多点温度测量专用仪表应用情况介绍

2013-01-29张海霞

中国氯碱 2013年8期

张海霞

（亿利化学工业有限公司，内蒙古鄂尔多斯014300）

亿利化学公司40 万t/a PVC 的氯乙烯装置转化工序设计有72 台VCM 转化器，每台转化器上有12个温度监测送控制室DCS 上显示，总点数有864点，选用MTL800 系列多路温度转换器。通过5 年多的使用，MTL800 系列多路温度转换器使用效果理想。

MTL830 系列多路温度转换器采用Modbus 通讯输出，该系统与传统的单回路系统相比，更加经济。该系统将危险区多点温度信号的点对点硬线连接传输方式改为冗余通讯方式，因此，电缆及电缆安装费用节约80%以上，另外，还可以减少DCS 系统常规卡件的数量及机柜数量等。

MTL830 多路温度转换器的变送单元可以安装在危险区域，用于接收现场的热电偶和热电阻信号。在控制室中，1 个对应的接收单元将现场的16 点热电偶信号转换为标准的Modbus 协议信号，同DCS的上位机通讯。

1 系统硬件配置

该公司氯乙烯装置共使用了MTL831B 多路温度发送器72 个，MTL838B 接收器36 个，温度发送器共连接了现场72 台转化器上864 个非控制类温度测量点（热偶）。

如果按常规的设计惯例，这864 个温度点需要864 对补偿电缆，还需要对应864 个温度点的DCS卡件。采用MTL800 温度转发器，系统接线时只需将现场的多个温度点的信号都接在装置现场的仪表接线箱中的MTL 831B 温度发送器上（1 个温度发送器可接16 个热电偶或15 个热电阻），然后，将现场的MTL831B 用2 对电缆接到装在控制室的MTL838B温度接收器上。通讯线路中的MTL3052 是一种本安隔离栅，其主要用途是在MTL830 温度采集系统中为现场的变送单元提供本安防护。

中央控制室中串联的MTL838B 直接接到DCS的MODBUS 接口上，由DCS 通过MODBUS 协议对现场数据实现采集。为了数据的安全可靠性，采用了2 对电缆形成冗余的工作形式，将多个危险区传感器信号通过双冗余数据链路进行通讯。

2 系统软件配置

系统使用PCS83 软件进行组态调试。软件使用比较简单，使用专用手操器进行配置或使用配套的电缆线使电脑的串口与MTL831B 温度接收器通讯来实现系统的配置。配置内容主要是MTL 831B 温度发送器、MTL838B 接收器的一些基本情况，包括MTL838B 连接的发送器的数量和所连接的温度测量元件的类型，MTL838B 所连接的热偶类型、热阻类型、测量量程、温度补偿、高低报警、安全驱动等信息。

同时，在装置的DCS 控制系统上做相应的配置，温度点同DCS 的通讯方式采用Modbus-RTU，通讯接口为RS485。当配置完成后，下装到MTL838B温度接收器上，系统即可与DCS 控制系统进行正常数据通讯。

3 系统使用情况

该仪表系统自2007 年8 月使用以来，工作非常稳定，仪表维护工作量比较小，基本能实现集中维护。此仪表系统具有以下优点。

（1）节约工程投资

a.节省材料与安装费用。费用减少最明显的是，节省了从危险区至安全区的热电偶补偿电缆。常规仪表都是1 个热电偶温度测量点通过2 芯补偿电缆来进行数据传送的，864 点和300 m 的距离则需大量的补偿电缆和放置电缆的桥架；采用MTL800 系列多路温度转换器，系统只需要使用1 对数据线（在关键系统配置2 对数据线用做冗余）。数据链路电缆没有特别要求，简单的双绞线或多芯电缆即可，桥架使用量也大大减少。因此，使用MTL800 温度转换器后，电缆费用、桥架费用、铺设电缆和安装桥架的费用仅为传统方法的20%。

b.节省设备投资费用。传统的点对点信号传输方式需要同时在机柜间的DCS 系统上配备同样多的DCS 卡件通道和相应的控制器，设备初期投资非常大。使用MTL800 温度转换器后，大大减少了主控系统的信号输入量，降低了控制系统的负荷，也减少了控制器、DCS 卡件和机柜数量，使得设备投资费用大大降低。投资费用的比较情况见表1。

表1 投资费用的比较情况

（2）新系统接线非常简单，节省了安装、调试时间，加快了工程进度。只需将热电偶直接连接到现场的MTL831B 上，将控制室内的多个MTL838B 进行串联后直接接到控制器的MODBUS 接口上即可。不需要太多的安装经验，一般仪表安装人员即可胜任。

（3）维护方法简单，降低了仪表的维护量。同样多的测量点使用MTL 800 多路温度转发器后，日常只需要检查热偶到仪表接线箱中的MTL 831B 这部分仪表电缆，出现问题在现场可以直接处理。只有在大量的温度不正常时，才需要检查MTL831B 到控制室的MTL838B 这部分冗余的仪表电缆，而且从使用的情况来看这部分出故障的机率非常低。