云南化工股份有限公司紅磷分公司是目前具有年產(chǎn)117萬t硫酸、39萬t磷酸、8萬t合成氨、45萬t磷銨及30萬t復(fù)合肥生產(chǎn)能力的磷復(fù)肥企業(yè)。多年來紅磷分公司緊跟自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),選用*的自動(dòng)化儀表及系統(tǒng),為生產(chǎn)自動(dòng)化及信息化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
目前,公司形成以合成氨、硫酸為代表的長(zhǎng)周期運(yùn)行,以磷酸、磷銨為代表的周期性清堵、檢修的生產(chǎn)裝置,數(shù)千臺(tái)儀表以網(wǎng)狀、節(jié)點(diǎn)的形式于生產(chǎn)中,無處不見。把生產(chǎn)數(shù)據(jù)測(cè)量轉(zhuǎn)換后匯集于以PC為平臺(tái)的操作控制及信息層面上。目前公司信息化已初步實(shí)現(xiàn)。
自動(dòng)化儀表公司生產(chǎn)中的作用越來越重要且不可替代。“核心儀表”故障往往會(huì)造成裝置非計(jì)劃性緊急停車,給安全生產(chǎn)帶來隱患,而僅以“核心儀表”就有數(shù)百臺(tái)件。因此,如何有效維護(hù)好自動(dòng)化儀表,滿足工藝生產(chǎn)的需要是我們亟待探討的問題。
一、公司儀表概況
(1)分類 按應(yīng)用領(lǐng)域和自身技術(shù)特點(diǎn),儀器儀表大致分為工業(yè)自動(dòng)化儀表和控制系統(tǒng)、科學(xué)儀器、電子與電工測(cè)量、醫(yī)療儀器、各類儀器、傳感器與儀器儀表單元及材料6大板塊。
(2)作用 化工生產(chǎn)過程控制主要圍繞壓力、溫度、流量、液位及成分5大參數(shù)進(jìn)行,這些參數(shù)的測(cè)量與控制由自動(dòng)化儀表、控制系統(tǒng)及執(zhí)行器等組成的“自動(dòng)化系統(tǒng)”完成,作用相當(dāng)于人眼、耳、神經(jīng)系統(tǒng)、大腦和手腳。
(3)概況 目前,公司在線運(yùn)行的自動(dòng)化約7000余臺(tái)件,其中
智能儀表約4000余臺(tái);80萬t/a 硫酸主裝置采用現(xiàn)場(chǎng)總線儀表;全公司的核心儀表約400余臺(tái),關(guān)鍵儀表約1200臺(tái)件。*類:壓力儀表如壓力變送器、壓力開關(guān)、現(xiàn)場(chǎng)壓力表,測(cè)量范圍:-0.1~60MPa。另外,壓力變送器還可用于差壓式液位測(cè)量及流量測(cè)量。第二類:溫度儀表如溫度傳感器,有PT100熱電阻、K(鉻鎳硅)分度和S(鉑銠-鉑)分度的熱電偶,利用熱電阻阻值、熱電偶毫伏電勢(shì)隨溫度變化而變化,不論熱電阻還熱電偶,其特性是非線性的。熱電偶與二次儀表的連線需要的補(bǔ)償導(dǎo)線,溫度測(cè)量范圍:-150℃~1600℃。另外,還有部分現(xiàn)場(chǎng)顯示型雙金屬溫度計(jì)。第三類:流量?jī)x表有電磁流量,流體振蕩類流量計(jì),如渦街式、漩渦式、差壓流量計(jì),孔板、噴嘴、阿牛巴、V錐、彎管、皮托巴等取得與流量相對(duì)應(yīng)的差壓,通過流量變送器及補(bǔ)償算法得到流量、科氏流量計(jì)、熱質(zhì)式質(zhì)量流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等。以電磁流量計(jì)為主,測(cè)量范圍:口徑DN10~DN1000,量程0~1500m3/h。由于流量計(jì)直接安裝在工藝管道上。因此,其受到工藝條件如溫度、壓力、流速等因素的影響大,在實(shí)際應(yīng)用中也是爭(zhēng)議較多的儀表。從世界范圍看,流量計(jì)是使用比制造難得多的少數(shù)儀表之一。類型、工作原理、技術(shù)復(fù)雜的儀表。另外,皮帶輪和給料機(jī)歸為“流量?jī)x表”。第四類:物位/液位儀表。有差壓式液位計(jì)、超聲波及雷達(dá)液位計(jì)、同位素液位計(jì)。第五類:分析儀表,用于過程、尾氣及環(huán)境可燃性、毒氣氣體含量分析,分析原理有紅外線、熱導(dǎo)式、催化燃燒式、電化學(xué)式等。液位分析儀靠過程液體電導(dǎo)率、PH值、酸濃度等。第六類:執(zhí)行機(jī)構(gòu),靠氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和由儀表專業(yè)負(fù)責(zé)的電磁閥。其他類,如自動(dòng)定量包裝秤、噴碼機(jī)等。
二、現(xiàn)代儀表技術(shù)特點(diǎn)
(1)高精度和寬量程比 利用微處理器及軟件技術(shù),實(shí)時(shí)檢測(cè)壓力、溫度等變化對(duì)檢測(cè)元件的影響,并在線實(shí)時(shí)補(bǔ)償,使其測(cè)量的精度高,如在公司普遍應(yīng)用的3051型壓力變送器精度為0.075%、量程比為100:1。寬量程比表示儀表測(cè)量范圍寬,可減少變送器規(guī)格類別,增強(qiáng)儀表通用化和互換性。
(2)智能型和數(shù)字化 以DSP芯片為核心,配合*的混合信號(hào)電路、ASIC電路、元件及開發(fā)工具等進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。儀表進(jìn)一步與微處理器、PC技術(shù)融合,采用大量超大規(guī)模集成的新器件、表面貼裝技術(shù)、多層線路板印刷、圓片規(guī)模集成和多芯片模塊等新工藝,使多媒體技術(shù)、模糊控制、人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)在現(xiàn)代儀表中得到廣泛應(yīng)用。智能儀表具有完善自診、自校正新功能。
(3)網(wǎng)絡(luò)和總線化 隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)已突破了傳統(tǒng)通信方式的時(shí)空與地域限制,進(jìn)入生產(chǎn)及生活各個(gè)方面。網(wǎng)絡(luò)化、總線化儀表作為網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)、測(cè)控信息可在網(wǎng)絡(luò)上傳輸或跨越網(wǎng)絡(luò)組成遠(yuǎn)傳在線、實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)。與傳統(tǒng)儀表相比,網(wǎng)絡(luò)化、總線儀表具有節(jié)約大量現(xiàn)場(chǎng)布線、全數(shù)字化、開放性與互操作性好、抗干擾性強(qiáng)、系統(tǒng)擴(kuò)充及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。
(4)應(yīng)用參數(shù)化 比如,一臺(tái)已完成機(jī)械式安裝、電纜連接和通電的電磁流量計(jì),投用非常簡(jiǎn)單,只需通過面板使用按鍵、觸摸屏或手持式智能終端、按照菜單提示進(jìn)行人機(jī)對(duì)話式設(shè)定操作,一般包括設(shè)置儀表位號(hào)、測(cè)量單位、測(cè)量管口徑、量程等基本參數(shù)。操作過程僅幾分鐘,即可投入正常運(yùn)用。
(5)調(diào)試PC化 一些儀表如羅斯蒙特5600系列雷達(dá)
液位計(jì)、須借助PC及軟件組成的平臺(tái),在實(shí)際使用條件下完成調(diào)試,才能發(fā)揮相應(yīng)功能。