可燃气体报警器项目--PAC应用

可燃气体报警器项目--PAC 应用 Date: 1/26/2009 摘要：某炼油厂罐区可燃气体报警器采用二次 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 进行报警，但仪表信号线距离长，线间干扰大，使得二次 表误报，报警系统无法正常使用。本文着重介绍了对于仪表专业常遇到的线间干扰的故障处理 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，为排 除故障提供了新的解决方式，即改用 PAC 来转换信号，排除干扰。 关键字： 信号干扰，PAC 系统 ，抗干扰，改造 引言 GDS（有毒有害气体检测系统）包括可燃气体报警器和硫化氢报警器等，是保障人身安全的安全设 备，在工厂里起着举足轻重的作用。目前多采用二次表-报警器进行报警显示。 某罐区有可燃气体报警器 10 台，硫化氢（H2S）报警器 10 台，由于导线距离长，且采用的是 24 芯 电缆，在线间形成电容性积累电荷，造成信号干扰，使报警器的二次表因受干扰频繁产生错报，无法正常 使用。 由于罐区覆盖面积大，所以信号导线多且杂，而且与 220V 仪表供电线敷设在同一槽线盒。其中距离 较远的几十台报警器的二次表因而受干扰产生错报，具体有两种表现形式：一是频繁产生误报，即一次表 指示不超标，但二次表出现高报；二是联报，即一台一次表测得高报信号，却引起多台二次表显示高报， 干扰了正常的生产。 可燃气体报警器的信号线不是屏蔽导线，且没有为它单独敷设槽线盒，是导致问题的根本原因。由于 现场不能准确判定干扰源，全部更换导线工程量大，投资高。如下图所示： 图 1 报警器干扰系统结构示意图 但是，全部更换导线浪费大，工程量大，且罐区现场动火危险性高。因此需要摸索一套工程量小的修 补方案来解决问题，保护前期投资。 1、改造方案选择 方案一：全部更换受干扰的信号线。重新布槽线盒，更换多线电缆为三芯电缆，每块一次表单独 一根电缆。 方案二：离现场 150 米处有一间消防泵房，将 20 台表的信号线引到泵房，在泵房内安装一台 PAC， 转换为数字信号集中传送到主操作室，泵房到主操作室只需要拉一根光缆，形成现场数字通讯系统。 费用概算如下表： 名称 数量 单价 合计 工控机 1 台 1.5 万 1.5 万 4 芯电缆 20X150 米 5.4 元 1.62 万 敷设槽线盒 150 米 隔爆箱 1 个 控制器 1 台 1 万 1 万 现场机柜 1 台 0.8 万 0.8 万 光缆 580 米 18 元 1.044 万元 光电转换器 2 个 0.2 万 0．4 万 人工费 4 万 合计 9 万元 评估：因为光缆不怕电磁干扰，所以不受线间干扰影响也能解决问题。但泵房环境对 PAC 提出严格 安装条件：出于安全考虑，必须要将数采控制器和卡件置于隔爆箱内。但密封的隔爆箱散热性能差，夏季 高温可能会超出 PAC 的工作温度范围。 方案三：以上两种改造方案都需要更换电缆，所使用的信号都必须经过二次表转换，且显示为接点 信号，不易观察具体报警值，很不直观。 因此，更换一次表为能输出 4~20mA 电流信号的模拟表，20 台共花费 14 万元。同时，不用二次表显 示，模拟信号直接通过原 24 芯电缆进入主操作室，接入 PAC 中，用工控机作为上位机显示数据。由于电 流信号抗干扰性比接信号强，再加上数采控制器的滤波抗干扰特性，应该能解决信号干扰问题。 评估：此方案避免更换电缆的巨大工作量，而且从质的方面升级了系统，大大提高了测量的可靠性和 自动化水平。但投资较大。 方案四：更换一次表为能输出 4~20mA 电流信号的三线制模拟表，仍用原 24 芯电缆。由于每台一 次表由四线改为三线，则可将空余出来的一根电缆线作为屏蔽线进行接地处理，让其不要产生多余的电荷 从而造成干扰。 另外，在主操作室加装 1 台 20A 直流稳压电源来给一次表供电，增大了供电功率，进一步提高了稳 定性。 费用概算如下表： 名称 数量 单价 合计 工控机 1 台 1.5 万 1.5 万 控制器 1 台 1 万 1 万 稳压电源 1 个 0.2 万 0．2 万 1.5 万 合计 4.2 万元 评估：此 实施方案 关于机房搬迁实施方案高中班级自主管理实施方案公交公司安全生产实施方案成立校园管乐队的实施方案中层管理人员竞聘上岗实施方案 不用二次表作为显示设备，节省费用 20X0.4 万=8 万元。 2、方案验证 综合 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 认为，方案四最佳。这套方案不但完全利用了现有的电缆线，还把信号的质量全面提高了， 更重要的是这个方案是节省钱的（8-4.2=3.8 万元）。但其有效性需要实验证明。 如果方案四不理想，那方案三同样也不适用。 如果方案四失败，考虑验证方案二，但要解决 PAC 的防爆问题，用隔爆箱则带来散热问题。 其它三种方案都无法解决问题时，就只有按方案一实施改造。 2．1、方案四系统配置 PAC 的硬件选用研华公司的 PAC 控制器 ADAM-5550KW，模拟量采集比较多，此系统在我厂已有多 套应用，以其运行稳定成为我们的首选产品。也因为这台控制器的处理能力比较强，为将来罐区所有的仪 表（包括油位、温度、流量等计量值）改造也做好了系统容量的准备。 