智能3351壓力變送器模擬量故障保護功能的設計和介紹

　            對上儀智能型3351壓力變送器進(jìn)行介紹，然后結合加熱爐系統誤停車(chē)現象，對控制系統中引起誤停車(chē)的模擬量斷路/短路故障保護策略進(jìn)行詳細分析，非常后提出并設計實(shí)現了控制回路、聯(lián)鎖變量在出現故障時(shí)的對應保護措施，可以為工業(yè)生產(chǎn)中其他類(lèi)似項目提供參考。
加熱爐是化工企業(yè)的熱能動(dòng)力設備，它的正常運轉是連續生產(chǎn)的重要保證。然而在調試及后續生產(chǎn)過(guò)程中，時(shí)常出現加熱爐因模擬量斷路/短路故障導致的誤停車(chē)現象。因此，在控制程序和上位組態(tài)中增加相應的模擬量故障保護功能就變得很有必要。筆者結合某化纖廠(chǎng)壓力變送器，對加熱爐誤停車(chē)主要原因之一的模擬量斷路/短路現象進(jìn)行分析，從控制單元的數據處理特點(diǎn)著(zhù)手，實(shí)現壓力變送器模擬量的故障保護功能。
1控制系統介紹

 

　   
2．3故障保護策略的選擇
通過(guò)上述分析可以發(fā)現，壓力變送器中的AI模塊自身具有一定的診斷中斷功能，斷路診斷是其中的一部分。但該功能存在如下缺點(diǎn):對模擬量斷路故障保護來(lái)說(shuō)，每設計一個(gè)新的工程，都需要進(jìn)行新的硬件組態(tài)，并且需要多個(gè)組織塊程序的編寫(xiě)，步驟繁瑣且易出錯;對模擬量短路故障保護來(lái)說(shuō)，超出限制時(shí)硬件中斷功能只適用于
1個(gè)通道，即通道0或通道2，功能不完善，不宜選。
用。而利用SIEMENSS7-300PLC內部數值的特點(diǎn)，可以采用相對簡(jiǎn)單的編程設計實(shí)現斷路/短路故障處理，且具有較強的可移植性。
3故障保護功能設計
根據表2中系統字的特點(diǎn)和現場(chǎng)驗證，模擬量斷路/短路故障的檢測方法是判斷系統字是否等于－32768或32767，若等于，則系統執行相應的報警和保護動(dòng)作。筆者主要從控制回路、聯(lián)鎖變量和上位實(shí)現3個(gè)方面進(jìn)行故障保護功能的設計。
3．1控制回路的故障保護
正常運行的壓力變送器，各個(gè)控制回路通常都處于PID自動(dòng)調節狀態(tài)。當現場(chǎng)傳送至AI模塊的儀表信號出現斷路/短路故障時(shí)，CPU接收的實(shí)測值(控制回路PV值)可能為0或滿(mǎn)量程，不能真實(shí)地反映現場(chǎng)工藝參數。由于控制回路處于自動(dòng)控制狀態(tài)，此時(shí)現場(chǎng)執行機構的閥門(mén)開(kāi)度(控制回路MV值)會(huì )一直減小或增大，直至非常終達到程序限定值，從而導致PID調節失控。此種情況易引發(fā)其他工藝參數產(chǎn)生變化，使加熱爐工作狀態(tài)不穩定而導致聯(lián)鎖停車(chē)，甚至可能發(fā)生爆燃事件造成不必要的經(jīng)濟損失。因此當控制系統檢測到變量PV值對應的線(xiàn)路出現斷路/短路故障時(shí)，應在第一時(shí)間將控制回路切換為手動(dòng)控制方式，避免引起現場(chǎng)執行機構大范圍波動(dòng)，維持當前的生產(chǎn)狀態(tài)，保持工藝參數的穩定。表3給出了壓力變送器負荷調節相關(guān)回路在執行斷路/短路故障保護功能前后的控制狀態(tài)。

用戶(hù)程序中，以介質(zhì)出口溫度控制回路為例，首先對介質(zhì)出口溫度的斷路/短路故障進(jìn)行檢測，如果出口溫度回路故障指示M34．0變?yōu)?，則將M34．0送至手/自動(dòng)切換SＲ觸發(fā)器，使控制回路在第一時(shí)間切為手動(dòng)控制狀態(tài)，如圖4所示。