XTRM系列溫度遠(yuǎn)傳監(jiān)測儀在水泥生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
2009/5/8 0:00:00
一、前言
XTRM系列溫度遠(yuǎn)傳監(jiān)測儀，首先被應(yīng)用在水泥生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中。上世紀(jì)九十年代初，上海聯(lián)合水泥廠技改工程利用西班牙政府混合貸款，從丹麥?zhǔn)访芩构疽M(jìn)主要生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，建成日產(chǎn)二千噸熟料的窯外分解生產(chǎn)線。該廠采用ABB公司ASEA · MASTER集散控制系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)管理和控制，要求國產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行信息也集中于系統(tǒng)統(tǒng)一監(jiān)控，但當(dāng)時的儀表與該計算機(jī)系統(tǒng)難以匹配，為此，必須開發(fā)新產(chǎn)品。上海工業(yè)自動化儀表研究所、上海聯(lián)合水泥廠、南京水泥工業(yè)設(shè)計研究所有關(guān)人員，通過共同調(diào)研該廠引進(jìn)的現(xiàn)場儀表、計算機(jī)接口及國產(chǎn)設(shè)備的信號，提出了相關(guān)要求。上海工業(yè)自動化儀表研究所專門成立了由該所顯示室主任金建民高級工程師具體負(fù)責(zé)的XTRM儀表項(xiàng)目組，經(jīng)艱辛攻關(guān)，完成了XTRM系列多回路溫度遠(yuǎn)傳監(jiān)測儀研制，成功將國產(chǎn)設(shè)備的信號與該控制系統(tǒng)相匹配，完善了全廠生產(chǎn)集中控制，取得了很好的實(shí)用效果。這個新產(chǎn)品，特別適用于水泥生產(chǎn)過程的監(jiān)控，因此，該產(chǎn)品在全國大型、中型干法水泥廠的設(shè)計和生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。
XTRM儀表的輸出信號直接輸入到計算機(jī)系統(tǒng)模擬輸入接口，在中央控制室監(jiān)控，同時在儀表面板上有顯示，顯示采用模擬指針儀表或LED數(shù)字顯示表頭。
根據(jù)用戶的需要，可將指示儀表、記錄儀表、調(diào)節(jié)器等與電源串聯(lián)在XTRM儀表的輸出回路，輸出電流正比于溫度的變化，用作溫度的指示、記錄或調(diào)節(jié)。用戶還可通過安裝在面板上的薄膜選擇按鍵逐個查閱相對應(yīng)回路的溫度。
二、XTRM系列多回路溫度遠(yuǎn)傳監(jiān)測儀工作原理
XTRM儀表系二線制多回路溫度變送器。它與多點(diǎn)熱電阻或熱電偶傳感器配合使用，將各種生產(chǎn)過程中固體、液體、氣體的溫度顯示和變送遠(yuǎn)傳。（原理框圖如圖一所示）XTRM儀表安裝在被測對
象附近，用屏蔽電纜將各回路的熱電阻或熱電偶傳感器的測溫信號連至該儀表各自獨(dú)立的前置放大器，前置放大器將微弱變化信號放大處理，輸送到比較輸入電路（選擇高溫信號）或選點(diǎn)輸入電路，進(jìn)行信號選擇。被選中的回路信號，再經(jīng)過電壓／電流轉(zhuǎn)換單元處理，將前置放大器的輸出電壓轉(zhuǎn)換成DC 4～20mA電流信號輸出。如選擇測溫范圍0～150℃則對應(yīng)DC 4～20mA輸出。
三、XTRM儀表在水泥生產(chǎn)監(jiān)控中應(yīng)用例舉
（一）XTRM儀表用于煤磨電收塵器、大型煤粉倉溫度測量
首先讓我們討論一下水泥廠一些現(xiàn)場儀表設(shè)計情況，如煤磨電收塵器，收塵器各底部有煤沉積，如圖二（a）所示。給窯頭、分解爐供煤粉的大型煤粉倉，如圖二（b）所示。這類設(shè)備，為防止煤粉自燃、防爆，確保設(shè)備安全，必需設(shè)置多個溫度監(jiān)控?，F(xiàn)場有溫度顯示，巡回人員可以了解設(shè)備內(nèi)部情況；中央控制室顯示和高溫報警，作為重要參數(shù)管理。
煤磨電收塵器、大型煤粉倉最通常的三種現(xiàn)場儀表的設(shè)計方案，如圖三所示。
方案一：如圖三（a）所示，每個熱電阻傳感器配置一個二線制溫度變送器，分別用二芯屏蔽電
纜引至計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)模擬接口，在中央控制室監(jiān)控。
方案二：如圖三（b）所示，每個熱電阻傳感器分別用三芯屏蔽電纜引至計算機(jī)熱電阻接口，在中央控制室監(jiān)控。
方案三：如圖三（c）所示，四個熱電阻傳感器連接到現(xiàn)場XTRM儀表，再用一根二芯屏蔽電纜
引至計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)模擬接口，在中央控制室監(jiān)控。
１、前面二個方案的共同特點(diǎn)是各個測溫點(diǎn)自成一個獨(dú)立的回路，在中央控制室屏幕上都有顯
示，從而帶來所用電纜多、接口多，而且在現(xiàn)場沒有溫度顯示，不能給崗位工一個提示。
２、方案一現(xiàn)場變送器最多，增加了安裝和日常維護(hù)。
３、方案二省掉了變送器，但由于煤磨電收塵器和煤灰倉往往離車間控制站很遠(yuǎn)，熱電阻的信
號變化很微弱，遠(yuǎn)距離的信息傳遞不見得很合理。而更主要的是所應(yīng)用的計算機(jī)接口電路，不是一般壓力變送器、溫度變送器電流變送通用的4～20mA DC標(biāo)準(zhǔn)模擬接口電路，是專用的熱電阻接口電路，價格昂貴、通用性差，用了它，使得計算機(jī)系統(tǒng)的硬件及軟件變得復(fù)雜，給系統(tǒng)安裝、調(diào)試及維護(hù)帶來更多的工作。
４、比較三個方案，方案三最簡單。用一個XTRM-4儀表，四個熱電阻傳感器的溫度不僅都可以
在現(xiàn)場顯示，而且傳遞到在中央控制室監(jiān)控的僅是四個信號中的最高溫度點(diǎn)，這是XTRM儀表獨(dú)特之處。因?yàn)椴僮鲉T并不需要知道煤磨電收塵器或煤灰倉內(nèi)溫度分布情況，而必須要知道該設(shè)備內(nèi)的最高溫度是多少？是否超越臨界溫度？如煤粉倉，不管哪一點(diǎn)溫度大于70℃，都要高溫報警，溫度大于80℃時，不但報警還要聯(lián)鎖，保證安全，報警后派人到現(xiàn)場處理，也可查詢各點(diǎn)的溫度，判斷事故情況。所以，同一設(shè)備，在中央控制室設(shè)置一個高溫報警信號就可以了。很明顯，該方案是最省儀表、省電纜、省計算機(jī)接口的設(shè)計。這樣的設(shè)計方案，在國內(nèi)外大、中型水泥廠的設(shè)計已廣泛采用。
綜合上述比較，可以得出這樣的結(jié)論：如果同一設(shè)備需要設(shè)置多點(diǎn)溫度監(jiān)控（如2～4點(diǎn)），
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