由于监控需要人机界面（HMI）软件选用开物 2000，这是一套国产软件，在石化行业有较多应用，在 我厂也有多套在用，它有专门针对 ADAM-5550KW 控制器开发的驱动程序。因为研华公司的 ADAM-5550KW 控制器运行的是 WinCE 操作系统，所以这次系统改造中我们暂时还是采用一台研华工控 机来运行开物 2000 的组态软件。待以后有时间时再将组态软件移植到控制器中运行，直接接显示器就可 以了。这样能省掉一台工控机的费用。 1、PAC 简介 PAC (Programmable Automation lController，可编程自动化控制器) ，是由 ARC 咨询集团的高级 研究员 Craig Resnick 提出的，定义如下: ♦ 具有多重领域的功能，支持在单一平台里包含逻辑、运动、驱动和过程控制等至少两种以上的功能。 ♦ 单一开发平台上整合多规程的软件功能如 HMI 及软逻辑, 使用通用标签和单一的数据库来访问所有的参数 和功能。 ♦ 软件工具所设计出的处理流程能跨越多台机器和过程控制处理单元, 实现包含运动控制及过程控制的处理 程序。 ♦ 开放式、模块化构架，能涵盖工业应用中从工厂的机器设备到过程控制的操作单元的需求。 ♦ 采用公认的网络接口 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 及语言，允许不同供货商之设备能在网络上交换资料。 使用软逻辑 PAC 控制器的优点： 1、 强大的 PC-BASED 功能： ♦ 大容量的存储能力 ♦ 众多方便、灵活的通讯端口 ♦ 强大的浮点、数学运算能力 ♦ 复杂的控制算法（模糊控制） ♦ 强大的软件功能，方便增加功能库 ♦ 内嵌的低成本以太网 2、编程软件： ♦ 多任务架构 ♦ 国际通用编程标准 IEC61131-3， ♦ 同时支持五种语言编程：梯形图、功能块、ST、IL、SFC 等， ♦ 编程快速上手，无扰切换 PAC 软逻辑控制器—ADAM-5550KW ♦ CPU AMDGeode GX533(GX2) ♦ I/O 能力 8 槽 ♦ LED 指示灯电源、CPU 和通讯 ♦ 内存 128 MB DDR SDRAM，带 512KB 电池备份 ♦ 1xCompactFlash 卡（内部） ♦ 操作系统 Windows CE 5.0 ♦ 实时时钟有 ♦ 看门狗定时器有 ♦ 通讯协议 Modbus/RTU 和 Modbus/TCP ♦ 最多节点数 32 ♦ 媒体带 RJ-45 接口的 2X 以太网接口 ♦ 传输速率 10M/100M bps (10/100 Base-T) 系统部件 功能描述 备注 ADAM-5550KW 控制器 ADAM-5017 AI 卡 8 点模拟量输入，接入一次表 4-20mA 电流信号 研华 610H 工控机 SIEMENS 24V 直流稳压电源 现场信号直接连接到 AI 卡 ADAM-5017 的端子上，用 ADAM-5550KW 采集到信号值并进行处理后， 将数据放入 MODBUS 存储区；采用 MODBUSTCP 协议传至工控机，再由开物 2000 软件完成图形显示。 对 ADAM-5550KW 编程采用 KW-Multiprog 开发工具进行 PLC 程序的编写，硬件配置简单明了，如 下所示： 图 2 改造后的报警器系统结构示意图 2.2、方案四应用效果 这套方案通过采用 PAC 将现场一次表转换为数字信号集中传送到主操作室，构成数字抗干扰优势代 替二次表完成报警功能。方案投用后，原有的强噪信号被有效抑制，干扰幅度不超过 0.3%，完全削除了误 报现象，增强了系统的可靠性。而且计算机系统比二次表的优势是，数据显示直观精确，并有历史记录功 能，受到工艺操作人员的普遍欢迎。 工控机作为显示设备，可以接收更多的数据，为将来的仪表扩建提供了宽裕的硬件平台。 工控机的数字量可通过网络将可燃气和硫化氢含量值上传到实时数据库中。 由此，我们认为方案 4，完全满足了我们的要求，是最佳方案。所以就不再验证其它方案了。至此， 我们圆满地解决了问题。 3、小结 通过运行最新的高科技含量的计算机和控制设备，只用了少量的投资，就将原有的 30 万元的设备盘 活了，并从本质上提高了应用效果。而且把改造所需的工程量减到最低。 此项目的成功实施，得到以下经验： 1、 对于仪表专业常遇到的线间干扰的故障处理，提供了新的解决方式，即改用 PAC 来转换信号，排除干扰。 PAC（包括本项目所使用的研华公司的 ADAM-5550KW）在信号采集过程中的滤噪功能相当有效，对解决 现场干扰提供了避免浪费的修正手段。 2、 计算机显示技术替代二次表显示是科技进步的必然趋势。工业控制用的计算机可靠性极高，不但处理能力 强大，显示形式灵活直观，并且提供对外的实时数据接口。这使控制水平有了质的飞跃。 3、 本项目中搭建起来的 PAC 硬软件系统是一个容量很大的平台，可满足将来罐区所有的仪表（包括油位、温 度、流量等计量值）改造的需要。为罐区自动化水平的提升作了准备。 【免费提供专业的数据采集方案】【【免免费费提提供供专专业业的的数数据据采采集集方方案案】】 测测测量量量与与与工工工业业业自自自动动动化化化 业务联系：李工 手机：18706849716 QQ 咨询：1304438713 电话：029-88607076 传真：029-88860300