一 智能閥位指示器簡(jiǎn)介
美國(guó)StoneL公司是專業(yè)生產(chǎn)工藝過程中閥門監(jiān)控和通信設(shè)備的廠家。它把高度可靠的固態(tài)閥位傳感器和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)相集成，研制生產(chǎn)了低成本、高可靠的智能閥位指示器?？刂葡到y(tǒng)通過現(xiàn)場(chǎng)總線可以監(jiān)視和控制設(shè)備(開關(guān)閥或調(diào)節(jié)閥等)。它使現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)不但能實(shí)現(xiàn)模擬量的控制，也能實(shí)現(xiàn)開關(guān)量的控制，應(yīng)用范圍大大擴(kuò)展。根據(jù)使用范圍不同，StoneL公司的產(chǎn)品有多種防護(hù)等級(jí)和通信協(xié)議可供選擇，其中通信協(xié)議有：AS-i(執(zhí)行器傳感器接口)協(xié)議，Modbus協(xié)議，DeviceNet協(xié)議，F(xiàn)oundation Fieldbus協(xié)議;另外，通過網(wǎng)關(guān)可實(shí)現(xiàn)與Profibus或者Ethernet及其他協(xié)議的通信。
StoneL閥位指示器分為6個(gè)系列，分別為Eclipse，Visual Indicator，Quartz，SolaR，Onxy，Hawkeye。其中，緊湊、一體型的Eclipse適用于ISO標(biāo)準(zhǔn)的Namur執(zhí)行器;獨(dú)立的可視顯示器(Visual Indicator)在75英尺的范圍內(nèi)可清楚地觀察閥門位置的狀態(tài);環(huán)氧樹脂涂層鍍鋁的Quartz是防爆/防火環(huán)境的最理想選擇;防腐和防水的SolaR產(chǎn)品是在過程應(yīng)用中滿足一般用途的理想產(chǎn)品;完全氣動(dòng)型的Onxy是腐蝕性和/或阻燃環(huán)境的理想選擇;完全密封的316不銹鋼殼體和熱塑聚碳酸酯檢測(cè)探頭的一體式Hawkeye適用于阻燃環(huán)境。
針對(duì)石化領(lǐng)域，StoneL推出了FF總線的閥位指示器，這種閥位指示器可選購配套的低功耗防爆電磁閥。電磁閥的電流消耗為2mA@7.5V，低電壓低電流啟動(dòng)，防爆等級(jí)為Eexia IIC T6。這樣就極大地提高了總線上可帶閥位指示器的數(shù)量。一根總線最多可帶16個(gè)閥位指示器，節(jié)省了布線。
常州化工廠的聚氯乙烯(PVC)料倉控制系統(tǒng)使用了28臺(tái)DeviceNet協(xié)議智能閥位指示器(SolaR系列)，系統(tǒng)控制器采用了OMRON的C200HG，通信主站C200HW-DRM21-V1將28個(gè)閥門通信終端掛在一個(gè)4線干線網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。
二 DeviceNet總線功能
DeviceNet可將多達(dá)63個(gè)設(shè)備連接在一個(gè)網(wǎng)線制的干線網(wǎng)絡(luò)上，它可直接與普通的PLC連接，包括國(guó)內(nèi)較流行的A-B、GE、OMRON等公司的PLC產(chǎn)品。
DeviceNet可使你直接添加簡(jiǎn)單的數(shù)字量和復(fù)雜的模擬量設(shè)備，供應(yīng)電源的兩芯線和帶有數(shù)據(jù)的兩芯線組成了4線制的總線。DeviceNet網(wǎng)絡(luò)經(jīng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，證明其適合于危險(xiǎn)場(chǎng)合使用，像防制動(dòng)、空氣吹袋等場(chǎng)合。同時(shí)它可以很好地消除噪音，適合于工業(yè)如過程工業(yè)環(huán)境使用。
帶DeviceNet協(xié)議的一般用途型(SolaR系列)智能閥位指示器的功能介紹如下。
結(jié)構(gòu)：兩個(gè)數(shù)字量輸入(閥位的開和關(guān))。
兩個(gè)帶24V DC的數(shù)字量輸出(控制電磁閥)。
1個(gè)兩線制模擬量輸入(8位分辨率)可直接帶兩線制4～20mA儀表。
通信波特率：軟件選擇125k、250k或500k。
接線圖見圖1所示。
三 常州化工廠PVC料倉控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1. 工藝流程及控制說明
工藝流程見圖2所示。
TK-1-1、TK-1-2兩只料倉存放1#PVC裝置的PVC成品粉料;TK-3-1、TK-3-2兩只料倉存放3號(hào)PVC裝置的PVC成品粉料。PVC粉料分別由兩套裝置送料單元的稱量罐交替定量通過壓縮空氣將粉料輸送出去。
UV-6、UV-13、UV-20、UV-27分別為TK-1-1、TK-1-2、TK-3-1、TK-3-2的進(jìn)料閥;UV-7、UV-14、UV-21、UV-28分別為TK-1-1、TK-1-2、TK-3-1、TK-3-2的出料閥;UV-1、UV-2、UV-3、UV-4、UV-5為TK-1-1料倉的吹風(fēng)混料總閥和分閥;UV-8、UV-9、UV-10、UV-11、UV-12為TK-1-2料倉的吹風(fēng)混料總閥和分閥;UV-15、UV-16、UV-17、UV-18、UV-19為TK-3-1料倉的吹風(fēng)混料總閥和分閥;UV-22、UV-23、UV-24、UV-25、UV-26為TK-3-2料倉的吹風(fēng)混料總閥和分閥。PT-1為料倉吹風(fēng)壓力變送器，PV-1為料倉吹風(fēng)壓力調(diào)節(jié)閥。
