淺析3051系列智能壓力變送器的改造和升級(jí)

國(guó)內(nèi)熟悉火電性能試驗(yàn)的工程技術(shù)人員大都對(duì)3595系列智能壓力變送器不陌生，其在國(guó)內(nèi)外火力發(fā)電廠性能保證值考核試驗(yàn)中擁有悠久的應(yīng)用歷史。特別是智能壓力變送器這種型號(hào)的智能壓力變送器板，因其智能壓力變送器的直流電壓電信號(hào)對(duì)各種儀表具有廣泛的適用性（或者儀表本身就具有直流電壓信號(hào)的輸出接口，亦或者儀表本身輸出的電信號(hào)很方便、很容易轉(zhuǎn)化為直流電壓信號(hào)），故而智能壓力變送器板在國(guó)內(nèi)性能試驗(yàn)單位擁有巨量的采購(gòu)。

由前述可知，智能壓力變送器這種型號(hào)的智能壓力變送器板其采集的直流電壓電信號(hào)對(duì)各種儀表具有廣泛的適用性的原因，恰恰是因?yàn)楦鞣N儀表的電信號(hào)總能方便、容易的轉(zhuǎn)化為智能壓力變送器的直流電壓信號(hào)。但這種廣泛的實(shí)用性的就帶來(lái)了一個(gè)副作用，那就是很多儀表在連接到智能壓力變送器板的時(shí)候，都會(huì)有一個(gè)電信號(hào)的轉(zhuǎn)化過(guò)程，#典型的就是直流4～20mA通過(guò)電阻箱轉(zhuǎn)化為直流0.4～2V。而電阻箱等電信號(hào)轉(zhuǎn)化裝置除了帶來(lái)更多的接線工作量外，更重要的是，這類轉(zhuǎn)化裝置往往不容易做的既精致漂亮又方便工作，各種雜亂的接線和粗制濫造不夠精致的轉(zhuǎn)化裝置往往會(huì)給并不熟悉性能實(shí)驗(yàn)技術(shù)細(xì)節(jié)的國(guó)外業(yè)主、特別是一些非本專業(yè)的業(yè)主留下極其糟糕的印象。雖然設(shè)備和系統(tǒng)的外觀對(duì)于火電性能實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果并其實(shí)沒(méi)有任何的實(shí)質(zhì)影響，但人類總有感性的一面。甚至相同的情況下，即便是本專業(yè)的業(yè)主，設(shè)備和系統(tǒng)外觀的好壞也能給業(yè)主留下深刻的印象，左右業(yè)主對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。

因此，對(duì)智能壓力變送器板進(jìn)行改造和升級(jí)有現(xiàn)實(shí)的必要性和意義，特別是對(duì)于國(guó)外火電性能實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域。1改造方案本中心工作中使用的智能壓力變送器板由智能壓力變送器本板和35953A連接器組合而成，35953A連接器作為智能壓力變送器板的配線部分，且有一定的空間，能夠容下小型化的電路和器件。故而，收稿日期：2018-11-25徐建華，男，本科，工程師。黑龍江哈爾濱，150046改造和升級(jí)方案的基本原則是在不改動(dòng)現(xiàn)有接線電路原理的基礎(chǔ)上，將把直流4～20mA電信號(hào)轉(zhuǎn)化為0.4～2V信號(hào)的100Ω電阻箱所有電路#小化融入整合到35953A連接器內(nèi)部，在外部或者在智能壓力變送器主機(jī)上為電阻箱電路提供和S-Net智能壓力變送器網(wǎng)絡(luò)完全隔離的24V直流電源。

(1)本方案成敗的關(guān)鍵在于采用的電阻必須有足夠的精度并且要盡量的小型化。

(2)隔離于S-Net網(wǎng)絡(luò)的24V直流電源必須完全物理上隔離于S-Net網(wǎng)絡(luò)，不可在S-Net上取電，以免影響高速而相對(duì)脆弱的S-Net網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

(3)電阻和接線畢竟融合于智能壓力變送器板金屬屏蔽殼體的內(nèi)部，對(duì)采集系統(tǒng)的電磁干擾不可避免，和采集系統(tǒng)的電磁兼容性必須經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的開(kāi)機(jī)測(cè)試。 (4)采集通道出線處需要加裝防止正負(fù)極短路的保護(hù)，以免24V直流電壓直接完全作用于100Ω電阻，燒壞電阻。

 

2硬件的改造和升級(jí)

為了方便使用，使得連接器既可以采集4～20mA的電流信號(hào)也可以采集直流電壓信號(hào)、熱電偶的毫伏信號(hào)，將35953A連接器的20個(gè)智能壓力變送器通道中的10個(gè)改造為采集4～20mA的電流信號(hào)的專用通道，其它10個(gè)通道不變。

 

 

