S600汽水取样装置电气说明书要点.docx
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S600汽水取样装置电气说明书要点
目录
机务部分使用说明
一 结构布置……………………………………………………2
二保温处理……………………………………………………2
三人性化的工作环境……………………………………………4
电气部分使用说明
一配电装置………………………………………………………6
二监控系统………………………………………………………6
三主要技术指标…………………………………………………14
四使用环境………………………………………………………14
五保护原理………………………………………………………14
六实现功能………………………………………………………15
一结构布置
S-600水汽取样装置采用箱体式拼装结构，高温高压、低温低压整合在一个箱体内但分布在不同的功能区域，由原来的高温架和仪表盘各布置在一个房间改为高温架和仪表盘合二为一，占地面积小，节约空间，整个箱体分为降温、恒温、人工取样、仪表电气四大功能区域，功能区域划分明显，全部采用正面操作的方式，在需操作的面上及检修通道入口处均为玻璃移门，可视性与可操作性强，外形美观；
其布局示意图如下；
图1布局示意图
二保温处理
与以往的水汽取样装置相比，要实现高温高压和低温低压共处一室，必须要解决以下几个问题；
1.为防止温度过高影响仪表的正常工作，在高温部分必须实现表面温度从600度降到50度以下，解决这一问题，我们采用二次隔热的方式，在高温区（即降温减压区）的样水进口管路进行一次表面降温，在管道外用隔热材料包扎使其温度降至50度左右，常用的隔热方式为硅酸铝纤维绳缠绕、硅酸盐复合抹面膏体涂料，陶瓷管等，其需保温的管路（图2）及保温方式（图3）如下；
图2需保温的部分
图3保温方式（以硅酸绳缠绕为例）
2.高温高压与低温低压之间必须留有足够的检修通道，且通道内有适宜操作人员工作的环境。
检修通道的设计采用一端封闭，一端为通道入口的方式（如图1），连接管路全部在封闭端进行，通道入口端采用两扇玻璃移动门（如图4），既缩短了设备与墙体的距离，又保证了可视性，且外形美观。
图4检修通道入口端
在检修通道内部，经过上述的一次降温后，管路表面温度降至50度左右，而在高温高压的内侧，即检修通道内靠近高温高压侧的内壁采用可移动消音隔热层，材质可采用以泡材料或硅酸盐膏体涂料，这就是我们的二次隔热，经过二次隔热保温，使介质温度再次降低，以达到仪表工作温度的要求及操作人员适宜的工作环境，同时起到降低噪声的作用；而采用可移动门的方式，则保证了高温架及恒温装置背面的可检修性，便于维护。
三人性化工作环境
在整个箱体的顶部，检修通道的位置设有水冷式空调，充分利用了恒温后的水源，满足了人的需求，又经济环保。
其顶部视图如下，见图5；
图5顶部内视图
3.因为在检修通道内不便于焊接，所以所有部件必须采用不动火连接的方式，因此我们需对原有部件进行改进，以便适应新的要求。
在某些样水路数较多或仪表较多的情况下，为了便于加工及运输，可以把整个箱体先分成两部分制作和运输，设备运至业主方安装时，再合并成一个完整的箱体，其布局及功能区域的划分和一个单独的箱体是一样的，如下图所示（图6）；
图6分为两个箱体制作的布局图
如上图所示，其功能区的划分同上一种情况相同，只是各功能区域分布的相对位置根据需要作了一些调整，其他如保温隔热的方式，检修通道的设置等内部设计都同以上不加长的箱体一样。
一配电装置
1．设备组成及名称
1QF0---装置总开关
1QF1---220V电源总开关
1QF2---仪表温控电源开关
1QF3---空调电源开关
1QF4---恒温控制回路（220V）电源开关
1QF5---恒温动力电源（三相三线380V）开关
QF1—11---仪表开关
QF12---模块开关电源开关
QF13—14---灯开关
BK---380V/220V变压器
CZ---检修插座
KD---开关电源
