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智能设备组态器PC20在炼厂仪表维护中的应用与故障排查

作时间:2019-09-19  来源:  作者:
   

  摘 要 以 Foxboro 智能设备组态器 PC20 在苏丹炼油项目催化装置仪表维护中的实际应用为基础,介绍智能设备组态器 PC20 的基本功能及应用情况,同时分析相关的故障排查与处理方法。vLV压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器

 
中油国际苏丹炼油项目重油催化装置常压渣油设计年处理量 180 万吨,占全厂原油加工量的70% ,是全厂液化气、汽油、柴油的主要生产装置。该装置 DCS 控制系统采用的是 Foxboro I /A Series系统,该系统经过升级改造,现场变送器大多采用支持 FoxCOM 协议的 Foxboro 智能变送器和少数支持 HART 协议的智能仪表。然而 Foxboro 智能仪表的通信和组态都是通过 FoxCOM 手操器或者现场表头按钮来进行的,费时费力,且效率不高。PC20 智能设备组态器是由 Foxboro 公司开发的,主要对支持 FoxCOM 或者 HART 协议的现场智能仪表、定位器等进行在线组态、调试、校验的智能管理软件。PC20 智能设备组态器支持 Windows NT、Windows 95、Windows 2000 和 WindowsXP 操作系统,在普通笔记本电脑上就可以运行,系统硬件要求低,具有很大的灵活性和方便性。在此,笔者根据 PC20 智能设备组态器的软硬件功能,介绍了它在炼厂仪表维护中的应用情况,并针对应用中出现的问题做了故障排查。
 
1 PC20 智能设备组态器
1. 1 硬件部分
PC20 智能设备组态器硬件部分包括带有串行接口的电脑、RS232 的 9 针串行通信线、IFD 调制解调器和信号线。PC20 智能设备组态器同时支持 FoxCOM 协议和 HART 协议(HART475手操器),对于不同的协议所使用的调制解调器不同,FoxCOM 协议所使用的调制解调器为 IFD MODEM D0157YE; 而HART 协议使用的调制解调器为 IFD MODEMD0155SX,不同的协议设备连接方式基本一致。由于 PC20 智能设备组态器的 IFD 调制解调器本质上并不安全,所以无法直接与现场仪表连接,应通过安全栅的本质安全回路与现场仪表进行连接[1]。在实际使用中,PC20 智能设备组态器与现场仪表的通信连接方式主要分为仪表回路联校和仪表单校方式:
 
a. 回路联校方式。FBM 卡件为 Foxboro I /A
Series 系统的主要卡件类型,在现场智能仪表正常工作的前提下,将 IFD 调制解调器的同轴电缆接口 线 接 在 待 校 仪 表 回 路 安 全 栅 的 输 出 端,RS232 串行接口通信线与装有 PC20 智能设备组态器的电脑串口连接,即可实现通信。
 
b. 仪表单校方式采用 24V( DC) 好立电源,用信号线串接 250Ω 电阻为智能仪表供电,使待通信仪表正常工作; IFD 调制解调器的同轴电缆接口线并接在待校仪表的信号线上,RS232 串行接口通信线与装有 PC20 智能设备组态器的电脑串口连接,即可实现通信。
 
由于 PC20 的通信回路中需要 250Ω 的电阻存在,所以当采用第 2 种方式与智能仪表连接时,必须在通信回路里串接 250Ω 电阻; 而采用第 1种连接方式时,由于仪表控制回路包含安全栅、卡件等设备,线路电阻满足要求,所以不必再额外串接 250Ω 电阻。 1. 2 软件部分PC20 智能设备组态器软件安装简单,基于Windows 操作平台,软件会自动检测电脑的配置情况是否符合要求,安装过程自动进行,安装完成后重启电脑即可。
 
智能设备组态界面如图 1 所示。通过 PC20软件可以对现场智能设备进行组态、校验,并对组态信息进行备份,组态信息一目了然,包括量程、单位、双通道显示、阻尼及输入/输出信号等,不用去现场在操作室就可以对现场仪表进行操作,极大地方便了日常维护,提高了检维修效率。
 
