現(xiàn)場連接的熱電偶或表1 MTL800系統(tǒng)與常規(guī)系統(tǒng)的對比熱電阻是-一個型號時,使用“copy”節(jié)約組態(tài)時間，非26(TC)點常規(guī)系統(tǒng)26(TC)點MTL800系統(tǒng)常方便;硬件104 00.0060 00.00界面左邊“COPY FROM": "Transmiter.."電源同樣電纜(300M)39 0004 00.00表示現(xiàn)場MTL831B的位號,根據(jù)現(xiàn)場實際選擇1-4;“Chane...." 表示該MTL831B上的第幾個通道(已安裝1 00.00合計147 000.0065 00.00組態(tài)好) ;界面右邊“COPY TO”:表示復(fù)制到第幾個MTL通過對MTL800溫度采集系統(tǒng)特點的了解和熟831B.上的第幾個通道。如通道現(xiàn)場連接型號- -樣,選悉，以及與常規(guī)系統(tǒng)的對比,發(fā)現(xiàn)MTL800多點溫度采定“GO”,回車。集系中國徐花塵維護量方面有著很大(10)按"ESC"退回,選擇“save"進入下一個界的優(yōu)HCNMH師,從事現(xiàn)場儀表選型、泣用。面。當(dāng)MTL838B-MBF組態(tài)完畢,選擇“save"輸入存作者:非成1702-1勱功江一怔盤名稱即可。儀表維護48www.cnim.cn