云南化工股份有限公司紅磷分公司是目前具有年產117萬t硫酸、39萬t磷酸、8萬t合成氨、45萬t磷銨及30萬t復合肥生產能力的磷復肥企業。多年來紅磷分公司緊跟自動化技術的發展趨勢,選用*的自動化儀表及系統,為生產自動化及信息化奠定堅實基礎。
目前,公司形成以合成氨、硫酸為代表的長周期運行,以磷酸、磷銨為代表的周期性清堵、檢修的生產裝置,數千臺儀表以網狀、節點的形式于生產中,無處不見。把生產數據測量轉換后匯集于以PC為平臺的操作控制及信息層面上。目前公司信息化已初步實現。
自動化儀表公司生產中的作用越來越重要且不可替代。“核心儀表”故障往往會造成裝置非計劃性緊急停車,給安全生產帶來隱患,而僅以“核心儀表”就有數百臺件。因此,如何有效維護好自動化儀表,滿足工藝生產的需要是我們亟待探討的問題。
一、公司儀表概況
(1)分類 按應用領域和自身技術特點,儀器儀表大致分為工業自動化儀表和控制系統、科學儀器、電子與電工測量、醫療儀器、各類儀器、傳感器與儀器儀表單元及材料6大板塊。
(2)作用 化工生產過程控制主要圍繞壓力、溫度、流量、液位及成分5大參數進行,這些參數的測量與控制由自動化儀表、控制系統及執行器等組成的“自動化系統”完成,作用相當于人眼、耳、神經系統、大腦和手腳。
(3)概況 目前,公司在線運行的自動化約7000余臺件,其中智能儀表約4000余臺;80萬t/a 硫酸主裝置采用現場總線儀表;全公司的核心儀表約400余臺,關鍵儀表約1200臺件。*類:壓力儀表如壓力變送器、壓力開關、現場壓力表,測量范圍:-0.1~60MPa。另外,壓力變送器還可用于差壓式液位測量及流量測量。第二類:溫度儀表如溫度傳感器,有PT100熱電阻、K(鉻鎳硅)分度和S(鉑銠-鉑)分度的熱電偶,利用熱電阻阻值、熱電偶毫伏電勢隨溫度變化而變化,不論熱電阻還熱電偶,其特性是非線性的。熱電偶與二次儀表的連線需要的補償導線,溫度測量范圍:-150℃~1600℃。另外,還有部分現場顯示型雙金屬溫度計。第三類:流量儀表有電磁流量,流體振蕩類流量計,如渦街式、漩渦式、差壓流量計,孔板、噴嘴、阿牛巴、V錐、彎管、皮托巴等取得與流量相對應的差壓,通過流量變送器及補償算法得到流量、科氏流量計、熱質式質量流量計、超聲波流量計等。以電磁流量計為主,測量范圍:口徑DN10~DN1000,量程0~1500m3/h。由于流量計直接安裝在工藝管道上。因此,其受到工藝條件如溫度、壓力、流速等因素的影響大,在實際應用中也是爭議較多的儀表。從世界范圍看,流量計是使用比制造難得多的少數儀表之一。類型、工作原理、技術復雜的儀表。另外,皮帶輪和給料機歸為“流量儀表”。第四類:物位/液位儀表。有差壓式液位計、超聲波及雷達液位計、同位素液位計。第五類:分析儀表,用于過程、尾氣及環境可燃性、毒氣氣體含量分析,分析原理有紅外線、熱導式、催化燃燒式、電化學式等。液位分析儀靠過程液體電導率、PH值、酸濃度等。第六類:執行機構,靠氣動調節閥和由儀表專業負責的電磁閥。其他類,如自動定量包裝秤、噴碼機等。
二、現代儀表技術特點
(1)高精度和寬量程比 利用微處理器及軟件技術,實時檢測壓力、溫度等變化對檢測元件的影響,并在線實時補償,使其測量的精度高,如在公司普遍應用的3051型壓力變送器精度為0.075%、量程比為100:1。寬量程比表示儀表測量范圍寬,可減少變送器規格類別,增強儀表通用化和互換性。
(2)智能型和數字化 以DSP芯片為核心,配合*的混合信號電路、ASIC電路、元件及開發工具等進行系統設計。儀表進一步與微處理器、PC技術融合,采用大量超大規模集成的新器件、表面貼裝技術、多層線路板印刷、圓片規模集成和多芯片模塊等新工藝,使多媒體技術、模糊控制、人工神經元網絡等新技術在現代儀表中得到廣泛應用。智能儀表具有完善自診、自校正新功能。
(3)網絡和總線化 隨著計算機、網絡和通信技術的發展,網絡已突破了傳統通信方式的時空與地域限制,進入生產及生活各個方面。網絡化、總線化儀表作為網絡中獨立的節點、測控信息可在網絡上傳輸或跨越網絡組成遠傳在線、實時測控系統。與傳統儀表相比,網絡化、總線儀表具有節約大量現場布線、全數字化、開放性與互操作性好、抗干擾性強、系統擴充及維護方便等優點。
(4)應用參數化 比如,一臺已完成機械式安裝、電纜連接和通電的電磁流量計,投用非常簡單,只需通過面板使用按鍵、觸摸屏或手持式智能終端、按照菜單提示進行人機對話式設定操作,一般包括設置儀表位號、測量單位、測量管口徑、量程等基本參數。操作過程僅幾分鐘,即可投入正常運用。
(5)調試PC化 一些儀表如羅斯蒙特5600系列雷達液位計、須借助PC及軟件組成的平臺,在實際使用條件下完成調試,才能發揮相應功能。
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