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淺析3051系列智能壓力變送器的改造和升級

作時間:2019-09-04  來源:  作者:
   
國內熟悉火電性能試驗的工程技術人員大都對3595系列智能壓力變送器不陌生,其在國內外火力發電廠性能保證值考核試驗中擁有悠久的應用歷史。特別是智能壓力變送器這種型號的智能壓力變送器板,因其智能壓力變送器的直流電壓電信號對各種儀表具有廣泛的適用性(或者儀表本身就具有直流電壓信號的輸出接口,亦或者儀表本身輸出的電信號很方便、很容易轉化為直流電壓信號),故而智能壓力變送器板在國內性能試驗單位擁有巨量的采購。
由前述可知,智能壓力變送器這種型號的智能壓力變送器板其采集的直流電壓電信號對各種儀表具有廣泛的適用性的原因,恰恰是因為各種儀表的電信號總能方便、容易的轉化為智能壓力變送器的直流電壓信號。但這種廣泛的實用性的就帶來了一個副作用,那就是很多儀表在連接到智能壓力變送器板的時候,都會有一個電信號的轉化過程,非常典型的就是直流4~20mA通過電阻箱轉化為直流0.4~2V。而電阻箱等電信號轉化裝置除了帶來更多的接線工作量外,更重要的是,這類轉化裝置往往不容易做的既精致漂亮又方便工作,各種雜亂的接線和粗制濫造不夠精致的轉化裝置往往會給并不熟悉性能實驗技術細節的國外業主、特別是一些非本專業的業主留下極其糟糕的印象。雖然設備和系統的外觀對于火電性能實驗的數據結果并其實沒有任何的實質影響,但人類總有感性的一面。甚至相同的情況下,即便是本專業的業主,設備和系統外觀的好壞也能給業主留下深刻的印象,左右業主對設備和系統的評價。
因此,對智能壓力變送器板進行改造和升級有現實的必要性和意義,特別是對于國外火電性能實驗領域。1改造方案本中心工作中使用的智能壓力變送器板由智能壓力變送器本板和35953A連接器組合而成,35953A連接器作為智能壓力變送器板的配線部分,且有一定的空間,能夠容下小型化的電路和器件。故而,收稿日期:2018-11-25徐建華,男,本科,工程師。黑龍江哈爾濱,150046改造和升級方案的基本原則是在不改動現有接線電路原理的基礎上,將把直流4~20mA電信號轉化為0.4~2V信號的100Ω電阻箱所有電路非常小化融入整合到35953A連接器內部,在外部或者在智能壓力變送器主機上為電阻箱電路提供和S-Net智能壓力變送器網絡完全隔離的24V直流電源。
(1)本方案成敗的關鍵在于采用的電阻必須有足夠的精度并且要盡量的小型化。
(2)隔離于S-Net網絡的24V直流電源必須完全物理上隔離于S-Net網絡,不可在S-Net上取電,以免影響高速而相對脆弱的S-Net網絡的穩定性。
(3)電阻和接線畢竟融合于智能壓力變送器板金屬屏蔽殼體的內部,對采集系統的電磁干擾不可避免,和采集系統的電磁兼容性必須經過長期的開機測試。 (4)采集通道出線處需要加裝防止正負極短路的保護,以免24V直流電壓直接完全作用于100Ω電阻,燒壞電阻。
 
2硬件的改造和升級
為了方便使用,使得連接器既可以采集4~20mA的電流信號也可以采集直流電壓信號、熱電偶的毫伏信號,將35953A連接器的20個智能壓力變送器通道中的10個改造為采集4~20mA的電流信號的專用通道,其它10個通道不變。
 
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改造后的通道對應的接線端子旁可見長15mm、直徑3mm的小巧電阻,每個改造后用于直接連接4~20mA直流信號的通道的入口處都接有防短路裝置,防短路裝置位于電路板的背后,充分而巧妙的利用了電路板和殼體之間的空間,絲毫不影響電路板固定于35953A連接器的殼體。電阻、保護裝置和增加的線路巧妙的利用了可利用的空間,完全不影響35953A連接器的蓋板的蓋合,從而完全不影響35953A連接器插入到智能壓力變送器板的內部。而24V電源電纜利用S-Net網絡電纜旁預留的備用防水接口接入采集板內部,為電阻和變送器供電,從而使得其獲得完全隔離于S-Net網絡的24V直流電源。從外觀上看,每個采集通道只需要一對電纜或者補償導線直接連接到變送器或者熱電偶,接線清晰明了;而增加的24V直流電源電纜就好像采集板多了一路環出的S-Net網絡采集電纜一樣,看上去同樣美觀大方。
 
3測試
(1)對測量精度的測試。作者使用改造后的10個電流采集通道去采集標準直流信號源輸出的4~20mA信號,采集軟件上得到的數據和標準信號的偏差在萬分位,測量的精度遠高于一般的性能實驗用壓力變送器0.1級的精度,證明如今小型化的電阻已經可以代替粗大的0.01級高精度繞線電阻,改造對測量精度的影響微乎其微,不會影響采集系統在工作中的使用。
(2)目測,然后使用萬用表對新增加的電路系統的通道出線處、保護裝置處、電阻處、接線端子處、新增的24V電源電纜的正負極等多處與S-Net網絡電纜的正負極分別做短路測試,任何一次測試均未發現有短路現象,證明新增加的24V電源完全隔離、好立于S-Net網絡。
(3)作者將多個改造后的通道正負極短路,使用萬用表測量短路電流為0,且100?電阻兩端的電壓也為0;短路一段時間,未見電阻溫升;重新開路,并使用短路過的通道測量標準信號源輸出的mA信號,未見任何變化。證明,通道短路保護裝置功能正常。
(4)非常后,作者連接多臺多種類儀表,對采集系統做長期開機采集測試,通過約兩個星期的開機采集測試,采集系統運行穩定,采集所得數據一切正常,未見新電路對系統的電磁干擾。
綜上,證明智能壓力變送器板可以通過技術改造,在不影響技術指標的情況下,通過內置電阻箱電路,從而簡化系統接線,減少接線工作量。更重要的是在外觀上去掉簡陋的電阻箱后和雜亂的電阻箱接線后,能夠使得采集系統直觀上看上去更加清晰、簡潔、美觀、有序,上看上去更加高大上、上檔次。在這個工程技術領域有時也需要看臉的時代,這次對智能壓力變送器的升級和改造必然對進一步增強哈爾濱火電設備性能檢測中心在國內外火力發電廠性能保證值考核試驗領域的競爭力大有助力。
 
5結語
除本文所述核算內容外,一般實際工程還應按照汽輪機制作廠家的要求進行基礎的靜位變計算,保證基礎具有一定的剛度,避免因基礎變形而影響機組整個軸系平直度,不利于機組的穩定運行。通過原有汽機基礎的核算,得出各項核算結果,然后根據結果數據有針對性的對基礎進行改造加固處理,從而保證改造后汽機基礎的可靠性以及改造后汽機的穩定運行。
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