熱電偶測溫技術(shù)在分散性控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

上海自動化儀表四廠對于分散性控制系統(tǒng)（DCS）中熱電偶測溫技術(shù)得到廣泛運(yùn)用。在我們我們的現(xiàn)代企業(yè)中DCS得到了廣泛的推廣，而其中的各類輸入、輸出及控制等系統(tǒng)都得到了廣泛的運(yùn)用，在這其中對于熱電偶測溫技術(shù)的發(fā)展有著較大的發(fā)展與進(jìn)步。因此熱電偶測溫技術(shù)的要求越來越高，上海自動化儀表四廠對于其測溫的準(zhǔn)確性也就越高。因此在熱電偶測溫中冷端溫度補(bǔ)償是一個影響測溫準(zhǔn)確性的重的因素。

在現(xiàn)代的企業(yè)生產(chǎn)中，熱電偶廣泛運(yùn)用于測量-200-1300℃范圍內(nèi)的測溫，在我們的電廠鍋爐測溫用得也比較多。在改造前我們都是直接將熱電偶的測量信號接入到單顯表計中，對于溫度補(bǔ)償都是人為的進(jìn)行設(shè)定，因此測量的數(shù)據(jù)不太準(zhǔn)確，不能真實地反映出鍋爐的運(yùn)行狀況。

在2011-2012對我廠的控制系統(tǒng)進(jìn)行DCS改造后，有了較為先進(jìn)的控制系統(tǒng)，對于熱電偶測溫的技術(shù)也有了較大的進(jìn)步。有了更為準(zhǔn)確的測量個冷端補(bǔ)償技術(shù)。對于鍋爐的正常運(yùn)行提供了可靠的保障。下面我們就對DCS改造前后熱電偶測溫技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行一個簡要的分析。

一、改造前狀況

改造前渡市電廠兩臺鍋爐的床溫及其它燃燒區(qū)域的測溫，采用K分度熱電偶測溫，測量信號經(jīng)補(bǔ)償導(dǎo)線接近單顯表進(jìn)行顯示，冷端溫度補(bǔ)償認(rèn)為進(jìn)行設(shè)定。

該測溫方式在運(yùn)行過程中還存在一些不足：

（1）耗材量大，每一個測量點就需要一套表計。

（2）測量誤差大。

（3）單顯表雖然技術(shù)比較成熟但并不先進(jìn)，故障率高，檢修量大。

（4）在使用中不方便，如需在顯示時需增加大量的電纜及表計。

（5）測量顯示方式陳舊，占用屏柜空間面積大，測量點較多時運(yùn)行人員監(jiān)盤看不過來。

為此，對于DCS改造來說淘汰老舊的測量顯示方式，引進(jìn)了新的技術(shù)，對于我們電廠來說是一次重大的革新。

二、改造方案介紹

我廠于2011年開始對2#機(jī)組進(jìn)行改造，由原來的老式陳舊的繼電控制系統(tǒng)改為現(xiàn)有的先進(jìn)的DCS集散控制系統(tǒng)，過后相繼于2012年同樣對1#機(jī)組進(jìn)行了改造，都取得可較好的效果。

1、DCS系統(tǒng)的選擇

基于我們電廠整個控制系統(tǒng)（鍋爐、汽機(jī)、電氣）的及價格、DCS系統(tǒng)的優(yōu)點綜合考慮選擇了和利時公司的MACSV系統(tǒng)。和利時公司的MACSV系統(tǒng)有以下特點：

在統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺上提供管控一體化解決方案

標(biāo)準(zhǔn)的Client/Server結(jié)構(gòu)

先進(jìn)的現(xiàn)場總線技術(shù)

