智能3351壓力變送器模擬量故障保護(hù)功能的設(shè)計(jì)和介紹

　            對(duì)上儀智能型3351壓力變送器進(jìn)行介紹，然后結(jié)合加熱爐系統(tǒng)誤停車(chē)現(xiàn)象，對(duì)控制系統(tǒng)中引起誤停車(chē)的模擬量斷路/短路故障保護(hù)策略進(jìn)行詳細(xì)分析，非常后提出并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了控制回路、聯(lián)鎖變量在出現(xiàn)故障時(shí)的對(duì)應(yīng)保護(hù)措施，可以為工業(yè)生產(chǎn)中其他類(lèi)似項(xiàng)目提供參考。
加熱爐是化工企業(yè)的熱能動(dòng)力設(shè)備，它的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是連續(xù)生產(chǎn)的重要保證。然而在調(diào)試及后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，時(shí)常出現(xiàn)加熱爐因模擬量斷路/短路故障導(dǎo)致的誤停車(chē)現(xiàn)象。因此，在控制程序和上位組態(tài)中增加相應(yīng)的模擬量故障保護(hù)功能就變得很有必要。筆者結(jié)合某化纖廠(chǎng)壓力變送器，對(duì)加熱爐誤停車(chē)主要原因之一的模擬量斷路/短路現(xiàn)象進(jìn)行分析，從控制單元的數(shù)據(jù)處理特點(diǎn)著手，實(shí)現(xiàn)壓力變送器模擬量的故障保護(hù)功能。
1控制系統(tǒng)介紹

 

　   
2．3故障保護(hù)策略的選擇
通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，壓力變送器中的AI模塊自身具有一定的診斷中斷功能，斷路診斷是其中的一部分。但該功能存在如下缺點(diǎn):對(duì)模擬量斷路故障保護(hù)來(lái)說(shuō)，每設(shè)計(jì)一個(gè)新的工程，都需要進(jìn)行新的硬件組態(tài)，并且需要多個(gè)組織塊程序的編寫(xiě)，步驟繁瑣且易出錯(cuò);對(duì)模擬量短路故障保護(hù)來(lái)說(shuō)，超出限制時(shí)硬件中斷功能只適用于
1個(gè)通道，即通道0或通道2，功能不完善，不宜選。
用。而利用SIEMENSS7-300PLC內(nèi)部數(shù)值的特點(diǎn)，可以采用相對(duì)簡(jiǎn)單的編程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)斷路/短路故障處理，且具有較強(qiáng)的可移植性。
3故障保護(hù)功能設(shè)計(jì)
根據(jù)表2中系統(tǒng)字的特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，模擬量斷路/短路故障的檢測(cè)方法是判斷系統(tǒng)字是否等于－32768或32767，若等于，則系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的報(bào)警和保護(hù)動(dòng)作。筆者主要從控制回路、聯(lián)鎖變量和上位實(shí)現(xiàn)3個(gè)方面進(jìn)行故障保護(hù)功能的設(shè)計(jì)。
3．1控制回路的故障保護(hù)
正常運(yùn)行的壓力變送器，各個(gè)控制回路通常都處于PID自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)傳送至AI模塊的儀表信號(hào)出現(xiàn)斷路/短路故障時(shí)，CPU接收的實(shí)測(cè)值(控制回路PV值)可能為0或滿(mǎn)量程，不能真實(shí)地反映現(xiàn)場(chǎng)工藝參數(shù)。由于控制回路處于自動(dòng)控制狀態(tài)，此時(shí)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥門(mén)開(kāi)度(控制回路MV值)會(huì)一直減小或增大，直至非常終達(dá)到程序限定值，從而導(dǎo)致PID調(diào)節(jié)失控。此種情況易引發(fā)其他工藝參數(shù)產(chǎn)生變化，使加熱爐工作狀態(tài)不穩(wěn)定而導(dǎo)致聯(lián)鎖停車(chē)，甚至可能發(fā)生爆燃事件造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此當(dāng)控制系統(tǒng)檢測(cè)到變量PV值對(duì)應(yīng)的線(xiàn)路出現(xiàn)斷路/短路故障時(shí)，應(yīng)在第一時(shí)間將控制回路切換為手動(dòng)控制方式，避免引起現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)大范圍波動(dòng)，維持當(dāng)前的生產(chǎn)狀態(tài)，保持工藝參數(shù)的穩(wěn)定。表3給出了壓力變送器負(fù)荷調(diào)節(jié)相關(guān)回路在執(zhí)行斷路/短路故障保護(hù)功能前后的控制狀態(tài)。

用戶(hù)程序中，以介質(zhì)出口溫度控制回路為例，首先對(duì)介質(zhì)出口溫度的斷路/短路故障進(jìn)行檢測(cè)，如果出口溫度回路故障指示M34．0變?yōu)?，則將M34．0送至手/自動(dòng)切換SＲ觸發(fā)器，使控制回路在第一時(shí)間切為手動(dòng)控制狀態(tài)，如圖4所示。