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(cè)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(cè)溫系統(tǒng),是測(cè)溫元件纏繞(鋪(兗礦國(guó)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(jìn)行工作，測(cè)溫元件是一種能夠探測(cè)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?xì)涞膫鞲衅?，?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(diǎn)不固在高溫時(shí)會(huì)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(duì)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(gè)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(shí)間。達(dá)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(cè)溫系統(tǒng)信號(hào)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(chǎng)溫度變送器將毫伏信號(hào)轉(zhuǎn)換成4~20mADC可見，安全可靠的氣化爐表面溫度監(jiān)測(cè)和報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),再通過信號(hào)電纜傳輸?shù)紻CS系統(tǒng),從而進(jìn)系統(tǒng)對(duì)裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。行監(jiān)控和報(bào)警。由于每臺(tái)氣化爐表面測(cè)溫點(diǎn)數(shù)為26個(gè)關(guān)鍵詞:多路采集通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)冗余技術(shù)特點(diǎn)點(diǎn)左右(不同直徑爐子,布點(diǎn)數(shù)不完全相同),現(xiàn)場(chǎng)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(gè)進(jìn)口溫度變送器和5200~7800m電纜,費(fèi)用估ture, high pressure will contain the raw materials into various計(jì)為17萬(不算安裝和電纜敷設(shè)費(fèi)用), 3臺(tái)氣化爐共hydrocatbon component syngas, Fumace lining brick oven計(jì)現(xiàn)場(chǎng)需要投資50多萬。同時(shí)，在DCS機(jī)柜間需要配temperature at which will embayment, beated gas and melting置AI卡件,按照8點(diǎn)/每卡計(jì)算, 3臺(tái)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(duì)減低氣化爐表面溫度測(cè)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(duì)提高測(cè)量的可靠性,降低故障率,different selection pressure and pressure vessel gasifier sbell延長(zhǎng)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(cè)溫元件利用熱電效應(yīng)，safe and stable operation of the device is very important中國(guó)煤化工內(nèi)之最高溫度相對(duì)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(hào)轉(zhuǎn)化成4~20mADC標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)遠(yuǎn)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(jìn)行集中顯示和報(bào)警。而是采用MTL本安訊接口為RS485.在控制室有-一個(gè)接收器,用于將信號(hào)型遠(yuǎn)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。可以同總線把信號(hào)接入全廠DCS系統(tǒng),每臺(tái)氣化爐表面測(cè)溫各家DCS (Honeywell、Yokogawa. ABB、Emerson、采用一套MTL遠(yuǎn)程I/O站,含一個(gè)MODMUS網(wǎng)關(guān)及3Foxboro等)進(jìn)行通訊連接。個(gè)溫度信號(hào)輸入模塊。3個(gè)現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)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(duì)氣化爐的各溫區(qū)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。(1)組態(tài)電纜:如圖2所示。MTL838-MBFPC serial portCoMIaport3 MTL800測(cè)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(cè)溫系統(tǒng)采用Modbus方式通訊，將多個(gè)Com(mon)27DTR9-way D現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)通過通訊線傳送到控制室。每個(gè)MTL831BDSR”mon) connectorDSR有兩條冗余通訊電纜同MTL838進(jìn)行通訊,如果--RTSCTS個(gè)通訊口發(fā)生故障時(shí),另-一個(gè)進(jìn)行自動(dòng)切換，從而保證數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。MTL838采用國(guó)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(jìn)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(chǎng)),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(lán)線電偶/熱電阻)采用本安方式防護(hù),現(xiàn)場(chǎng)的溫度點(diǎn)通過接Com (27)。