改造后的通道對(duì)應(yīng)的接線端子旁可見(jiàn)長(zhǎng)15mm、直徑3mm的小巧電阻，每個(gè)改造后用于直接連接4～20mA直流信號(hào)的通道的入口處都接有防短路裝置，防短路裝置位于電路板的背后，充分而巧妙的利用了電路板和殼體之間的空間，絲毫不影響電路板固定于35953A連接器的殼體。電阻、保護(hù)裝置和增加的線路巧妙的利用了可利用的空間，完全不影響35953A連接器的蓋板的蓋合，從而完全不影響35953A連接器插入到智能壓力變送器板的內(nèi)部。而24V電源電纜利用S-Net網(wǎng)絡(luò)電纜旁預(yù)留的備用防水接口接入采集板內(nèi)部，為電阻和變送器供電，從而使得其獲得完全隔離于S-Net網(wǎng)絡(luò)的24V直流電源。從外觀上看，每個(gè)采集通道只需要一對(duì)電纜或者補(bǔ)償導(dǎo)線直接連接到變送器或者熱電偶，接線清晰明了；而增加的24V直流電源電纜就好像采集板多了一路環(huán)出的S-Net網(wǎng)絡(luò)采集電纜一樣，看上去同樣美觀大方。

 

3測(cè)試

(1)對(duì)測(cè)量精度的測(cè)試。作者使用改造后的10個(gè)電流采集通道去采集標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)源輸出的4～20mA信號(hào)，采集軟件上得到的數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的偏差在萬(wàn)分位，測(cè)量的精度遠(yuǎn)高于一般的性能實(shí)驗(yàn)用壓力變送器0.1級(jí)的精度，證明如今小型化的電阻已經(jīng)可以代替粗大的0.01級(jí)高精度繞線電阻，改造對(duì)測(cè)量精度的影響微乎其微，不會(huì)影響采集系統(tǒng)在工作中的使用。

(2)目測(cè)，然后使用萬(wàn)用表對(duì)新增加的電路系統(tǒng)的通道出線處、保護(hù)裝置處、電阻處、接線端子處、新增的24V電源電纜的正負(fù)極等多處與S-Net網(wǎng)絡(luò)電纜的正負(fù)極分別做短路測(cè)試，任何一次測(cè)試均未發(fā)現(xiàn)有短路現(xiàn)象，證明新增加的24V電源完全隔離、好立于S-Net網(wǎng)絡(luò)。

(3)作者將多個(gè)改造后的通道正負(fù)極短路，使用萬(wàn)用表測(cè)量短路電流為0，且100?電阻兩端的電壓也為0；短路一段時(shí)間，未見(jiàn)電阻溫升；重新開(kāi)路，并使用短路過(guò)的通道測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源輸出的mA信號(hào)，未見(jiàn)任何變化。證明，通道短路保護(hù)裝置功能正常。

(4)#后，作者連接多臺(tái)多種類儀表，對(duì)采集系統(tǒng)做長(zhǎng)期開(kāi)機(jī)采集測(cè)試，通過(guò)約兩個(gè)星期的開(kāi)機(jī)采集測(cè)試，采集系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，采集所得數(shù)據(jù)一切正常，未見(jiàn)新電路對(duì)系統(tǒng)的電磁干擾。

綜上，證明智能壓力變送器板可以通過(guò)技術(shù)改造，在不影響技術(shù)指標(biāo)的情況下，通過(guò)內(nèi)置電阻箱電路，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)接線，減少接線工作量。更重要的是在外觀上去掉簡(jiǎn)陋的電阻箱后和雜亂的電阻箱接線后，能夠使得采集系統(tǒng)直觀上看上去更加清晰、簡(jiǎn)潔、美觀、有序，上看上去更加高大上、上檔次。在這個(gè)工程技術(shù)領(lǐng)域有時(shí)也需要看臉的時(shí)代，這次對(duì)智能壓力變送器的升級(jí)和改造必然對(duì)進(jìn)一步增強(qiáng)哈爾濱火電設(shè)備性能檢測(cè)中心在國(guó)內(nèi)外火力發(fā)電廠性能保證值考核試驗(yàn)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力大有助力。

 

5結(jié)語(yǔ)

除本文所述核算內(nèi)容外，一般實(shí)際工程還應(yīng)按照汽輪機(jī)制作廠家的要求進(jìn)行基礎(chǔ)的靜位變計(jì)算，保證基礎(chǔ)具有一定的剛度，避免因基礎(chǔ)變形而影響機(jī)組整個(gè)軸系平直度，不利于機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)原有汽機(jī)基礎(chǔ)的核算，得出各項(xiàng)核算結(jié)果，然后根據(jù)結(jié)果數(shù)據(jù)有針對(duì)性的對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行改造加固處理，從而保證改造后汽機(jī)基礎(chǔ)的可靠性以及改造后汽機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。