消除检测"盲点"--无线温度变送器的典型应用

作者:Artur Lischewski 文章来源:艾默生过程管理公司 发布时间:2011-02-14


图示为利用无线温度变送器对脱氢过程中转炉的温度进行检测。由于热胀冷缩和恶劣的温度环境等因素的影响,高于地面6~12m的高度几乎不可能使用有线的温度检测设备

在许多流程设备中都存在肉眼看不到,或难以直接触及的部位。由于设计的原因,这些区域不易进行检测或者使用有线传感器进行检测的费用过高。在这些区域内,符合IEC标准的无线网络技术(WirelessHart)就成为过程数据和故障诊断数据传输理想的解决方案。

试想,当您驾驶的汽车没有后视镜时您会是怎样的感受。您不可能清楚地知道在您的车旁、车后发生了什么情况。在流程工业企业中也是如此,解决这些看不见的“盲点”最常用的方法就是利用无线技术。即在有线技术因技术或者经济的原因无法发挥作用时,可以采用无线技术缩小盲区。也许这些“盲点”、“盲区”并不是流程工艺生产过程的关键区域,但无线技术将提高流程设备的生产能力,保障流程设备生产过程的安全。

使用艾默生过程管理公司具有自组织功能的无线网关(Smart Wireless)就可以消除这些盲点、盲区。每一个检测点都有两条或者三条通信渠道,每一个现场总线仪表都可以当作路由器使用,与其他总线设备相互通信,形成冗余的通信支路,相比于一个接收器和一个发射器的通信方式,大大提高了通信的稳定性和可靠性。当一条通往某网关的支路因故受阻时,所传递的信号能够自动的绕经其他支路继续传递下去,直至传送到信号接收设备。若流程设备的工作状态发生了变化,或者流程设备进行了技术改造,增添了新的流程设备或者装卸过程影响了通信支路时,这一无线网络会自动寻找新的通信途径以便把信息发送到目的地。在必要时,还可以重新发送信息,直到Smart Wireless网关收到,并经有线网络继续传送出去为止。

WirelessHart优化了数据传送的可靠性并把能源消耗降到最低程度。同时,建立一个无线网络的费用和工作量也明显小于有线网络;因为一个网关最多可以与100个无线通信的现场总线设备进行联系。一般情况下,无线网络可以在1min内完成新装仪器设备的识别。本文将通过温度检测的实例来说明这种无线网络的应用。

树脂温度的监控

AOC公司是一家提供树脂、涂层材料、颜料、合成材料添加剂和浇注聚酯添加剂的供应商。AOC公司在其位于美国加利福尼亚州Perris市的流程设备中使用了Smart Wireless技术对树脂温度进行监控。这一安全可靠的无线网络技术提供了带有微量添加剂的树脂中间产品准确的温度数据,保障了用户要求的特殊性能和质量,也把流程工艺的生产能力提高了10%。

648型无线温度变送器能够连续的对批次温度进行检测,并及时的把检测数据发送给Smart Wireless无线网关。无线网关则利用数字式的自动化系统(DeltaV)与流程设备的主控系统相互通信。这家公司也安装了Emerson公司研发生产的智能设备管理软件AMS Suite。这一软件系统可以对其现场总线仪表进行预测性维护保养。使用这一管理软件,维护保养人员能够对现场总线设备进行赋值、故障分析、故障诊断并及时地发出故障报警和识别。

AOC公司最终选择的是性能可靠,具有自组织网络功能的Smart Wireless技术,这一技术比其他有线技术更加经济。该无线网络的安装和调试非常简单、快捷,只需约12小时就可完成。Smart Wireless可以完全省略人工采集检测数据的工作,完全避免了人为失误的风险,延长了流程设备的使用寿命。AOC公司的生产工程师Tou Moua先生指出,“无线网络与手工检测相比,在线检测的检测周期缩短了10%。”

清楚地了解油罐中的温度差

BP Exploration公司在其产品Dalmeny Terminal中安装使用了无线温度变送器。实践证明,这种无线传输技术对油罐有着足够的安全保护作用。BP公司在油罐的侧壁上使用该设备进行温度检测。由于油罐的容积很大,因此油罐的表面和内部的油温存在差异。检测任务就是确定温度差的大小。

静止不动的油罐为温度检测设备的安装提供了可能性。若安装使用有线温度检测设备,罐顶要求安装电缆滑道系统,电缆能够随着灌顶的升降而伸缩。但是整套系统的费用高达15000英镑。因此,Wireless无线传送技术就解决了这一费用难题。

在这一油罐中共使用了两个648型温度变送器,一个安装在油罐的中部,另一个安装在油罐半径尺寸一半的位置,这样就可以清楚的测得油罐中的油温是否存在差异,及温度差的大小。温度变送器与Smart Wireless无线网关中间的距离有300m。检测到的温度数据经网关的串行口传送到已有的SCADA系统中。

在Smart Wireless无线检测转换器的帮助下,BP公司得出结论,在油罐不同检测点之间没有明显的温度差。

掌控蒸汽裂解过程

法国St.Avold市的Total Petrochemicals公司主要生产化工基础产品和一些合成塑料的最终产品。这些产品是利用蒸汽裂解工艺生产出来的,具体工艺过程是把石油、煤气或者粗汽油在裂解炉中混合,用蒸汽加热到800℃进行裂解。无线温度变送器所提供的温度数据使得运行维护人员能够对裂解炉的壁厚变化,蒸汽裂解所需的蒸汽量进行计算,从而能够在裂解炉发生故障前及时的进行维护保养。

在离地高度约50m的裂解炉炉体上安装8个Rosemount 648型无线温度变送器和一个距转换器300m的Smart Wireless网关负责接收变送器发送来的温度数据。这样,就保证了主控系统的操作者能够随时了解裂解炉壁上的温度状况,并能够根据内部(生产过程)和外部(周围环境)的影响选择使用合适的炉壁材料。

通过无线传输技术的使用,Total Petrochemicals公司节约了长度大约1km,价格昂贵的电缆。而这一技术的另一个优点是,操作者无需进入风险性较大的区域内进行检测。

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