CN109655100A - 基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控系统及方法 - Google Patents

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冷显智
黎兵
黎一兵
樊悦
王光宇
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Abstract

本发明涉及一种基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控系统及方法，系统包括：光电温度传感器、微差压变送器、数据收集器、通讯电缆以及机柜，其中光电温度传感器和微差压变送器安装在罐式炉火道上，光电温度传感器和微差压变送器的信号线通过通讯电缆接至数据收集器，多个数据收集器与机柜中的控制装置连接。本发明采用具有四线制RS485等通讯输出功能的光电温度传感器及微差压变送器，可通过通讯总线给仪表供电，还可通过通讯电缆将仪表串联后与层级网络系统进行数据通讯，从而仅需少量通讯电缆便可将炉温炉压信号采集至控制室，避免了大量电缆的敷设，从而节省项目投资。

Description

基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控系统及方法
技术领域
本发明涉及一种工业用罐式炉炉温炉压信号采集监控技术，具体为一种基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控系统及方法。
背景技术
在炭素行业中，煅烧车间为炭素厂的核心工段，其能够去除生石油焦中的挥发分、水分，提高其煅烧石油焦密度、机械强度、导电性能及化学稳定性，而罐式炉为煅烧车间中最主要的设备。
随着工业的日益发展，设备越来越大型化，现在的罐式炉多为数十罐罐式炉，需要对罐式炉的二层、六层等火道温度，六层火道压力要进行监控，因此一台炉将需要近百台仪表甚至更多。煅烧车间通常有数台罐式炉，从而该车间将有上千台温压仪表。传统的做法中，每台仪表均需要通过电缆从仪表安装处直接引至控制装置，每台仪表均需要占用一个I/O通道。一个车间需要敷设数十万米电缆，需要大量电缆桥架，现场施工量大，且检修麻烦。同时罐式炉温压信号需要数千个I/O通道，占用了大量的控制系统卡件，投资巨大。
发明内容
针对现有技术中罐式炉炉温炉压监控系统耗费大量电缆及I/O板卡的难题，本发明提出一种可节省大量I/O板卡的基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明一种基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控系统，包括：光电温度传感器、微差压变送器、数据收集器、通讯电缆以及机柜，其中光电温度传感器和微差压变送器安装在罐式炉火道上，光电温度传感器和微差压变送器的信号线通过通讯电缆接至数据收集器，多个数据收集器与机柜中的控制装置连接。
各光电温度传感器、微差压变送器的信号线采用T型接头与通讯电缆连接。
每个数据收集器接收两路通讯总线信号。
光电温度传感器、微差压变送器均具有四线制RS485通讯输出功能。
多个光电温度传感器、微差压变送器通过通讯电缆串联后与层级网络系统进行数据通讯。
每30～40台光电温度传感器或微差压变送器采用一条支路串联。
本发明一种基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控方法，包括以下步骤：
按照罐式炉火道的数量，选用相应数量的带有RS485通讯输出功能的光电温度传感器和微差压变送器，将其安装在火道上；
根据敷设路径和长度，将通讯电缆从罐式炉敷设至机柜间机柜处；
用通讯电缆将光电温度传感器和微差压变送器连接至通讯总线电缆处；
选用数据收集器，并将其安装在机柜内，将通讯电缆连接至数据收集器；
数据收集器不间歇的轮询挂载在总线上的光电温度传感器和微差压变送器数据，然后按顺序存放在内部RAM中；
选用通讯模块，安装在DCS/PLC机柜内的安装导轨上，用通讯电缆将数据收集器连至通讯模块进行数据处理后；
在控制装置上对罐式炉的炉温炉压进行集中监控。
通讯电缆与光电温度传感器和微差压变送器连接时采用T型接头。
每台数据收集器接收两路通讯总线信号。
每30～40台光电温度传感器或微差压变送器采用一条支路串联。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明在罐式炉炉温炉压检测中，采用具有四线制RS485等通讯输出功能的光电温度传感器及微差压变送器，可通过通讯总线给仪表供电，还可通过通讯电缆将仪表串联后与层级网络系统进行数据通讯，从而仅需少量通讯电缆便可将炉温炉压信号采集至控制室，避免了大量电缆的敷设，减少了施工及日常维护的复杂程度，并大大减少了对控制装置AI板卡的使用，从而节省项目的投资。
2.本发明罐式炉炉温炉压监控系统及方法具有操作简单、实施方便，有效节省项目投资的优点。
附图说明
图1为本发明罐式炉炉温炉压监控系统示意图。
其中，1为光电温度传感器，2为微差压变送器，3为T型接头，4为通讯电缆，5为数据收集器，6为机柜，7为通讯模块，8为控制装置。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。
如图1所示，本发明一种基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控系统，包括：光电温度传感器1、微差压变送器2、数据收集器5、通讯电缆4以及机柜6，其中光电温度传感器1和微差压变送器2安装在罐式炉火道上，光电温度传感器1和微差压变送2器的信号线通过通讯电缆4接至数据收集器5，多个数据收集器5与机柜6中的控制装置连接。
各光电温度传感器1、微差压变送器2的信号线均采用T型接头3通讯电缆4连接。
本发明中，光电温度传感器1、微差压变送器2采用具有四线制RS485等通讯输出功能的温压仪表，将仪表的通讯输出接线串接后，送至数据收集器5(本实施例采用RS485-REP-2)，数据收集器5放置在机柜6内，机柜6中安装有DCS/PLC控制装置的主机，数据收集器5通过通讯电缆4将数据收集器内5的温压信号传至DCS/PLC控制装置，便可在控制室内对罐式炉的温压进行监控。
本实施例中，将本发明系统应用于煅烧车间的罐式炉炉温炉压检测中，每个数据收集器5可接收两路通讯总线信号，每30至40台仪表采用一条支路串联，串联时采用T型头，当一个通讯接点出现故障时，不会对该条支路上的其他通讯接点产生影响。一台炉通过三或六根通讯电缆便可把所有温压信号传至控制装置，从而节省了大量电缆及桥架。控制装置根据需要设置多个RS485通讯接口，便可接收所有温压信号，节省了大量I/O板卡、隔离器及机柜，大大节省了投资。
上述本发明一种基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控系统在具体实施时通过以下方法实现：
按照罐式炉火道的数量，选用相应数量的带有RS485通讯输出功能的光电温度传感器1和微差压变送器2，将其安装在火道上。根据敷设路径和长度，将RS485通讯总线电缆4从罐式炉敷设至机柜间DCS/PLC机柜6处，通讯总线电缆4敷设在电缆桥架中。用RS485通讯电缆将光电温度传感器1和微差压变送器2连接至通讯总线电缆4处，连接时采用T型接头3。
选用数据收集器(RS485-REP-2)模块5，并将其安装在DCS/PLC机柜6内，将RS485通讯总线电缆连接至数据收集器，每台数据收集器可接收两路通讯总线信号。数据收集器(RS485-REP-2)不间歇的轮询挂载在总线上的从设备(光电温度传感器和微差压变送器)数据，然后按顺序存放在内部RAM中。选用DCS/PLC RS485通讯模块7，安装在DCS/PLC机柜内的安装导轨上，用RS485通讯电缆将数据收集器连至通讯模块，进行数据处理后便可在DCS/PLC控制装置8上对罐式炉的炉温炉压进行集中监控。
本发明主要应用在炭素行业中的罐式炉炉温炉压控制领域。采用具有四线制RS485等通讯输出功能的光电温度传感器及微差压变送器，可通过通讯总线给仪表供电，还可通过通讯电缆将仪表串联后与层级网络系统进行数据通讯，从而仅需少量通讯电缆便可将炉温炉压信号采集至控制室，避免了大量电缆的敷设，减少了施工及日常维护的复杂程度，并大大减少了对控制系统AI板卡的使用及隔离器、机柜的使用，从而节省项目的投资。
现场仪表串联时采用T型接头连接，当某个仪表出现故障时，不会对该支路的其他通讯结点产生影响，提高了系统运行的稳定性；使用了数据收集器，其可以不间歇的轮询挂载在总线上的从设备数据，然后按顺序存放在内部RAM中，提高了系统运行的稳定性。

