MTL800在氣化爐表面測溫系統中的應用

應用研究| APPLICATION RESEARCHCHINAINSTRUMENTATION中闞依囂依喪2010年第5期MTL800在氣化爐表面測溫系統中的應用The Application of MTL800 in the Gasifier SurfaceTemperature Measuring System1概述張波陳明平魚(yú)小麗氣化爐表面溫度測溫系統,是測溫元件纏繞(鋪(兗礦國宏化工有限責任公司,山東鄒城273500)設)在氣化爐容器殼上來(lái)進(jìn)行工作，測溫元件是一種能夠探測一條連續線(xiàn)上存在的最高溫度的線(xiàn)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，應用工業(yè)監控技術(shù)可以確定最高溫度出現的原料轉化為多種成份的合成氣，爐內所襯爐磚位置,它與普通熱電偶不同之處在于它的熱結點(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應。如果把它火磚不斷變薄。爐表面溫度反映了爐內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,可預先確定更換耐火磚的時(shí)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。由此采用現場(chǎng)溫度變送器將毫伏信號轉換成4~20mADC可見(jiàn)，安全可靠的氣化爐表面溫度監測和報警標準信號,再通過(guò)信號電纜傳輸到DCS系統,從而進(jìn)系統對裝置的安全穩定運行至關(guān)重要。行監控和報警。由于每臺氣化爐表面測溫點(diǎn)數為26個(gè)關(guān)鍵詞:多路采集通訊系統結構冗余技術(shù)特點(diǎn)點(diǎn)左右(不同直徑爐子,布點(diǎn)數不完全相同),現場(chǎng)到控制室平均距離為200~300m.因此,這種常規方式需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,費用估ture, high pressure will contain the raw materials into various計為17萬(wàn)(不算安裝和電纜敷設費用), 3臺氣化爐共hydrocatbon component syngas, Fumace lining brick oven計現場(chǎng)需要投資50多萬(wàn)。同時(shí)，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(diǎn)/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投資提出refractory brick can replace the predetermined time. Due to相應的解決方案，對提高測量的可靠性,降低故障率,different selection pressure and pressure vessel gasifier sbell延長(cháng)使用壽命具有積極的意義。of metal materials, different requirements of diferent surface2系統組成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，safe and stable operation of the device is very important中國煤化工內之最高溫度相對應Key words: Mutiple collection Communication的毫二區域的最高溫度。信System structure RedundancyTYHCNM HGo溫度變送器結合的Technical characteristics方式,將毫伏信號轉化成4~20mADC標準信號遠傳到www.cnim.cn中岡低霉依表CHINA INSTRUMENTATIONAPPLICATION RESEARCH |應用研究2010年第5期DCS控制室進(jìn)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(gè)接收器,用于將信號型遠程I/O多路溫度采集系統,利用冗余的MODMUS轉換為DCS或PLC接受的Modbus-RTU協(xié)議?？梢酝偩€(xiàn)把信號接入全廠(chǎng)DCS系統,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(gè)MODMUS網(wǎng)關(guān)及3Foxboro等)進(jìn)行通訊連接。個(gè)溫度信號輸入模塊。3個(gè)現場(chǎng)點(diǎn)掛接在總線(xiàn)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，對氣化爐的各溫區溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。(1)組態(tài)電纜:如圖2所示。MTL838-MBFPC serial portCoMIaport3 MTL800測溫系統工作原理Rcceiver30MTL800 (Multiple Temperature Link 800)多路Rx po-Tx28-溫度轉換器測溫系統采用Modbus方式通訊，將多個(gè)Com(mon)27DTR9-way D現場(chǎng)信號通過(guò)通訊線(xiàn)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，從而保證數據不會(huì )丟失。MTL838采用國際通用的Modbus-圖2 9針COM1接口連線(xiàn)圖RTU標準的協(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(現兩針短接, 2、3. 5三針連接后作為與MTL838B-MBF場(chǎng)),如圖1所示。系統中的所有非控制的溫度電(熱的連接電纜,黃線(xiàn)接Rx (28),紅線(xiàn)接Tx (30) ,藍線(xiàn)電偶/熱電阻)采用本安方式防護,現場(chǎng)的溫度點(diǎn)通過(guò)接Com (27)。安裝在現場(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MTL831B撥碼,設定地址。號以數字方式傳送到控制室。