壓力變送器

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基于工業調節器的壓力監測報警裝置的設計

作時間:2019-07-02  來源:金肯職業技術學院  作者:鄒新
   
摘要:本文介紹一種基于工業調節器的管道壓力監測裝置的設計實例,解決管道系統超壓造成爆管或損壞,系統不自帶壓力監測的的情況下,需要實時記錄管道中介質壓力,采集相關的數據用于設置系統的控制參數或進行失效原因分析,以便相關技術人員采取措施解決具體實際的問題。
0引言
某企業的一套管道系統的泵單元偶發性出現破裂的情況,原管道系統的泵閥控制櫃單元只能對管道壓力實現實時顯示功能,沒有記錄功能,泵單元破裂的原因由于缺少實時記錄的數據,是不是超壓或其它原因造成管道破裂無可用的壓力記錄進行原因分析,企業更換兩次管道後,需要找出問題的根本原因並解決問題。采取必要的措施采集管道壓力的實時數據。爲了方便采集系統的壓力用于分析並確認爆管原因,設計該簡易壓力監測報警單元,針對系統的壓力實時監測並記錄相關的數據,分析爆管的原因並基于原因解決爆管問題。該壓力監測記錄單元還可以延伸其功能,根據客戶的需求,只要更換其傳感器單元,可以用于監測系統溫度並實時記錄實測的數據。
1系統控制櫃組成及工作原理
考慮到客戶的控制系統比較老舊,無壓力監測自動記錄功能,而且在原系統上直接擴展也沒有條件。因此,單好設計一個帶記錄功能的壓力監測控制櫃,使用方便,要求簡單,只需要管道上接入壓力傳感器的位置並提供220V的電源即可。
1.1控制櫃組成
本設計采用如下技術方案:這種管道壓力監測報警裝置,主要由控制櫃組成,控制櫃包括櫃體和安裝在櫃體內部的電源、微型斷路器F、兩個壓力變送器、三個中間繼電器、多個輔助接頭和人工智能控制器/工業調節器;櫃體的前面設有操作面板、複位按鈕S1和報警指示燈P1;人工智能控制器/工業調節器是整個裝置的處理器,包括接線端子,接線端子含有二十個端子接口,端子接口如圖3所示;接線端子在操作面板的正後方;櫃體安裝示意圖如圖1所示。
控制柜安装示意图
1.2工作原理
電路設計如圖2示。
电路原理图
智能工业控制器是整个系统的处理器和核心,220V输入电源经微型断路器控制输入电源的通断。被监测信号的输入为压力传感器信号,选用两压力传感器接入到17/18/19端子,其中17为公共端子,壓力變送器端子自带24V电源的馈电,无需外接直流电源。5/7;8/10端口为输智能工业控制器端子出端口,輸出爲無源開關信號,無源開關常開狀態,分別控制中繼KA1/KA2高低限報警繼電器的通斷電。
高限報警,當系統壓力超過設定值時,無源開關接通。220V電源接通中間繼電器KA1,KA1接通使輔助觸頭5-9接通,5-9接通使中繼KA3得電,中繼KA3運作使面板上的操作指示燈P1亮,同時無紙記錄儀內部記錄報警一次。當系統壓力降到報警值以內時,按複位按鈕S1,KA3失電,報警指示燈滅。
低限報警,當系統壓力低于設定值時,無源開關接通。220V電源接通中間繼電器KA2,KA2接通使輔助觸頭5-9接通,5-9接通使中繼KA3得電,中繼KA3運作使面板上的操作指示燈P1亮,同時無紙記錄儀內部記錄報警一次。當系統壓力高于報警值以內時,按複位按鈕S1,KA3失電,報警指示燈滅。
操作面板輸出壓力實時監測數據,可以經USB接口導出到U盤中。儀表內置WEB服務器且具備以太網接口,可以通過以太網接口使用www浏覽器對儀表進行遠程監視及操作。
功能扩展:11/12/13;14/15/16;17/18/19为三组压力传感器输入通道,每组通道能与二个压力传感器壓力變送器MBS1900-2411-A1AB04连接监测两个压力信号,一共能同时监测6个不同的压力信号。5/6/7;8/9/10为输出接口,均输出无源开关信号,做为高低设定值输出的报警输出,当系统压力恢复到设定值时,按下复位按钮,指示灯灭。该人工智能工业控制器还有能用于温度监控作记录,稳定用温度模块和温度传感器就可以实际对温度进行监控和记录。
該控制櫃能針對客戶要求,在客戶管道或容器設備上接入壓力傳感器傳感器,采集壓力轉換爲4-20mA的信號,系統將采集的信號進行連續記錄並保存如圖4。
2應用場合及優點
2.1應用場合
管道系統超壓造成爆管或損壞,系統不自帶壓力監測的的情況下,通過接入該監測系統進行系統壓力的監測和記錄。管道內的介質需要恒壓或控制在某一個壓力區間內不可控時,而管道系統自身沒有這些數據的記錄功能,可以通過接入該監測報警系統采集數據,根據采集的數據分析和界定壓力不可控的原因。
2.2優點
該單元結構簡單,用戶只要提供220V的電源,被監測的管道或容器上有傳感器接口;適用性強,壓力參數單智能工业控制器端子好和綜合監測,可以根據客戶要求,延伸選擇測溫模塊和溫度傳感器,方便擴展功能;硬件設計可靠,整機低功耗;雙CPU處理模式,一個ARM芯片用于處理圖形人機操作界面及數據記錄功能;好立的單片機CPU用于保證控制及采樣實時性,滿足嚴格的工業現場要求;通過4kV群脈沖抗幹擾測試。優異的抗幹擾性能,使用高性能的元器件,大大降低通道間的幹擾。豐富的數據記錄功能,儀表帶數據記錄功能可以顯示實時趨勢、光柱及曆史趨勢,並提供報表形式的記錄數據及報警記錄功能。擁有150M的存儲空間。存儲的數據不僅可以在儀表液晶屏上以曲線和數值進行回放,也可以通過U盤導出在電腦上做進一步分析處理。以太網接口實現遠程監控,無紙記錄儀內置WEB服務器且具備以太網接口,可以通過以太網接口使用www浏覽器對儀表進行遠程監視及操作。
儀表自身具有5個模塊插座,具備多分度輸入、調節,報警、通訊、記錄等功能。可按客戶要求進行模塊擴展和畫面組態。當儀表自帶模塊組合達不到客戶需求時,還可以通過擴展口連接各種型號的溫控器模塊、開關量I/O模塊或PLC等,非常多可以集成組態多達數十路的測量及控制回路。
3結束語
這套系統可用于客戶需要針對流體管道或容器內的壓力進行檢測和記錄。系統有三大功能:①連續監測介質的壓力,客戶可用根據獲得的數據分析介質壓力的穩定性,從而了解整個系統的運行狀況是否良好,或評估整個系統的穩定性。②能輸出報警信息,用戶可以根據自己的要求,設定壓力的基准數據,當壓力超過該值時,系統會報警並記錄報警信息。
通過引進該系統,客戶能盡快找到系統壓力波動是造成破管的原因,並針對實時記錄的數據查到壓力波動的原因,從根本上解決系統壓力不穩定的問題。
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