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SVP3000智能定位器通信及其應用2004年9月

摘要  基地式調節儀表已不能適應火力發電廠自動控制的要求。簡單說明了HART協議及其特點,詳細介紹SVP3000智能定位器的特點、組態、調試及排除常見故障的方法。對正確使用此類表計具有一定的參考和借鑒作用。

關鍵詞   HART協議   總線     氣動    智能定位器控制系統

目前在大型火力發電廠熱工控制中,除重要的控制由DCS系統承擔外,由于經濟原因,一些單回路調節系統大多采用啟動基地式調節儀表。但隨著過程控制技術的發展和自動化裝置投入率要求越來越高,基地式調節儀表已不能適應電廠的要求,故通過現場總線通信技術用數字儀表代替模擬儀表勢在必行。采用基于HART通信協議的智能定位器控制技術,實現閥門的控制、定位、反饋等功能,既可簡化調節系統提高自動化水平,又可減少大量的維護、維護工作。本文將簡要介紹HART通信協議的基本原理及基于HART協議的智能定位器的應用情況。

1  HART協議簡介和特點

   通過現場總線,數字通信技術可以延伸到現場級儀表,組成連接智能現場設備和自動化系統的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網絡。由美國羅斯蒙特(Rosemount)公司首先推出的HART(highway  addressable  remote  transducer)協議是目前應用最廣泛的現場通信協議之一。該協議是目前應用最廣泛的現場通信協議之一。該協議是一項4~20mA直流信號與數字通信技術兼容的標準。HART協議參考了ISO組織的OSI(open  systems  interconnection)模型,僅應用了OSI模型的物理層、數據鏈路層和應用層,它具有如下特點:①允許模擬信號和數字通信信號同時存在;

②可以和其他模擬設備混合使用;

③具有模擬儀表或全數字能力;

④支持多個數字通信;

⑤提供“應答”和“廣播”兩種通信模式;

⑥信息結構可通用;

⑦信息結構可變等。

協議保留了直流4~20mAA過程控制信號的工業標準,允許在同一控制回路上同時應用模擬信號和數字通信信號,且互不影響。HART協議通信是在4~20mA的電流上施加一頻率信號,如圖1所示。

                      圖1  HART通信信號

圖1中有兩個頻率信號,其中1200Hz代表邏輯“1”,信號幅值只有0.5mA。在通信過程中,既有4~20mA的模擬信號,又有1200Hz和2200Hz的數字信號,在一個通信周期內,通信信號的平均值為0,從而不影響4~20mA信號的傳輸。

2 SVP3000智能定位器

2.1 SVP3000的特點

①     基于HART通信協議,通信可靠;

②     使用自動設定旋鈕或智能通信器實現最簡便的操作;

③     內置式過濾器給氣路清潔提供最簡單的維護;

④     自定義閥門特性和分程設定應用智能技術;

⑤     卓越的通用性,可與眾多類型閥門進行組合;

⑥通過開發反饋對調節閥運行狀況的連續監視以及通過智能技術實現自診斷功能,確保生產裝置的安全運行;

⑦降低維護成本,提高生產效率;

⑧增強抗振性能。

 2.2 組態與調試

 2.2.1 組態功能

由于現場閥門大小、參數等的差異,用SFC160智能通信器設定合適的組態參數至關重要。SVP3000智能定位器組態功能大致如下:

①     識別:讀取HART設備的標簽號、類型、信號范圍、用戶、軟件版本、設定時間等;

②  組態:完成輸出方式、定位器作用方式、閥門作用方式、應用模式、單位顯示、小信號切除、PID參數、輸出限幅值等設定;

③標定:量程調整、阻尼、電流調整、閥門操作、數據打印等。

2.2.2 現場調試

① 調節過濾減壓閥,將定位器輸入壓力調到規定值。拆掉定位器的指令信號線,用標準電流信號發送器向定位器輸入18 信號,然后將定位器開始自動調節再松開旋鈕90º。保持3分鐘后直到定位器開始自動調節再松開旋鈕。3分鐘后,當調節閥穩定到18 信號所對應的行程處(約87.5%),即完成自整定過程。

②向定位器輸入4mA信號,檢查零點。如果出現偏差,通過旋轉定位器頂端的調節旋鈕,調節零點到合適位置(向左旋轉,閥心向下運動;向右旋轉,閥心向上運動)。

③向定位器輸入20mA信號,檢查滿量程。如果出現偏差,通過旋轉定位器頂端的調節旋鈕,調節滿度到合適位置(向左旋轉,閥心向下運動;向右旋轉,閥心向上運動)。

④向定位器輸入小于4、4、8、12、16、20及大于20mA的直流信號,檢查現場閥門定位是否正常。如果出現較大偏差,再進行一次自整定。

2.3 定位器常見故障及排出方法

序號         故障現象                解決方法

1             定位器不動作          氣路堵塞,清除氣路污垢;

                                    組態不正確,重新組態。

2             線性不好               調整定位器安裝位置;

                                      組態不正確,調整組態。

3             閥門振蕩               設定參數不匹配,修改組態參數;

                                       完成定位器自整定。

4             兩位式動作               On/off特性設置不正確,修改設置噴嘴擋板

                                      距離

5             不到滿行程              氣源壓力不足,給足壓力進行滿度調整

6             數據丟失                 用于操器恢復到出廠原始參數定位器重新

                                         自整定

3 結束語

  廣州珠江電廠4×300MW火力發電機組在已完成DCS系統該雜哦的3臺機組中,原來的氣動基地式調節儀表全部改為SVP3000智能定位器。智能定位器集成了控制和反饋功能,既簡化了氣路和調節系統、降低了維護量,又提高了自動調節品質和生產效率;贖ART協議的現場儀表,因其顯著的通信功能和優點必將得到廣泛的應用。


 


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以上資料摘錄自《自動化儀表》雜志
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