進(jìn)料控制：TK-1-1、TK-1-2料倉為一組，TK-3-1、TK-3-2料倉為一組。以TK-1-1、TK-1-2料倉為例說明如下：程序開始后，自動(dòng)打開一只進(jìn)料閥(系統(tǒng)默認(rèn)UV-6)，料倉進(jìn)料閥設(shè)手動(dòng)、自動(dòng)和開關(guān)按鈕，一組料倉進(jìn)料閥不能同時(shí)打開，若人工誤開第二只進(jìn)料閥時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警提示，而不執(zhí)行。
程序先判斷料位是否正常。如測(cè)量值低于量程下限的5%(3.2mA)和高于量程的105%(20.8mA)即為料位計(jì)出錯(cuò)，失常報(bào)警。料位計(jì)正常時(shí)，進(jìn)料的料倉的料位大于設(shè)定值LL時(shí)(卸料時(shí)進(jìn)料閥關(guān)閉不執(zhí)行吹風(fēng)程序)，啟動(dòng)該料倉的吹風(fēng)混料程序，將吹風(fēng)閥打開(TK-1-1的吹風(fēng)總閥為UV-1，循環(huán)吹風(fēng)閥為UV-2、UV-3、UV-4、UV-5)，執(zhí)行吹風(fēng)混料程序。此時(shí)總閥打開，4個(gè)分支按每個(gè)Tset分鐘循環(huán)吹風(fēng)，直至料倉達(dá)到高位設(shè)定值LH后關(guān)閉該料倉進(jìn)料閥(UV-6)，開本組另一只進(jìn)料閥(UV-13)進(jìn)料;滿料的料倉(TK-1-1)經(jīng)Tset小時(shí)吹風(fēng)充分混料后自動(dòng)關(guān)閥停止吹風(fēng)動(dòng)作。
出料控制：流程畫面出料閥只設(shè)手動(dòng)開關(guān)閥按鈕，4個(gè)料倉只能打開一只出料閥，若人工誤開第二只出料閥時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警提示，而不執(zhí)行。當(dāng)該料倉料位低于下限LLA或剩余量W1小于設(shè)定值WLA時(shí)，且此時(shí)該料倉出料閥為開，則報(bào)警并提示換倉包裝、更換包裝袋或更換批號(hào)。
吹風(fēng)閥可程控和人控。程控：如上所述。人控：每組只設(shè)開始和停止，開始時(shí)，該組打開總閥，分閥自動(dòng)按Tset循環(huán);停止，則關(guān)閉所有閥。
吹風(fēng)壓力PID控制：設(shè)壓力高低報(bào)警。PID的參數(shù)調(diào)正，作用方向改變，手動(dòng)、自動(dòng)按鈕，設(shè)定值設(shè)置;MV設(shè)置;
畫面：流程總視圖，分流程圖，料位趨勢(shì)曲線，吹風(fēng)壓力趨勢(shì)曲線，參數(shù)表設(shè)定。
2. 控制系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)介
控制系統(tǒng)采用了OMRON C200HG PLC，人機(jī)接口采用了OMRON NT631觸摸屏。使用了16點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊C200H-ID212一塊，16點(diǎn)數(shù)字量輸出模塊C200H-OC225一塊，8通道模擬量輸入模塊C200H-AD003一塊，兩回路PID控制模塊C200H-PID03一塊，DeviceNet協(xié)議網(wǎng)絡(luò)主站C200H-DRM21-V1一塊。系統(tǒng)組成如圖3所示。
四 應(yīng)用效果
由于采用了DeviceNet總線技術(shù)，從經(jīng)濟(jì)效益角度來看，比采用傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的閥位指示器要節(jié)省30～40%的施工安裝和硬件配置費(fèi)用。
這個(gè)項(xiàng)目節(jié)省了敷設(shè)電纜800m、電纜穿線管500m、電纜穿線盒50個(gè)和其他一些施工材料，包括施工安裝的人工費(fèi)用在內(nèi)共節(jié)省了7萬元人民幣;PLC硬件配置節(jié)省了16點(diǎn)開關(guān)量輸入卡4塊、16點(diǎn)開關(guān)量輸出卡兩塊、擴(kuò)展箱1個(gè)，計(jì)1.08萬元人民幣。以上兩項(xiàng)共計(jì)節(jié)省了8.08萬元人民幣，節(jié)省比例達(dá)到40%，同時(shí)大大降低了施工量，減少了施工時(shí)間，為新廠開車贏得了寶貴的時(shí)間。
從現(xiàn)場(chǎng)幾個(gè)月的使用情況來看，工作安全可靠，維護(hù)量幾乎降為零，達(dá)到了令人滿意的效果，為工廠平穩(wěn)運(yùn)行創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。
（轉(zhuǎn)載）
