多點(diǎn)溫度測(cè)量專(zhuān)用儀表應(yīng)用情況介紹

張海霞

（億利化學(xué)工業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯014300）

億利化學(xué)公司40 萬(wàn)t/a PVC 的氯乙烯裝置轉(zhuǎn)化工序設(shè)計(jì)有72 臺(tái)VCM 轉(zhuǎn)化器， 每臺(tái)轉(zhuǎn)化器上有12個(gè)溫度監(jiān)測(cè)送控制室DCS 上顯示， 總點(diǎn)數(shù)有864點(diǎn)，選用MTL800 系列多路溫度轉(zhuǎn)換器。通過(guò)5 年多的使用，MTL800 系列多路溫度轉(zhuǎn)換器使用效果理想。

MTL830 系列多路溫度轉(zhuǎn)換器采用Modbus 通訊輸出， 該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的單回路系統(tǒng)相比， 更加經(jīng)濟(jì)。 該系統(tǒng)將危險(xiǎn)區(qū)多點(diǎn)溫度信號(hào)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)硬線(xiàn)連接傳輸方式改為冗余通訊方式，因此，電纜及電纜安裝費(fèi)用節(jié)約80%以上，另外，還可以減少DCS 系統(tǒng)常規(guī)卡件的數(shù)量及機(jī)柜數(shù)量等。

MTL830 多路溫度轉(zhuǎn)換器的變送單元可以安裝在危險(xiǎn)區(qū)域，用于接收現(xiàn)場(chǎng)的熱電偶和熱電阻信號(hào)。在控制室中，1 個(gè)對(duì)應(yīng)的接收單元將現(xiàn)場(chǎng)的16 點(diǎn)熱電偶信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的Modbus 協(xié)議信號(hào)， 同DCS的上位機(jī)通訊。

1 系統(tǒng)硬件配置

該公司氯乙烯裝置共使用了MTL831B 多路溫度發(fā)送器72 個(gè)，MTL838B 接收器36 個(gè)， 溫度發(fā)送器共連接了現(xiàn)場(chǎng)72 臺(tái)轉(zhuǎn)化器上864 個(gè)非控制類(lèi)溫度測(cè)量點(diǎn)（熱偶）。

如果按常規(guī)的設(shè)計(jì)慣例， 這864 個(gè)溫度點(diǎn)需要864 對(duì)補(bǔ)償電纜， 還需要對(duì)應(yīng)864 個(gè)溫度點(diǎn)的DCS卡件。采用MTL800 溫度轉(zhuǎn)發(fā)器，系統(tǒng)接線(xiàn)時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)溫度點(diǎn)的信號(hào)都接在裝置現(xiàn)場(chǎng)的儀表接線(xiàn)箱中的MTL 831B 溫度發(fā)送器上（1 個(gè)溫度發(fā)送器可接16 個(gè)熱電偶或15 個(gè)熱電阻），然后，將現(xiàn)場(chǎng)的MTL831B 用2 對(duì)電纜接到裝在控制室的MTL838B溫度接收器上。通訊線(xiàn)路中的MTL3052 是一種本安隔離柵， 其主要用途是在MTL830 溫度采集系統(tǒng)中為現(xiàn)場(chǎng)的變送單元提供本安防護(hù)。

中央控制室中串聯(lián)的MTL838B 直接接到DCS的MODBUS 接口上，由DCS 通過(guò)MODBUS 協(xié)議對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)采集。為了數(shù)據(jù)的安全可靠性，采用了2 對(duì)電纜形成冗余的工作形式， 將多個(gè)危險(xiǎn)區(qū)傳感器信號(hào)通過(guò)雙冗余數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行通訊。

2 系統(tǒng)軟件配置

系統(tǒng)使用PCS83 軟件進(jìn)行組態(tài)調(diào)試。軟件使用比較簡(jiǎn)單， 使用專(zhuān)用手操器進(jìn)行配置或使用配套的電纜線(xiàn)使電腦的串口與MTL831B 溫度接收器通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的配置。 配置內(nèi)容主要是MTL 831B 溫度發(fā)送器、MTL838B 接收器的一些基本情況， 包括MTL838B 連接的發(fā)送器的數(shù)量和所連接的溫度測(cè)量元件的類(lèi)型，MTL838B 所連接的熱偶類(lèi)型、熱阻類(lèi)型、測(cè)量量程、溫度補(bǔ)償、高低報(bào)警、安全驅(qū)動(dòng)等信息。