連接的信號可以是熱電Switch100為設定MTL831B地址(1個(gè)MTL838B-偶、熱電阻和mV型號輸入。每個(gè)現場(chǎng)的采集模塊防護MBF最 多可連接2個(gè)MTL831B,需根據實(shí)際情況選等級為: ExiallC T4,模塊的供電采用回路供電方式。定)，Switch101設定現場(chǎng)連接熱電偶或熱電阻。危險區的變送器和安全區的接收器之間采用冗余的數(3)現場(chǎng)MTL831B設定后,對中控室MTL838據線(xiàn)通訊,連接電纜既是數據通訊線(xiàn)又是電源線(xiàn)。采B-MBF撥碼。用專(zhuān)用電纜時(shí)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(xiàn)。通訊的波MTL838B-MBF通訊燈Highway1/Highway2兩個(gè)綠特率應為: 300~19 200可選。色指示燈正常,表示和現場(chǎng)MTL831B通訊正常;如果MTL838B-MBF顯示紅色指示燈,表示與現場(chǎng)通訊故Hazardous areaSafe areaMTL831BMTL838B-MBF障(出現故障,根據接線(xiàn)圖紙查找接線(xiàn)問(wèn)題)。mV(5) MTL838B-MBF顯示正常后,確定MTL838ModbussignalmasterAB-MBF-與Modbus接線(xiàn)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(kāi)PCS83組態(tài)CEEx15-中國煤化工年).據更新完畢,選擇圖1 MTL800結 構圖“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(chē)后www.cnim.cn47.應用研究| APPLICATION RESEARCHCHINA INSTRUMENTATION中國低器儷喪2010年第5期選擇“16BIT Unsigned" ;選定“NO.of Tx" ,根據現場(chǎng)連(11)組態(tài)完畢后，按“ESC"退回,選擇"Tx接MTL831數量選定“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”退出當前界面，返回選擇“Con-“ Monitor...回車(chē),就會(huì )顯示現場(chǎng)現場(chǎng)溫度值。figure Tx" ,回車(chē),進(jìn)入Tx組態(tài)界面。注:1)“Tx No"選擇項表示組態(tài)現場(chǎng)已定義好的1)如MTL83IB現場(chǎng)沒(méi)連接信號,可短接該通道，MTL83lB;根據步驟7設定的“No.of Tx"數量選定;“Morntr..."顯示戶(hù)外溫度。2)“Channel No”項表示該MTL831的第幾個(gè)通2)現場(chǎng)加信號時(shí)，要注意“Tx”組態(tài)時(shí),設定的熱道;電偶是否有冷端補償。3)“Input type”項表示該通道連接的現場(chǎng)是何5與常規表面測溫系統相比較種型號的熱電偶或熱電阻;4)“Safety Drive"選項中“off"表示開(kāi)路時(shí)顯示兗礦國宏化工有限責任公司采用MTL本安型遠當前界面顯示數據，“upscale" 表示開(kāi)路時(shí)界面顯示程I/O多 路溫度采集系統，利用冗余的MODMUS總線(xiàn)高數值，“Downscale"表示開(kāi)路時(shí)顯示負值，(根據把信號接 入全廠(chǎng)DCS系統,每臺氣化爐表面測溫采用用戶(hù)要求選定)顯示:“第一-個(gè)MTL831B的第11個(gè)通1套MTL遠程I/0 站,含1個(gè)MODMUS網(wǎng)關(guān)及3個(gè)溫度道，現場(chǎng)連接的是熱電阻，開(kāi)路情況下顯示低溫或負信號輸 入模塊即可?？刂剖液同F場(chǎng)只需要敷設兩根普值”;通的冗余信號電纜,減少了大量的、繁瑣的電纜敷設5)“Calc Scalings"回車(chē)進(jìn)入下一個(gè)界面:和接線(xiàn)工作,同時(shí)減少了故障點(diǎn)。因此,與常規表面測“Output zeo..."表示信號零度時(shí)Tx輸出溫度的溫 系統相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):數值,一般選“0”;1)減少現場(chǎng)大量電纜敷設,節約大量資金,具體“Output fd...表示信號100度時(shí), Tx傳輸的數字 如表1所示;信號數值是多少,此項需與DCS人員協(xié)商,一般是2)維護簡(jiǎn)單,節省控制室的安裝空間;“1000”(10倍)。3)和上位機通過(guò)Modbus通訊協(xié)議通訊直接與系統(9)選擇“Esc"退回,選擇“Copy”,回車(chē)。進(jìn)入連接, 最大通訊距離達到3km,避免信號衰減和干擾;下一個(gè)界面: .4)通訊方式采用1:1冗余，增加系統可靠性?！癈opy"主要是方便組態(tài),現場(chǎng)連接的熱電偶或表1 MTL800系統與常規系統的對比熱電阻是-一個(gè)型號時(shí),使用“copy”節約組態(tài)時(shí)間，非26(TC)點(diǎn)常規系統26(TC)點(diǎn)MTL800系統常方便;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表示現場(chǎng)MTL831B的位號,根據現場(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147 000.0065 00.00組態(tài)好) ;界面右邊“COPY TO”:表示復制到第幾個(gè)MTL通過(guò)對MTL800溫度采集系統特點(diǎn)的了解和熟831B.上的第幾個(gè)通道。如通道現場(chǎng)連接型號- -樣,選悉，以及與常規系統的對比,發(fā)現MTL800多點(diǎn)溫度采定“GO”,回車(chē)。集系中國徐花塵維護量方面有著(zhù)很大(10)按"ESC"退回,選擇“save"進(jìn)入下一個(gè)界的優(yōu)HCNMH師,從事現場(chǎng)儀表選型、泣用。面。當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(pán)名稱(chēng)即可。儀表維護48www.cnim.cn