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分布式能源計(jì)量微機(jī)管理系統(tǒng)
發(fā)布時(shí)間：2017-09-01
一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.流量?jī)x表的選型配置
我廠能源計(jì)量系統(tǒng)共有84個(gè)檢測(cè)點(diǎn), 這些檢測(cè)點(diǎn)大多在室外, 冬季溫度低, 現(xiàn)場(chǎng)條件較為惡劣。我們綜合了儀表的性能價(jià)格, 采用如下方案: 生產(chǎn)水及高溫水選用轉(zhuǎn)輪流量計(jì)、超聲波流量計(jì); 蒸汽及空氣選用渦街流量計(jì); 重油選用橢圓齒輪流量計(jì)。
采用渦街流量計(jì)測(cè)量流量是近年來(lái)一種常用的方法, 可用于液體、蒸汽和空氣的測(cè)量, 解決了北方冬季氣溫低, 取壓管路易凍的問(wèn)題。我廠選擇上海某公司的YEWFLO渦街流量計(jì), 具有( 4～20) mADC信號(hào)和脈沖信號(hào)輸出。適應(yīng)環(huán)境溫度為- 40℃～80℃, 可測(cè)介質(zhì)溫度為- 40℃～300℃; 當(dāng)介質(zhì)溫度大于300℃時(shí), 采用轉(zhuǎn)換器與流量計(jì)分開(kāi)安裝的方式可測(cè)高溫液體、蒸汽等。由于該流量計(jì)屬于智能型的, 通過(guò)輸入壓力、溫度可方便進(jìn)行壓力溫度補(bǔ)償。
橢圓齒輪流量計(jì)是一種實(shí)用的容積式流量計(jì), 適用于重油等高黏度液體的計(jì)量, 具有準(zhǔn)確度高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安裝清洗維護(hù)方便等特點(diǎn)。
轉(zhuǎn)輪流量計(jì)是一種插入式流量計(jì), 適用于較為潔凈的液體測(cè)量, 一種型號(hào)的流量計(jì)可用于多種口徑的工藝管道。我廠選用的是美國(guó)某公司的產(chǎn)品。其連同2120流量變送器并配400MBHRTI流量傳感器, 可測(cè)流速為 (0.3～9.14)m/s、管徑為(51～76)mm、溫度為-40℃～164℃的水。
該方案的突出優(yōu)點(diǎn)是不需要考慮伴熱問(wèn)題, 而且對(duì)介質(zhì)的流量、壓力等參數(shù)適應(yīng)范圍較寬。
2.上位機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
由于我廠檢測(cè)點(diǎn)分散, 且分布范圍廣, 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況, 綜合性能、價(jià)格、開(kāi)放性、可擴(kuò)散性等方面的因素, 本系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和管理二級(jí)遞階型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)場(chǎng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)采用RS- 485網(wǎng)絡(luò), 它是一種在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)得到了廣泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn), 具有很強(qiáng)的抗共模干擾的能力和良好的通用性及可擴(kuò)散性, 能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)遠(yuǎn)程通訊, 通訊距離可達(dá)1200m, 通訊速率為(9.6～115.2)kbps,尤其適用于遠(yuǎn)程分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中用于實(shí)現(xiàn)智能數(shù)據(jù)采集模塊與智能控制器之間以及智能控制器與上位機(jī)之間的通訊。網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)采用雙絞線。管理級(jí)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)服務(wù)器與廠ERP網(wǎng)相連, 將能源計(jì)量系統(tǒng)作為ERP系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng), 為ERP系統(tǒng)提供有關(guān)的能源計(jì)量數(shù)據(jù)和信息。
3.能源中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖(見(jiàn)圖1)
如圖1所示, 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中氧氣分站、煤氣分站、軋鋼分站各數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)中均采用一工控機(jī)作為子系統(tǒng)的上位機(jī), 子系統(tǒng)的獨(dú)立性較好, 可就近、就地構(gòu)成能夠獨(dú)立運(yùn)行的子系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集由一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)RS―485接口的智能控制模塊7520和多個(gè)智能數(shù)據(jù)采集模塊(7017、7033)完成。7520在完成對(duì)各數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行管理和數(shù)據(jù)采集的同時(shí), 還對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理,并將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)RS-485網(wǎng)絡(luò)送至上位機(jī)。上位機(jī)采用工控機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理并提供友好的人機(jī)界面。
4.軟件設(shè)計(jì)
上位機(jī)采用基于Windows95/98商品化的通用工控組態(tài)王5.1軟件及編程技術(shù), 提供以下主要功能:
●監(jiān)控功能。通過(guò)RS485總線將數(shù)據(jù)采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中, 并將數(shù)據(jù)以趨勢(shì)曲線、棒圖、數(shù)字等形式表現(xiàn)出來(lái), 同時(shí)完成報(bào)警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、歷史記錄、數(shù)據(jù)查詢及打印報(bào)表等功能。
●計(jì)算功能。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種運(yùn)算, 以提高計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和準(zhǔn)確性;并對(duì)各能源量進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償。
●網(wǎng)絡(luò)通信功能。可實(shí)現(xiàn)各上位機(jī)、管理計(jì)算機(jī)、服務(wù)器之間的通訊功能, 實(shí)現(xiàn)信息資源的共享, 并可以向ERP系統(tǒng)提供能源計(jì)量系統(tǒng)的有關(guān)信息。
●故障診斷及處理。可對(duì)各數(shù)據(jù)采集器及通訊線路的工作狀態(tài)進(jìn)行在線診斷, 當(dāng)發(fā)生故障時(shí), 產(chǎn)生報(bào)警信息, 提示操作人員對(duì)故障進(jìn)行處理。
二、系統(tǒng)特點(diǎn)
1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 可靠性高, 成本低
采用多串口方式, 當(dāng)任一條總線發(fā)生故障時(shí), 不影響其他部分。采用雙絞線作為傳輸介質(zhì)使電纜的敷設(shè)量大大減少, 降低了成本。
2.柔性好, 易于擴(kuò)充
系統(tǒng)全部采用標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和軟件, 具有良好的可擴(kuò)展性, 可根據(jù)需要, 分階段完成系統(tǒng)的擴(kuò)展, 如加入電能計(jì)量功能等。
3.數(shù)據(jù)采集站采用模塊化結(jié)構(gòu), 便于安裝、便于擴(kuò)展
三、效益分析
1.網(wǎng)絡(luò)建成后, 可極大地改善能源計(jì)量無(wú)據(jù)可依的局面, 使能源的供應(yīng)和計(jì)量更為公平、合理、及時(shí), 有利于節(jié)能降耗。
2.系統(tǒng)易于擴(kuò)展、易于維護(hù), 降低了后續(xù)投資。
3.與ERP系統(tǒng)連接, 實(shí)現(xiàn)了信息共享, 為全廠生產(chǎn)、調(diào)度及經(jīng)營(yíng)策略的全局化奠定了必要的基礎(chǔ)。
4.目前, 3個(gè)分站的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好, 系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、計(jì)量準(zhǔn)確, 為用戶提供了及時(shí)準(zhǔn)確的能源計(jì)量數(shù)據(jù)。
摘自：中國(guó)計(jì)量測(cè)控網(wǎng)