同時(shí)， 在裝置的DCS 控制系統(tǒng)上做相應(yīng)的配置， 溫度點(diǎn)同DCS 的通訊方式采用Modbus-RTU，通訊接口為RS485。 當(dāng)配置完成后，下裝到MTL838B溫度接收器上，系統(tǒng)即可與DCS 控制系統(tǒng)進(jìn)行正常數(shù)據(jù)通訊。

3 系統(tǒng)使用情況

該儀表系統(tǒng)自2007 年8 月使用以來(lái)，工作非常穩(wěn)定， 儀表維護(hù)工作量比較小， 基本能實(shí)現(xiàn)集中維護(hù)。 此儀表系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）節(jié)約工程投資

a.節(jié)省材料與安裝費(fèi)用。 費(fèi)用減少最明顯的是，節(jié)省了從危險(xiǎn)區(qū)至安全區(qū)的熱電偶補(bǔ)償電纜。 常規(guī)儀表都是1 個(gè)熱電偶溫度測(cè)量點(diǎn)通過(guò)2 芯補(bǔ)償電纜來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的，864 點(diǎn)和300 m 的距離則需大量的補(bǔ)償電纜和放置電纜的橋架； 采用MTL800 系列多路溫度轉(zhuǎn)換器，系統(tǒng)只需要使用1 對(duì)數(shù)據(jù)線(xiàn)（在關(guān)鍵系統(tǒng)配置2 對(duì)數(shù)據(jù)線(xiàn)用做冗余）。數(shù)據(jù)鏈路電纜沒(méi)有特別要求，簡(jiǎn)單的雙絞線(xiàn)或多芯電纜即可，橋架使用量也大大減少。因此，使用MTL800 溫度轉(zhuǎn)換器后，電纜費(fèi)用、橋架費(fèi)用、鋪設(shè)電纜和安裝橋架的費(fèi)用僅為傳統(tǒng)方法的20%。

b.節(jié)省設(shè)備投資費(fèi)用。 傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信號(hào)傳輸方式需要同時(shí)在機(jī)柜間的DCS 系統(tǒng)上配備同樣多的DCS 卡件通道和相應(yīng)的控制器，設(shè)備初期投資非常大。使用MTL800 溫度轉(zhuǎn)換器后，大大減少了主控系統(tǒng)的信號(hào)輸入量，降低了控制系統(tǒng)的負(fù)荷，也減少了控制器、DCS 卡件和機(jī)柜數(shù)量，使得設(shè)備投資費(fèi)用大大降低。 投資費(fèi)用的比較情況見(jiàn)表1。

表1 投資費(fèi)用的比較情況

（2）新系統(tǒng)接線(xiàn)非常簡(jiǎn)單，節(jié)省了安裝、調(diào)試時(shí)間，加快了工程進(jìn)度。只需將熱電偶直接連接到現(xiàn)場(chǎng)的MTL831B 上， 將控制室內(nèi)的多個(gè)MTL838B 進(jìn)行串聯(lián)后直接接到控制器的MODBUS 接口上即可。不需要太多的安裝經(jīng)驗(yàn)，一般儀表安裝人員即可勝任。

（3）維護(hù)方法簡(jiǎn)單，降低了儀表的維護(hù)量。 同樣多的測(cè)量點(diǎn)使用MTL 800 多路溫度轉(zhuǎn)發(fā)器后，日常只需要檢查熱偶到儀表接線(xiàn)箱中的MTL 831B 這部分儀表電纜，出現(xiàn)問(wèn)題在現(xiàn)場(chǎng)可以直接處理。只有在大量的溫度不正常時(shí)，才需要檢查MTL831B 到控制室的MTL838B 這部分冗余的儀表電纜，而且從使用的情況來(lái)看這部分出故障的機(jī)率非常低。

4 結(jié)論

使用MTL 800 系列溫度轉(zhuǎn)換器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的非控制類(lèi)溫度測(cè)量，可以大幅度地降低工程投資、降低安裝難度，同時(shí)減少系統(tǒng)的維護(hù)量。