 应用情况
2. 1 现场仪表联校
PC20 智能设备组态器具有设备校验功能,可以实现远程现场仪表的联校,大幅提高联校效率,节省时间,节约人力。主要调节参数如下: ReZero Transmitter 零位标定,用于对现场仪表进行零位的标定Point Calibration 点校验,运用单点或者两点校验法对现场仪表进行校验ReRange 量程标定,对现场仪表进行量程的标定mA Calibration mA 值设定,对 4mA 和 20mA
 
对应值进行重新设置Restore Default 恢复出厂设置
 
2. 2 更改现场仪表组态
在炼油装置的正常生产维护工作中,仪表通信和组态修改是很频繁的。当用手操器或者表头按钮进行操作时费时费力,效率低。 而 PC20 智能设备组态器通过数据通信,现场设备的组态数据在上位软件中就可以显示,在线就可以进行更改。所以在控制室就可以方便地对现场设备组态信息进行查看、更改或者操作。在某次催化 DCS 系统升级改造过程中,由于旧系统与现场仪表的信号传输是数字量,而新版本的系统则是采用 4 ~ 20mA 模拟量信号,为实现系统升级,利用 PC20 智能设备组态器对现场仪表全部进行了数字量/模拟量的转换,共计 350 点。PC20 组态器的使用极大地降低了工作量,加快了工作进度。
 
 2. 3 组态数据备份
通过通信得来的现场仪表组态数据,PC20 智能设备组态器都可以进行单好备份,并保存在电脑中,只需要在工具栏菜单选择保存即可,当出现数据丢失或者不清楚时,都有原始数据可查,这对装置的长期维护有很大帮助。 3 故障排查PC20 智能设备组态器在应用中会出现通信失败的情况,多为软件错误或者硬件故障。对于软件错误,只需要重新安装软件或者按照以前的正确软件备份恢复即可; 而对于硬件故障则按照以下方式进行排查。
 
使用 PC20 智能设备组态器与现场设备连接时,如果出现通信中断或者失败,都会在上位画面中以 message 方式报错,具体报错信息为“Could not initialize the IFD Modem”。当出现这个报错信息,首先应该按照回路接线方式检查设备连接是否正确,电源供电是否正常。当这些都没有问题,再次运行 PC20 上位软件,点击连接设备,若报错信息依旧存在,则观察 IFD 调制解调器的两个LED 指示灯( 此为接收、发送指示灯,当通信正常
时,接收和发送指示灯持续交叉闪烁) 是否交叉闪烁。在此情况下,分两种可能: a. LED 指示灯不闪烁。在确保通信使用的工具电 脑 上 的 与 IFD 调制解调器进行连接的COM 口有合适的供电以及没有其他设备占用这个端口的前提下,检查 PC20 软件设置中 IFD 调制解调器 COM 口的选择是否正确,更换 COM 口重新尝试 通 信,一 般 默 认 COM1 口。检 查 9 针 RS232 串行通信线连接是否紧固,如果紧固则尝试更换 RS232 串行通信线重新尝试通信。 b. LED 指示灯闪烁。检查现场设备供电是否合适,正常供电电压不能低于 16V( DC) ; 检查回路电阻是否低于 200Ω 或者高于 350Ω,正常回路电阻为 250Ω,过高或者过低都会导致通信异常; 当设备供电以及回路电阻都正常,那么使用Foxboro HHT 软件模拟仿真计算机与
备进行通信,如果通信失败,那么可确定为现场设备故障;如果通信成功,则检查与工具电脑连接的通信线以及接线端子是否正常,如果正常,则更换 IFD 调制解调器。
 
按上述方法尝试维修后,即可恢复正常通信。 
 
4 结束语
PC20 智能设备组态器是智能仪表远程管理软件,应用它可以实现在操作室对现场智能设备的远程通信和管理,不去现场便可以读取智能变送器数据或者更改组态,从而极大地提高维护效率、降低维修成本。而且它能够极大地简化工作步骤,提高维修可靠性,同时规避了由于去现场或者机柜室操作所造成的不必要的不安全因素。
 
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