安裝在現(xiàn)場(chǎng)的溫度采集模塊連接,并將采集的溫度信(2)組態(tài)前,先對(duì)MTL831B撥碼,設(shè)定地址。號(hào)以數(shù)字方式傳送到控制室。連接的信號(hào)可以是熱電Switch100為設(shè)定MTL831B地址(1個(gè)MTL838B-偶、熱電阻和mV型號(hào)輸入。每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的采集模塊防護(hù)MBF最 多可連接2個(gè)MTL831B,需根據(jù)實(shí)際情況選等級(jí)為: ExiallC T4,模塊的供電采用回路供電方式。定)，Switch101設(shè)定現(xiàn)場(chǎng)連接熱電偶或熱電阻。危險(xiǎn)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(chǎng)MTL831B設(shè)定后,對(duì)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(shí)最大的通訊距離可達(dá)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(hào)電纜或雙絞線。通訊的波MTL838B-MBF通訊燈Highway1/Highway2兩個(gè)綠特率應(yīng)為: 300~19 200可選。色指示燈正常,表示和現(xiàn)場(chǎng)MTL831B通訊正常;如果MTL838B-MBF顯示紅色指示燈,表示與現(xiàn)場(chǎng)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(guó)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(diǎn)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(guó)低器儷喪2010年第5期選擇“16BIT Unsigned" ;選定“NO.of Tx" ,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(huì)顯示現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)溫度值。figure Tx" ,回車,進(jìn)入Tx組態(tài)界面。注:1)“Tx No"選擇項(xiàng)表示組態(tài)現(xiàn)場(chǎng)已定義好的1)如MTL83IB現(xiàn)場(chǎng)沒連接信號(hào),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(xiàng)表示該MTL831的第幾個(gè)通2)現(xiàn)場(chǎng)加信號(hào)時(shí)，要注意“Tx”組態(tài)時(shí),設(shè)定的熱道;電偶是否有冷端補(bǔ)償。3)“Input type”項(xiàng)表示該通道連接的現(xiàn)場(chǎng)是何5與常規(guī)表面測(cè)溫系統(tǒng)相比較種型號(hào)的熱電偶或熱電阻;4)“Safety Drive"選項(xiàng)中“off"表示開路時(shí)顯示兗礦國(guó)宏化工有限責(zé)任公司采用MTL本安型遠(yuǎn)當(dāng)前界面顯示數(shù)據(jù)，“upscale" 表示開路時(shí)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(shí)顯示負(fù)值，(根據(jù)把信號(hào)接 入全廠DCS系統(tǒng),每臺(tái)氣化爐表面測(cè)溫采用用戶要求選定)顯示:“第一-個(gè)MTL831B的第11個(gè)通1套MTL遠(yuǎn)程I/0 站,含1個(gè)MODMUS網(wǎng)關(guān)及3個(gè)溫度道，現(xiàn)場(chǎng)連接的是熱電阻，開路情況下顯示低溫或負(fù)信號(hào)輸 入模塊即可。控制室和現(xiàn)場(chǎng)只需要敷設(shè)兩根普值”;通的冗余信號(hào)電纜,減少了大量的、繁瑣的電纜敷設(shè)5)“Calc Scalings"回車進(jìn)入下一個(gè)界面:和接線工作,同時(shí)減少了故障點(diǎn)。因此,與常規(guī)表面測(cè)“Output zeo..."表示信號(hào)零度時(shí)Tx輸出溫度的溫 系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):數(shù)值,一般選“0”;1)減少現(xiàn)場(chǎng)大量電纜敷設(shè),節(jié)約大量資金,具體“Output fd...表示信號(hào)100度時(shí), Tx傳輸?shù)臄?shù)字 如表1所示;信號(hào)數(shù)值是多少,此項(xiàng)需與DCS人員協(xié)商,一般是2)維護(hù)簡(jiǎn)單,節(jié)省控制室的安裝空間;“1000”(10倍)。3)和上位機(jī)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(jìn)入連接, 最大通訊距離達(dá)到3km,避免信號(hào)衰減和干擾;下一個(gè)界面: .4)通訊方式采用1:1冗余，增加系統(tǒng)可靠性。“Copy"主要是方便組態(tài),現(xiàn)場(chǎng)連接的熱電偶或表1 MTL800系統(tǒng)與常規(guī)系統(tǒng)的對(duì)比熱電阻是-一個(gè)型號(hào)時(shí),使用“copy”節(jié)約組態(tài)時(shí)間，非26(TC)點(diǎn)常規(guī)系統(tǒng)26(TC)點(diǎn)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(chǎng)MTL831B的位號(hào),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際選擇1-4;“Chane...." 表示該MTL831B上的第幾個(gè)通道(已安裝1 00.00合計(jì)147 000.0065 00.00組態(tài)好) ;界面右邊“COPY TO”:表示復(fù)制到第幾個(gè)MTL通過對(duì)MTL800溫度采集系統(tǒng)特點(diǎn)的了解和熟831B.上的第幾個(gè)通道。如通道現(xiàn)場(chǎng)連接型號(hào)- -樣,選悉，以及與常規(guī)系統(tǒng)的對(duì)比,發(fā)現(xiàn)MTL800多點(diǎn)溫度采定“GO”,回車。集系中國(guó)徐花塵維護(hù)量方面有著很大(10)按"ESC"退回,選擇“save"進(jìn)入下一個(gè)界的優(yōu)HCNMH師,從事現(xiàn)場(chǎng)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(hù)48www.cnim.cn