Claims (10)

1.一种基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控系统，其特征在于包括：光电温度传感器、微差压变送器、数据收集器、通讯电缆以及机柜，其中光电温度传感器和微差压变送器安装在罐式炉火道上，光电温度传感器和微差压变送器的信号线通过通讯电缆接至数据收集器，多个数据收集器与机柜中的控制装置连接。
2.按权利要求1所述的基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控系统，其特征在于：各光电温度传感器、微差压变送器的信号线采用T型接头与通讯电缆连接。
3.按权利要求1所述的基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控系统，其特征在于每个数据收集器接收两路通讯总线信号。
4.按权利要求1所述的基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控系统，其特征在于：光电温度传感器、微差压变送器均具有四线制RS485通讯输出功能。
5.按权利要求1所述的基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控系统，其特征在于：多个光电温度传感器、微差压变送器通过通讯电缆串联后与层级网络系统进行数据通讯。
6.按权利要求1所述的基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控系统，其特征在于：每30～40台光电温度传感器或微差压变送器采用一条支路串联。
7.一种基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控方法，其特征在于包括以下步骤：
按照罐式炉火道的数量，选用相应数量的带有RS485通讯输出功能的光电温度传感器和微差压变送器，将其安装在火道上；
根据敷设路径和长度，将通讯电缆从罐式炉敷设至机柜间机柜处；
用通讯电缆将光电温度传感器和微差压变送器连接至通讯总线电缆处；
选用数据收集器，并将其安装在机柜内，将通讯电缆连接至数据收集器；
数据收集器不间歇的轮询挂载在总线上的光电温度传感器和微差压变送器数据，然后按顺序存放在内部RAM中；
选用通讯模块，安装在DCS/PLC机柜内的安装导轨上，用通讯电缆将数据收集器连至通讯模块进行数据处理后；
在控制装置上对罐式炉的炉温炉压进行集中监控。
8.按权利要求7所述的基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控方法，其特征在于：通讯电缆与光电温度传感器和微差压变送器连接时采用T型接头。
9.按权利要求7所述的基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控方法，其特征在于每台数据收集器接收两路通讯总线信号。
10.按权利要求7所述的基于现场总线方式的罐式炉炉温炉压监控方法，其特征在于：每30～40台光电温度传感器或微差压变送器采用一条支路串联。
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