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       在工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)達(dá)的今天，壓力變送器在工業(yè)控制系統(tǒng)中扮演著重要的角色，不僅實(shí)現(xiàn)了控制畫(huà)面上顯示系統(tǒng)的壓力，而且也參與重要的邏輯計(jì)算和參數(shù)報(bào)警功能。對(duì)于壓力變送器在工業(yè)控制中的設(shè)計(jì)和使用不外乎兩種方式：一種內(nèi)供電模式，即控制系統(tǒng)要給壓力變送器提供24VDC電源，同時(shí)也接受壓力變送器供給它的4～20mADC信號(hào)；另一種是外供電模式，即控制系統(tǒng)不需要變送器提供24VDC電源給它，控制系統(tǒng)只接受壓力變送器給它的4～20mADC信號(hào)。第一種內(nèi)供電模式通常設(shè)計(jì)為兩線制方式，是大家最熟悉，使用頻率最高的一種模式。第二種方式我們使用的相對(duì)較少，大部分同志不太熟悉，而且本文提到的壓力變送器的妙用 是基于第二種用法基礎(chǔ)上再加上筆者個(gè)人試驗(yàn)并成功運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn)之談，希望給同行朋友們帶 來(lái)裨益，同時(shí)也起到拋磚引玉的功效。

一、工藝介紹

內(nèi)蒙古京科發(fā)電有限公司的控制系統(tǒng)采用全廠一體化DCS控制系統(tǒng)（機(jī)、爐、 電、輔機(jī)及廠外附屬系統(tǒng)），堪稱(chēng)國(guó)內(nèi)第一家真正意義上主、輔一體化控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)采用和利時(shí)MACSV系統(tǒng)。由于在設(shè)計(jì)初期考慮失誤，忘記將生活水變頻器的控制系統(tǒng)納入輔網(wǎng)DCS控制系統(tǒng)，后用一套西門(mén)子200系列PLC，配用虹潤(rùn)儀表HR3051壓力變送器，用以實(shí)現(xiàn)生活水變頻器的自動(dòng)控制。而在輔網(wǎng)DCS上實(shí)現(xiàn)了按設(shè)備控制的功能(將生活水變頻器控制系統(tǒng)按照設(shè)備進(jìn)行控制)，即DCS只負(fù)責(zé)對(duì)生活水變頻器的啟、�？刂�，其他功能完全由PLC按照自己的內(nèi)部邏輯進(jìn)行控制。DCS與PLC之間通過(guò)6對(duì)（變頻器啟動(dòng)指令DO,變頻器停止指令DO,變頻器運(yùn)行狀態(tài)DI, 變頻器停止?fàn)顟B(tài)DI，變頻器故障DI，變頻器遠(yuǎn)方/就地狀態(tài)DI）硬接線聯(lián)系起來(lái)，完成對(duì)生活用水變頻的控制。

生活水變頻控制采用一拖二方式（一臺(tái)變頻器同時(shí)帶兩臺(tái)生活水泵），通過(guò)泵的出口母管壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)泵的工頻/變頻切換，正常工作時(shí)一臺(tái)泵運(yùn)行以滿足生活用水，保持供水母管壓力維持在0.4MPa左右，當(dāng)用水量增大時(shí)，母管壓力降低，運(yùn)行泵的頻率逐漸增加，當(dāng)達(dá)到工頻后仍不能滿足系統(tǒng)要求時(shí)，該泵將保持工頻運(yùn)行，同時(shí)另一臺(tái)泵啟動(dòng)，且頻率逐漸增大以維持系統(tǒng)壓力，當(dāng)穩(wěn)定后系統(tǒng)將按照一臺(tái)工頻，一臺(tái)變頻運(yùn)行。如果用水量下降，先停掉變頻運(yùn)行的泵，工頻運(yùn)行的泵由工頻轉(zhuǎn)向變頻運(yùn)行，使出口母管壓力穩(wěn)定在0.4MPa左右。通過(guò)上述說(shuō)明可知，母管出口壓力對(duì)整套系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行起著關(guān)鍵性的作用。但是，我們的系統(tǒng)是按照無(wú)人值守方式設(shè)置，在控制室的值班員是根本不知道就地設(shè)備的運(yùn)行情況 的。如何用簡(jiǎn)潔的方法讓值班員一目了然得知就地設(shè)備的運(yùn)行情況是我們面臨的問(wèn)題。

