智能3351壓力變送器模擬量故障保護功能的設計和介紹

　            對上儀智能型3351壓力變送器進行介紹，然后結合加熱爐系統(tǒng)誤停車現(xiàn)象，對控制系統(tǒng)中引起誤停車的模擬量斷路/短路故障保護策略進行詳細分析，非常后提出并設計實現(xiàn)了控制回路、聯(lián)鎖變量在出現(xiàn)故障時的對應保護措施，可以為工業(yè)生產中其他類似項目提供參考。
加熱爐是化工企業(yè)的熱能動力設備，它的正常運轉是連續(xù)生產的重要保證。然而在調試及后續(xù)生產過程中，時常出現(xiàn)加熱爐因模擬量斷路/短路故障導致的誤停車現(xiàn)象。因此，在控制程序和上位組態(tài)中增加相應的模擬量故障保護功能就變得很有必要。筆者結合某化纖廠壓力變送器，對加熱爐誤停車主要原因之一的模擬量斷路/短路現(xiàn)象進行分析，從控制單元的數(shù)據(jù)處理特點著手，實現(xiàn)壓力變送器模擬量的故障保護功能。
1控制系統(tǒng)介紹

 

　   
2．3故障保護策略的選擇
通過上述分析可以發(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:對模擬量斷路故障保護來說，每設計一個新的工程，都需要進行新的硬件組態(tài)，并且需要多個組織塊程序的編寫，步驟繁瑣且易出錯;對模擬量短路故障保護來說，超出限制時硬件中斷功能只適用于
1個通道，即通道0或通道2，功能不完善，不宜選。
用。而利用SIEMENSS7-300PLC內部數(shù)值的特點，可以采用相對簡單的編程設計實現(xiàn)斷路/短路故障處理，且具有較強的可移植性。
3故障保護功能設計
根據(jù)表2中系統(tǒng)字的特點和現(xiàn)場驗證，模擬量斷路/短路故障的檢測方法是判斷系統(tǒng)字是否等于－32768或32767，若等于，則系統(tǒng)執(zhí)行相應的報警和保護動作。筆者主要從控制回路、聯(lián)鎖變量和上位實現(xiàn)3個方面進行故障保護功能的設計。
3．1控制回路的故障保護
正常運行的壓力變送器，各個控制回路通常都處于PID自動調節(jié)狀態(tài)。當現(xiàn)場傳送至AI模塊的儀表信號出現(xiàn)斷路/短路故障時，CPU接收的實測值(控制回路PV值)可能為0或滿量程，不能真實地反映現(xiàn)場工藝參數(shù)。由于控制回路處于自動控制狀態(tài)，此時現(xiàn)場執(zhí)行機構的閥門開度(控制回路MV值)會一直減小或增大，直至非常終達到程序限定值，從而導致PID調節(jié)失控。此種情況易引發(fā)其他工藝參數(shù)產生變化，使加熱爐工作狀態(tài)不穩(wěn)定而導致聯(lián)鎖停車，甚至可能發(fā)生爆燃事件造成不必要的經(jīng)濟損失。因此當控制系統(tǒng)檢測到變量PV值對應的線路出現(xiàn)斷路/短路故障時，應在第一時間將控制回路切換為手動控制方式，避免引起現(xiàn)場執(zhí)行機構大范圍波動，維持當前的生產狀態(tài)，保持工藝參數(shù)的穩(wěn)定。表3給出了壓力變送器負荷調節(jié)相關回路在執(zhí)行斷路/短路故障保護功能前后的控制狀態(tài)。

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