支持OPC數(shù)據(jù)處理

開放的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

標(biāo)準(zhǔn)的組態(tài)軟件功能

控制系統(tǒng)提供方便的系統(tǒng)仿真、無擾下裝和數(shù)據(jù)回讀功能

系統(tǒng)安裝方便且系統(tǒng)的冗余功能保證了系統(tǒng)的高可靠性

系統(tǒng)具有較大的處理、故障監(jiān)視和轉(zhuǎn)移功能

2、MACSV系統(tǒng)熱電偶測溫原理

和利時公司的MACSV系統(tǒng)每個控制站內(nèi)配有專用的熱電偶冷端補(bǔ)償模塊FM192A-CC，此模塊直接測量控制柜內(nèi)的環(huán)境溫度產(chǎn)生的模擬電壓信號，所測溫度T與所產(chǎn)生的模擬電壓信號V成線性關(guān)系：T=100*V，與模塊FM141相連，將電壓信號轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)點，作為熱電偶模擬量輸入模塊的冷端溫度補(bǔ)償。在現(xiàn)場的熱電偶溫度測量點采用直饋式，補(bǔ)償導(dǎo)線直接進(jìn)入控制站內(nèi)輸入模塊端，將現(xiàn)場的熱電偶元件的冷斷延伸至站內(nèi)，利用站內(nèi)FM192-CC模塊進(jìn)行冷端補(bǔ)償。

3、熱電偶測溫元件（模塊）的選擇

在和利時公司的MACSV系統(tǒng)對于熱電偶測溫元件我們選擇了FM147A型模塊。因為FM147A具有以下特點:

●FM147A模塊體積小、重量輕、安裝靈活。

●FM147A模塊具備帶電插拔功能?？稍谙到y(tǒng)帶電的情況下插拔本模塊，不會影響模塊及系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

●FM147A模塊可以定期檢測CPU工作狀態(tài)及熱電偶的短線情況，具有看門狗定時器電路，可以在模塊異常情況下自

動復(fù)位。

●FM147A模塊提供了24V電源反向保護(hù)、通訊線等壓保護(hù)、信號輸入通道保護(hù)。

●FM147A模塊支持現(xiàn)場熱電偶信號對本模塊和有關(guān)測溫儀表的并接輸入。

●FM147A模塊可以處理-5mV-+75mV的熱電偶信號和0mV-+78.125mV內(nèi)的線性毫伏信號。

4、FM147A模塊簡介

FM147A模塊是智能型8路熱電偶模擬量輸入模塊，是和利時公司采用目前世界上先進(jìn)的現(xiàn)場總線技術(shù)而新開發(fā)的工業(yè)現(xiàn)場級熱電偶模擬量輸入模塊。通過與配套的FM131A底座連接，用于處理現(xiàn)場熱電偶來的毫伏電壓和一般毫伏電壓輸入信號。FM147A模塊是智能型的現(xiàn)場總線產(chǎn)品，是和利時公司FM系列硬件系統(tǒng)的I/O單元的一種。

5、FM147A模塊原理說明

FM147A模塊通過與配套的FM131A底座連接，然后通過底座的40個端子將8路現(xiàn)場信號引入，在通過64針連接器進(jìn)入8路雙端輸入型TC模擬板。輸入后的熱電偶信號經(jīng)過濾波、電壓變換，進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換電路。轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng)過通道切換進(jìn)入智能處理板，智能處理板根據(jù)此信號計算輸入信號的值，再經(jīng)過DP總線傳到DP主站。

結(jié)論

對于此次DCS改造取得了較好的效果，整個控制系統(tǒng)（鍋爐、汽機(jī)、電氣）都改造的相當(dāng)成功。 對于我所分析的熱電偶測溫技術(shù)來說也是相當(dāng)?shù)姆浅：茫驗樵阱仩t的運(yùn)行溫度監(jiān)測點都是在采用的熱電偶測溫來監(jiān)視過路運(yùn)行工況，在DCS改造這樣成功條件下位我們的鍋爐的安全運(yùn)行提供了保障，因為這套系統(tǒng)能夠跟準(zhǔn)確的測量出鍋爐內(nèi)部的運(yùn)行溫度，上海自動化儀表四廠讓運(yùn)行人員能夠更清楚的了解到鍋爐的運(yùn)行工況，在不穩(wěn)定運(yùn)行時能夠及時的根據(jù)準(zhǔn)確的參數(shù)做出判斷，及時調(diào)整鍋爐的運(yùn)行。保障鍋爐安全運(yùn)行。