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分布式能源计量微机管理系统

2014/11/13 22:20:44  来源:计测网通讯员 
字号: 13号字 16号字

  一、系统设计

  1.流量仪表的选型配置

  我厂能源计量系统共有84个检测点, 这些检测点大多在室外, 冬季温度低, 现场条件较为恶劣。我们综合了仪表的性能价格, 采用如下方案: 生产水及高温水选用转轮流量计、超声波流量计; 蒸汽及空气选用涡街流量计; 重油选用椭圆齿轮流量计。

  采用涡街流量计测量流量是近年来一种常用的方法, 可用于液体、蒸汽和空气的测量, 解决了北方冬季气温低, 取压管路易冻的问题。我厂选择上海某公司的YEWFLO涡街流量计, 具有( 4~20) mADC信号和脉冲信号输出。适应环境温度为- 40℃~80℃, 可测介质温度为- 40℃~300℃; 当介质温度大于300℃时, 采用转换器与流量计分开安装的方式可测高温液体、蒸汽等。由于该流量计属于智能型的, 通过输入压力、温度可方便进行压力温度补偿。

  椭圆齿轮流量计是一种实用的容积式流量计, 适用于重油等高黏度液体的计量, 具有准确度高、结构紧凑、体积小、安装清洗维护方便等特点。

  转轮流量计是一种插入式流量计, 适用于较为洁净的液体测量, 一种型号的流量计可用于多种口径的工艺管道。我厂选用的是美国某公司的产品。其连同2120流量变送器并配400MBHRTI流量传感器, 可测流速为 (0.3~9.14)m/s、管径为(51~76)mm、温度为-40℃~164℃的水。

  该方案的突出优点是不需要考虑伴热问题, 而且对介质的流量、压力等参数适应范围较宽。

  2.上位机及网络系统

  由于我厂检测点分散, 且分布范围广, 根据现场的实际情况, 综合性能、价格、开放性、可扩散性等方面的因素, 本系统采用现场监控和管理二级递阶型网络结构。

  现场级网络采用RS- 485网络, 它是一种在工业现场得到了广泛应用的网络标准, 具有很强的抗共模干扰的能力和良好的通用性及可扩散性, 能实现多点远程通讯, 通讯距离可达1200m, 通讯速率为(9.6~115.2)kbps,尤其适用于远程分布式数据采集系统。在本系统中用于实现智能数据采集模块与智能控制器之间以及智能控制器与上位机之间的通讯。网络介质采用双绞线。管理级网络通过服务器与厂ERP网相连, 将能源计量系统作为ERP系统中的一个子系统, 为ERP系统提供有关的能源计量数据和信息。

  3.能源中心网络系统图(见图1)

  如图1所示, 网络结构中氧气分站、煤气分站、轧钢分站各数据采集子系统中均采用一工控机作为子系统的上位机, 子系统的独立性较好, 可就近、就地构成能够独立运行的子系统。现场数据的采集由一个具有标准RS—485接口的智能控制模块7520和多个智能数据采集模块(7017、7033)完成。7520在完成对各数据采集模块进行管理和数据采集的同时, 还对采集的数据进行运算和处理,并将处理后的数据通过RS-485网络送至上位机。上位机采用工控机对系统进行管理并提供友好的人机界面。

  4.软件设计

  上位机采用基于Windows95/98商品化的通用工控组态王5.1软件及编程技术, 提供以下主要功能:

  ●监控功能。通过RS485总线将数据采集到的现场数据存储到实时数据库中, 并将数据以趋势曲线、棒图、数字等形式表现出来, 同时完成报警、数据统计分析、历史记录、数据查询及打印报表等功能。

  ●计算功能。对数据进行各种运算, 以提高计量数据的准确度和准确性;并对各能源量进行温度、压力补偿。

  ●网络通信功能。可实现各上位机、管理计算机、服务器之间的通讯功能, 实现信息资源的共享, 并可以向ERP系统提供能源计量系统的有关信息。

  ●故障诊断及处理。可对各数据采集器及通讯线路的工作状态进行在线诊断, 当发生故障时, 产生报警信息, 提示操作人员对故障进行处理。

    二、系统特点

  1.结构简单, 可靠性高, 成本低

  采用多串口方式, 当任一条总线发生故障时, 不影响其他部分。采用双绞线作为传输介质使电缆的敷设量大大减少, 降低了成本。

    2.柔性好, 易于扩充

  系统全部采用标准化的硬件和软件, 具有良好的可扩展性, 可根据需要, 分阶段完成系统的扩展, 如加入电能计量功能等。

  3.数据采集站采用模块化结构, 便于安装、便于扩展

  三、效益分析

  1.网络建成后, 可极大地改善能源计量无据可依的局面, 使能源的供应和计量更为公平、合理、及时, 有利于节能降耗。

  2.系统易于扩展、易于维护, 降低了后续投资。

  3.与ERP系统连接, 实现了信息共享, 为全厂生产、调度及经营策略的全局化奠定了必要的基础。

  4.目前, 3个分站的计算机系统运行状况良好, 系统稳定可靠、计量准确, 为用户提供了及时准确的能源计量数据。

  作者单位【北满特殊钢股份有限公司自动化部】

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