二、設(shè)計(jì)系統(tǒng)

經(jīng)過(guò)反復(fù)琢磨、大膽試驗(yàn)，終于用最少的設(shè)備、最優(yōu)化的方法實(shí)現(xiàn)了上述面臨的困難。

母管壓力是變頻器控制系統(tǒng)（PLC）的核心，必須保證其主導(dǎo)地位，故將出口母管壓力變送器設(shè)計(jì)在PLC控制系統(tǒng)中，由PLC提供24VDC電源，同時(shí)也接受變送器供給它的4～20mADC信號(hào)（內(nèi)供電兩線制工作模式）。同時(shí)將該壓力變送器的4～20mADC信號(hào)引入DCS系統(tǒng)，作為供水系統(tǒng)壓力監(jiān)視點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了在DCS畫(huà)面上監(jiān)視功能，做到了一臺(tái)壓力變送器在兩個(gè)系統(tǒng)（PLC系統(tǒng) 、DCS系統(tǒng)）中同時(shí)使用的創(chuàng)舉。同時(shí)又用了RS485的最簡(jiǎn)單通訊方式實(shí)現(xiàn)了PLC與DCS系統(tǒng)通訊功能，只監(jiān)視泵的運(yùn)行情況（工頻/變頻運(yùn)行，一臺(tái)泵運(yùn)行或兩臺(tái)泵運(yùn)行），同時(shí)操作員在控制室通過(guò)監(jiān)視供水壓力，得知泵的實(shí)際情況，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。接線原理圖如下：

壓力變送器接線原理圖

三、實(shí)現(xiàn)原理

PLC系統(tǒng)提供24VDC電源，同時(shí)接受變送器供給它的4～20mADC信號(hào)作為控制變頻水泵運(yùn)行的信號(hào)，同時(shí)整個(gè)回路的4～20mADC信號(hào)也送往DCS作為壓力源，監(jiān)視泵的實(shí)際運(yùn)行情況。對(duì)DCS系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，接受4～20mADC信號(hào)，相當(dāng)于自身的外供電模式工作。綜合起來(lái)看，上述系統(tǒng)相當(dāng)于PLC作為供電電源，壓力變送器和DCS相當(dāng)于兩個(gè)電阻的串聯(lián)，整個(gè)回路電阻相當(dāng)于增大，而回路的電流有所減小。但經(jīng)過(guò)我的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與計(jì)算，變送器的供電電壓完全滿足其要求，整個(gè)回路電流減小后，使經(jīng)過(guò)PLC與DCS的電流減�。ǖ�均能滿足PLC與DCS的要求），降低卡件的發(fā)熱量，更有利于卡件的正常工作。

DCS的電流信號(hào)接線端子有四個(gè)端子，如果需要內(nèi)供電方式，則接An和Bn；如果只接受4～20mADC信號(hào)，就接Cn和Dn兩端，而我們?cè)诖酥恍鐲n與變送器的24V+相接，Dn與PLC的24V—相接即可（即將DCS的Cn和Dn串接在回路中）。DCS的接線端子原理圖如下：

壓力變送器與DCS的接線端子原理圖

四、總結(jié)

該系統(tǒng)于2008年10月12日投運(yùn)以來(lái)，運(yùn)行情況良好。筆者覺(jué)得這種做法值得推廣。用傳統(tǒng)的方法是每個(gè)系統(tǒng)用一臺(tái)壓力變送器單獨(dú)由各自的系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)供電模式實(shí)現(xiàn)，而該方法僅用一臺(tái)壓力變送器巧妙地實(shí)現(xiàn)上述功能，而且對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化、節(jié)省投資和減少維護(hù)也是值得提倡。經(jīng)過(guò)測(cè)算，該系統(tǒng)降低造價(jià)近一萬(wàn)元，因?yàn)橐慌_(tái)羅斯蒙特變送器的市場(chǎng)價(jià)為5000元左右，從就地到DCS機(jī)柜的電纜大約需200m，約1000元，加上在管道上開(kāi)取樣空、焊儀表管座、儀表閥門(mén)等的費(fèi)用近3000多元。