2．使用说明
本装置由用户提供三相三线（380V）电源和专用保护线，经电源总开关1QF0给装置供电。
电源在装置内分为两路：
一路经1QF5给恒温装置动力部分供电；一路通过变压器BK将380V电源变为220V给仪表、空调、恒温控制回路供电。
1QF2控制仪表温控总电源，1QF3控制空调总电源，1QF4控制恒温控制回路总电源
QF1—11分别控制单个仪表电源的开合；QF12控制模块开关电源和巡检仪的电源；通过开关电源输出DC24V电源为模块供电；QF13—14控制装置照明灯和检修灯的开合。
CZ为检修电源，为检修工具提供电源。
断路器1QF0—5、QF1—14还可以对电路进行短路保护，当电路的某一部分发生短路故障时，相应的断路器会自动跳闸切断故障电路电源对路进行保护。
装置启动操作步骤：
合上1QFO→合1QF1、1QF5→合1QF2、1QF3、1QF4→合QF1—14
装置停止操作步骤：
断开QF1—14→断开1QF2、1QF3、1QF4→断开1QF1、1QF5→断开1QFO
二监控系统
1．设备组成及功能
TCP1---触摸屏：
显示及控制
WD---巡检仪：
温度采集
4520---通讯模块
4068---8路继电器输出模块
4053---16路数字量输入模块
4017---8路模拟量输入模块
2．系统概貌
S-600汽水取样装置的组态仪表部分为智能化在线连续检测系统，是我公司研发的新一代样水监控系统。
集可视性,可操作性,实时性于一体，可广泛应用于采集温度信号进行控制的样水温度和冷却水断水监控报警系统的工业领域
触摸屏
仪表信号
仪表信号
流量信号
超压信号
采样阀
保护阀
样水PT100
3.监控系统的实物图及性能特点如下:
1）触摸屏TPC105-TD33
TPC105-TD33，是一套以嵌入式低功耗CPU为核心（主频200MHz）的高性能嵌入式一体化工控机。
该产品设计采用了10.4英寸高亮度TFT液晶显示屏（分辨率640×480），四线电阻式触摸屏（分辨率1024×1024），同时还预装微软嵌入式实时多任务操作系统WinCE.net（中文版）和MCGS嵌入版组态软件（运行版）。
产品特性
※液晶屏：
10.4″TFT液晶屏，分辨率（640X480）
※CPU主板：
嵌入式低功耗CPU，200MHz
※内 存：
64MSDRAM
※存储设备：
64M电子盘
※触摸屏：
四线电阻式，分辨率：
1024X1024
※接 口：
1×RS232,1×RS485（RS232/422拨码可选），2×USB，1×LAN
产品规格
※结 构：
工业塑料结构
※安 装：
嵌入式
※电 源：
DC24V（1.0A）
※总体尺寸：
314X239X54mm
※前面板：
314X239
※面板视口：
215X162mm
※机壳外型：
300X223mm
※机柜开孔：
303X226mm
※净 重：
2.5Kg
※外型颜色：
黑/白（可选）
应用环境
※工作温度：
0℃~50℃（32~122℉）
※工作湿度：
上限50℃当相对湿度＜90%RH
※储存温度：
-20℃~70℃（-4~158℉）
※储存湿度：
上限70℃当相对湿度＜95%RH时
※振 动：
10~55Hz位移幅值0.075mm55~150Hz峰值加速度10m/s²
※冲 击：
峰值加速度150m/s²,
※冲击脉冲宽度：
10ms，半正弦波
LCD规格
※显示类型：
10.4”TFT液晶屏
※分辨率：
640X480
※亮 度：
300cd/m2
※工作温度：
0~50℃
※LCD寿命：
50,000小时
※背光寿命：
30,000小时
触摸屏规格
※敲击寿命：
>106次
※笔划寿命：
>105次
※控制器：
触摸延迟时间<10ms
相关软件
※操作系统：
预装WinCE.net（中文版）
※应用软件：
预装128点MCGS嵌入版组态软件运行环境，配MCGS嵌入版无限点开发环境
2）巡检仪XMC520RS485
适用范围
XMC5000为FirstControl公司引进产品，适用于替代DCS系统控制器或PLC的模拟输入通道，作为温度、压力、液位、流量、重量等工业过程参数的采集使用，以降低系统造价
