中国工控物联网
多功能仪表回路调校调试方法研究
中国工控物联网2014-03-21 15:32:51中国自动化网

 

1  引言
仪表的调校调试工作是仪表安装和维护过程中的重要环节,对于单一测量功能仪表回路有规程可循,像国家部门或企业编制的检修规程、检定规程中有此项内容。但是对于既有测量、又有控制、补偿、报警、联锁等功能的仪表回路来说,调校调试缺乏相关规程。本人经过试验探索,研究出了编制方法。用此法编制出的“直供混输供热系统的调校调试程序”,在供热系统中应用良好。下面以供热系统中典型仪表回路为例,对多功能仪表回路调校、调试方法做一详细剖析。

2  测量带补偿的回路调校
供热系统中过热蒸汽流量需要采用压力温度补偿、饱和蒸汽流量需要采用压力或温度补偿。热水流量需要采用温度补偿。下面分类说明。
2.1  热水流量差压类型 

 

 

图1  差压类型测量回路调校框图[1]

如上图,流量采用孔板或其他差压式仪表。温度采用热电阻、温变,控制室二次仪表采用PLC控制器[2]。
这是一个用温度补偿密度的流量回路,补偿公式为

式中,m-----质量流量;
     k-----流量系数;
     △p---差压;
     ρ----水密度。

在PLC中利用查表法进行补偿,即一个温度值对应一个密度值。
调校方法:首先对温度回路进行校验,调整。输入是标准电阻箱阻值,输出是PLC的显示值,按系统误差计算方法计算允许误差。把量程等分为5点并上下行程进行校、调,温度回路合格后,使温度显示值等于流量设计时的温度值T设(例如60℃)并保持,为流量调校和联校做准备。接着进行流量回路调校,调校时先对差压变送器进行单体调校,输入信号是压力校验仪输出的压力值,(如量程为0--60KPA),输出为差变电流值4-20MA,把差压量程等分为5点,进行上下行程校、调,直至差变单体合格。单体合格后进行流量联校。按系统误差计算方法算出回路允许误差,再逐点上下行程联校。
2.2  热水流量电磁(涡街)类型
如下图,流量采用电磁流量计或涡街流量计[4],温度采用热电阻、温变,控制室二次仪表采用PLC

 

 

图2  电磁涡街类型测量回路调校框图[1]

这也是一个用温度补偿密度的流量回路,补偿公式为  m=pxq=pxixk
式中,m-----质量流量;
      i-----电流;
     k-----流量系数;
     q-----体积流量;
     ρ----密度   
在PLC中利用查表法进行密度补偿,即一个温度值对应一个密度值。
调校方法:与“1”类似,只是我们一般情况下不能校验电磁环节,还有在联校时,输入信号变成电流。
2.3  过热蒸汽差压类型

如下图,流量采用孔板或其他差压式仪表, 压力采用压力变送器,温度采用热电阻、温变,控制室二次仪表选用PLC 。这是一个用温度和压力去补偿密度的蒸汽流量回路。补偿公式为

式中,m-----质量流量;
     k---------流量系数;
    △p-----差压;
    ρ-----蒸汽密度

 

 

图3  过热蒸汽差压类型测量回路调校框图[1]

密度补偿可以采取查表法,即一个温度值和一个压力值去对应一个密度值,但一般采用计算公式

进行密度补偿。式中k1、k2为系数,a、b常数,t为温度,p为压力。补偿同样在PLC中进行。调校过程简述如下:首先把温度和压力回路调好,并使PLC的温度和压力显示值等于流量设计时的温度和压力值,并保持不变,为联校准备。接着单体调校差压变送器,最后联校流量回路。
2.4  饱和蒸汽涡街类型
如下图, 流量采用涡街流量计,压力采用压力变送器,控制室二次仪表采用PLC。
这是一个用压力补偿密度的蒸汽流量回路,补偿公式为 m=pxq=pxixk式中,

m-----质量流量;

i------电流;
     k------流量系数;
     q------体积流量;
     ρ-----密度

 

 

图4  饱和蒸汽涡街类型测量回路调校框图[1]

 

密度补偿可以采用查表法,一般采用公式法

式中,

k1 k2-------为系数;
    p------压力。
调校过程简述如下:首先把压力回路调校好,并使PLC的压力显示值等于流量设计时的压力值,并保持不变,为联校准备。接着用标准信号发生器联校流量回路(涡街流量计本身一般不能调校)。
如果密度采用温度补偿,则压力回路用温度回路取代。相应的密度补偿方法有变化。

3  测量带控制温度回路调校调试

 

 

图5  测量控制回路调校调试框图[1]

 

如上图,这是一个用调节阀的控制温度的测控回路,图中虚线表示调校时回路在此断开,整个回路处于开环状态。首先将温度回路调校合格后,将温度显示值定位在中间某一数值,(例如60℃)。接着进行调节回路调试,先进行手动试验,在液晶显示屏上,把“手动自动切换”切换至手动,再给出如50%、100%等指令,看此时调节阀的输出是否在相应的位置。合格后进行自动试验,在液晶显示屏上,依次给出高于、低于测量值60℃的给定值,看调节阀输出方向是否正确。

4  测量带控制、报警、联锁压力回路调校调试

 

 

图6  测量控制报警联锁回路调校调试框图[1]

如上图,这是一个压力测量、控制、报警、联锁的多功能回路,图中虚线表示回路在此中断,整个回路处于开环状态,首先将压力测量回路调校合格,然后将压力显示值定位在中间某一数值,(例如0.5MPA)。接着进行调节回路调试,先进行手动试验,在液晶显示屏上,把“手动自动切换”切换至手动,再给出如50%、100%等指令,看此时变频器的频率显示值是否在相应的数值。合格后进行自动试验,在液晶显示屏上,依次给出高于、低于测量值0.5 MPA的给定值,看变频器输出方向是否正确。最后进行报警、泄压试验,使压力校验仪回到零点,在液晶屏上设定好报警值如0.42 MPA,泄压值如 0.45 MPA,给压力校验仪加压,依次超过0.42 MPA(上限)和0.45 MPA(上上限),听、看报警器和泄压阀是否好用。

5  结束语   
除了上文中各种功能外,供热中还有输入开关量(DI)的信号试验等。使用上文典型的多功能回路调校调试方法,完全可以编制出针对某一工业过程的具体的、包括在线所有回路的“测量控制调校调试指导程序”。

参考文献:
[1] 李鹤龙.电动调节仪表[M].北京:化学工业出版社,1980,11.
[2] 王卫兵.PLC系统通信、扩展与互连技术[M].北京:机械工业出版社,2004,9.
[3] GB 2624-81.流量测量节流装置的设计安装和应用[M].北京:国家仪器仪表工业总局标准化研究室出版,1981,12.
[4] 王克华.过程检测仪表[M].北京:电子工业出版社,2007,9.

信息来源:中国工控物联网资讯频道

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