第七章 安全检测与监控系统.ppt

图7-11集油站工艺流程图 　　整个监控系统需要处理： 　　(1）控制两个四相分离器上油室、水室的液位恒定； 　　(2）监测两个四相分离器上油室、水室的液位、温度、压力及报警； 　　(3）监测两个掺水泵、两个外输泵、两个稠油泵各自前后的压力，控制各个泵的起、停，显示其运行状况及报警； 　　(4）监测两个换热器各自前后混合液的温度及报警； 　　(5）监测脱水器、事故罐的温度、液位及报警； 　　(6）遍布整个站区的十六处的气体浓度监测及报警。 　 7.3.2监控系统方案分析 　　1.初步分析 　　1)监测部分 　　监测部分涉及到液位、温度、压力、气体浓度监测以及各个泵运行状况显示。其中，液位、温度、压力、气体浓度等信号经过相应的变送器后都会转换为与现场最大、最小值对应的4～20mA电流信号，都是模拟量输入信号。各个泵运行状况是对应数字量输入信号。 　　2)控制部分 　　控制部分涉及到控制两个四相分离器上油室、水室的液位恒定和各个泵的起、停。其中，控制分离器上油室、水室的液位恒定可以采用智能仪表来控制。控制原理是：油室、水室的当前液位信号接入PID控制仪表，与表内的人工给定值比较，通过PID运算，输出4～20mA的控制信号到变频器，变频器对50Hz交流电进行变频，输出对应于4～20mA的0～50Hz交流电，对泵上的驱动电机进行变频调速，通过调节泵的转速（流量）来控制油室、水室的液位恒定。控制各个泵的起、停比较简单，对应数字量输出信号。 　 　　2.系统检测仪表选型 　　由前面分析可知，监控系统可采用一台工控机，连接智能仪表和研华ADAM4000或ADAM5000系列模块来构成。系统检测传感器选择如表7-3所示。 表7-3系统检测传感器选择 　　(1)两台四相分离器油室、水室的液位恒定控制总共有4路PID控制，可选择4路单路PID表，也可选择SWP-LCD-SSR48段PID自整定控制仪。后者具有4路4～20mA模拟量输入，4路PID控制输出。因此,我们选用一台昌晖公司的SWP-LCD-SSR48段PID自整定控制仪完成PID控制，选择RS-485接口型。 　　(2）由于所有气体浓度监测和液位、温度、压力信号比较重要，必须要在现场控制柜显示，因此要选用控制柜上的显示仪。这些显示仪可以选择单路显示仪，也可以选用昌晖公司的SWP-LCD-M多通道巡检控制仪，该仪表可以轮流显示十六路模拟数据，选择RS－485接口型。气体浓度监测和液位、压力信号共有44路，所以可以选用3台，有3×16-44=4路冗余。3块SWP-LCD-M型多路仪表必须选择RS-485接口型。 　　(3）剩余6路DI信号和12路DO信号，可以选用研华模块来完成。由于数字量输出控制泵的起停，因此输出模块最好选用继电器输出型，可以省去后接的驱动继电器。可选取一个ADAM-4052（8路隔离数字量输入模块）和两块ADAM-4068（8路继电器输出模块）模块。有2路DI冗余和4路DO冗余。各个模块必须选择RS-485接口型。 　　(4）如果仪表接口选择RS-232C接口型，则每个串口只能接一块仪表。所以上面仪表及模块都选用了RS-485接口型，这样某一类仪表就可以接在同一个串口上。一般工控机都有两个串口，可以把所有昌晖公司的仪表接在一个串口，把所有研华公司ADAM4000系列的模块接在一个串口，计算机通过模块及仪表内地址区分不同设备。但是计算机是RS-232C接口，而仪表是RS-485接口，所以还需要两块ADAM-4520（隔离RS-232到RS-422/485转换器）模块。 　　(5）系统还需要选用工控机、打印机、UPS（不间断电源）等其他设备。 　　(6）系统还需要操作系统软件和组态编程软件。 　　对于同一物理量的控制，往往可以有多种选择。例如，以前流量的连续控制主要是利用调节阀来实现的，现在也可以使用变频器驱动交流电动机，然后再由电动机驱动水泵来实现。采用变频器的方案，价格比较高，但调节范围宽、线性度好，而且节约能源。 　　2）监控装置的详细设计 　　监控装置是指I/O子系统和计算机系统（包括网络）两部分。对于不同类型的设计任务，在详细设计阶段所要做的工作是不一样的。这里只考虑系统的硬件和软件都采用现成产品的情况。在以下各种设计中，显示画面、报表格式的设计应反复与有关使用人员（操作人员、管理人员）交流。 　　对于小型系统，稳定性要求较低、预算费用较少的系统，一般采用方案1。 　　对于中、大型系统，稳定性要求一般、费用预算一般的监测系统，一般采用方案2。 　　对于稳定性要求很高、预算费用较高的、并且具有控制要求的系统,一般采用方案3。　 　　但是现在流行的监控系统一般是将其中的监测部分采用模块方式采集，工业常见到的PID控制一般采用