功能特点
※ 24通道模拟量输入（AI），数据采集速度为40ms/路
※ 每路均为热电偶、热电阻、标准信号通用输入
通过简单的按键设定，即可适用于以下任意一种输入信号。
1. 热电阻：
Pt100、Pt100.0、Pt10、Cu50、Cu100。
2. 热电偶：
K、E、S、B、J、R、T、N，并带自动冷端温度补偿。
3. 标准信号：
0-10mA、0-20mA、0-5V、1-5V，线性或开方信号。
4. 远传压力表：
30-350W，信号偏差可现场按键修正，即设即用。
5. 一般线性非标信号：
0-60mV以内或0-60mV以上0-5V以内任意信号可按键即设即用。
6.其它特殊订做的非标信号。
※ 具备现场显示和报警指示的功能
双屏显示，主屏显示当前过程量，附屏显示通道号。
※ 两个公用报警继电器输出，48个指示灯分别指示各路上、下限报警情况
1.具有两个公用报警继电器，公用报警继电器有两种报警方式可按键选择。
2.“公用”报警：
即只要有任何一个通道产生报警，继电器就动作。
3.“指定通道”：
只有被指定的某一通道产生报警，继电器才动作。
※ 带以太网接口或RS485隔离通讯接口可方便地接入计算机系统
※ 可密集拼装
外形为竖式结构，可密集盘装或架装
※FBBUS-ASCII码协议与MODBUS-RTU协议可选（MODBUS-RTU协议仅用于Modbus选项，接线方式与RS485相同）。
技术参数
※使用条件:
环境温度:
0～50℃相对湿度:
≦90％
※电源电压:
AC90V～265V（50～60HZ）或DC24±10％V
※基本误差:
0.5％F.S±1字
※输入特性:
电偶型:
输入阻抗大于10MΩ
电阻型:
引线电阻要求0～50Ω,三线相等
电压型:
输入主抗大于300KΩ
电流型:
输入阻抗250Ω
※输出特性:
继电器容量:
3A/220VAC或3A/24VDC,阻性负载
※内部冷端补偿温度范围:
0～50℃
※功耗:
<8W
※重量<0.5kg
3）模块
1．ADAM-4520普通/隔离RS－232到RS-422/485转换器
大多数的工业计算机系统都有RS-232串行端口。
虽然很普遍地被接受，但是RS-232的传输速率范围和网络连接是有限制的，RS-422和RS-485标准藉由采用不同的电压线路传送数据和控制信号来克服了这些限制。
ADAM-4520/4522转换器让你的系统原本装配在RS-232下可以获得RS-422和RS-485的优点，它可以明显地转换RS-232信号到隔离RS-422或RS-485信号。
不需要改变计算机硬件或软件。
ADAM-4510放大器，简易地放大或推送已存在的RS-422/485信号。
※
自动内部RS-485总线管理
※RS-485无需外部控制
※3000VDC隔离保护
※RS-485数据线上的瞬态干扰抑制
※通讯速度可达115.2Kbps
※网络连接距离可到1200米
※预留终端电阻空间
※用于故障诊断的电源及数据流指示灯
※电源要求:
＋10－＋30VDC
※灵活的DIN导轨安装或面板安装方式
2.ADAM-4068带LED显示和Modbus的8路继电器输出
ADAM-4068继电器模块可以透过EEPROM远程地控制和储存设定数据。
ADAM-4068提供4/8个通道，一半是A型，另一半是C型。
这些模块非常适用于ON/OFF控制或低电源开关应用上面。
※I/O通道：
8路C型（NO/NC可选）
※接触功率：
AC：
125V@0.6A；250V@0.3A
DC：
30V@2A；110V@0.6A
※切换时间：
继电器接通时间（典型）：
3毫秒
继电器断开时间（典型）：
1毫秒
※LED显示
※支持Modbus/RTU协议
3.ADAM-405316路数字量输入模块
※16路数字量输入模块
※干接点和湿接点数字量输入
※输入电压电平:
0-30V（湿接点）
※有效距离:
最远500米（干接点）
※内置看门狗定时器
4.ADAM-4017带Modbus的8路模拟量输入模块
ADAM-4017是一款16位8通道模拟输入模块，所有通道都提供可编程输入。
该模块是工业测量和检测应用的非常经济有效的解决方案。
它的光隔离输入在模拟输入和模块之间提供3000VDC的隔离，保护模块和外围设备避免来自输入线路高电压的损坏。
ADAM-4017提供信号调节，A/D转换，距离修正，和RS-485数字通信功能。
它通过A/D输入和3000VDC隔离变压器的光隔离设备来保护您的设备避免来自接地环路和动力高峰迫害。
ADAM-4017使用16位受微处理器控制sigma-deltaA/D的转换，转换传感器的电压或电流到数字信号。
数字信号翻译成工程单位。
※16位分辨率
※可软件配置为MV、V或mA输入
※支持Modbus/RTU协议
三主要技术指标
1）温度测量范围：
0℃-99.9℃；
2）温度测量精度:
±0.5℃；
3）最小分辩率:
0.1℃；
4）报警温度误差:
±0.1℃；
5）电源:
巡检仪AC90V～265V,50～60HZ
触摸屏、通讯模块、I/O模块均为DC24V；
6）协议：
ModbusSlave（RTU（HEX））；
7）通信距离（最大）：
米；
8）数据通信方式:
RS-485接口；
9）模块地址：
巡检仪:
add.20；DO（4068）:
add.21,add.22;DI（4053）:
add.23,add.24;AI（4017）:
add.26,add.27;
四使用环境
本系统的使用环境温度为0-50℃；使用湿度为小于90%RH，不结露；无腐蚀性气体和灰尘；不可在高磁场区、高静电放电区使用；对于振动应在10≤f≤50HZ；加速为10m/SxS；振幅为0.075㎜。
五保护原理：
S-600汽水取样系统温控保护部分使用TPC105-TD33高性能嵌入式一体化工控机和ADAM系列模块，使各路样水在超温、冷却水中断的异常故障发生时得到有效的保护,同时根据不同的报警系统发出不同的声光报警。
在实时显示各路样水的温度的同时,对达到样水报警温度上限的样水或断水的冷却水在TPC105-TD33工控机上进行样水超温或冷却水断水的实时声光报警,并且TPC105-TD33工控机通过4063模块输出信号给保护阀切断样水以保护装置部件和仪表。
当样水流量开关参与控制时，样水超温立即发出超温声光报警,保护阀动作3秒停止后，TPC105-TD33工控机监测流量信号，若这时流量开关仍没有关闭，TPC105-TD33工控机每隔1秒驱动保护阀一次，连续3次后，若流量开关关闭则停止驱动保护阀，若流量开关不关闭则不管是否冷却水断水或样水超温TPC105-TD33工控机不再驱动保护阀，并发出流量不能关闭报警信号。
对靶式流量计给TPC105-TD33工控机的断水信号，系统立即发出冷却水断水声光报警。
TPC105-TD33工控机驱动全部电磁阀工作通电3秒钟后，TPC105-TD33工控机跟据各样水流量开关信号来判断：
如某样水已关闭，TPC105-TD33工控机也停止某样驱动电磁阀；流量不能关闭，TPC105-TD33工控机继续以每隔1秒钟反复驱动电磁阀工作3次，若流量开关不关闭则以后不管遇到冷却水断水或样水超温TPC105-TD33工控机不再驱动保护阀，并发出流量不能关闭报警信号。
若样水的流量不参与控制时,对于样水超温，TPC105-TD33工控机立即发出报警，若下降值大于温度回差，TPC105-TD33工控机停止驱动保护阀；对于冷却水断水,系统同样立即发出断水信号,TPC105-TD33工控机将驱动保护阀，直至冷却水断水恢复为止。
以上报警均需要用户按确认键才可解除报警。
六实现功能
本系统能实现以下功能:
1.各路样水的实时温度显示；
2.温度报警设定；
3.样水流量开关设定；
4.样水温度回差设定；
5.样水保护阀设定；
6.对样水超温、冷却水断水、流量开关报警文本显示器弹出报警框，同时发出不同频率的声光报警；
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