CAN總線在H2/N2比控制系統(tǒng)中應(yīng)用
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河南省世紀(jì)金源化工有限責(zé)任公司是原河南省息縣化肥廠于2004年轉(zhuǎn)制后的私有股份制企業(yè)，我廠自1996年開(kāi)始就使用了H2/N2比自動(dòng)控制系統(tǒng)，使用效果很好。但隨著生產(chǎn)能力的逐步擴(kuò)大，再加上甲醇系統(tǒng)的投運(yùn)，原來(lái)的系統(tǒng)已不適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)的要求：滯后時(shí)間（煤氣柜出口到合成塔進(jìn)口時(shí)間）加長(zhǎng)，對(duì)氣柜出口H2的調(diào)節(jié)，只能在40多分鐘以后才能在合成進(jìn)口的循環(huán)H2表上反應(yīng)出來(lái)，所以合成H2/N2比基本上控制不著，這給制氣崗位的操作帶來(lái)很大的難度，也造成了合成塔壓力不穩(wěn)，生產(chǎn)效果很不理想。
于2006年4月份，我公司與成都遠(yuǎn)達(dá)自控技術(shù)研究所合作，新上了一套合成H2/N2比自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)與原系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和形式上都不太一樣，把CAN總線引入了該系統(tǒng)：即所有要采集的數(shù)據(jù)，全部通過(guò)CAN總線傳送到H2/N2比控制機(jī)上，包括制氣爐的控制、遠(yuǎn)程終端的顯示，都是通過(guò)CAN總線進(jìn)行傳輸?shù)?。其控制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下所示：
各部分的功能和作用：
1、 H2/N2比控制器：是本系統(tǒng)的控制核心。它對(duì)每條CAN總線匯集過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、計(jì)算和控制，并通過(guò)CAN總線對(duì)煤氣發(fā)生爐進(jìn)行控制，同時(shí)把相關(guān)數(shù)據(jù)也是通過(guò)CAN總線在控制微機(jī)或遠(yuǎn)程終端上進(jìn)行顯示。它有多個(gè)CAN口和一個(gè)RS232口（其中RS232口是與控制微機(jī)的接口），并設(shè)有手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，可以很方便地進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)轉(zhuǎn)換。
2、 數(shù)據(jù)采集器：采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，為控制系統(tǒng)提供控制參數(shù)。每個(gè)數(shù)據(jù)采集器都有8路輸入和1路輸出端口，可以同時(shí)采集不同的8種信號(hào)（0--10mV、4--20mA、各種熱電阻、K分度mV等）。所有采集到的數(shù)據(jù)都通過(guò)一條CAN總線傳送到H2/N2比控制器內(nèi)。
3、 煤氣發(fā)生爐控制微機(jī)：是帶CAN口的各種煤氣發(fā)生爐控制微機(jī)。如果原控制微機(jī)沒(méi)有CAN口，還要另外加CAN卡，或者更換控制微機(jī)。
4、 顯示控制微機(jī)：主要是對(duì)所控制的各種參數(shù)進(jìn)行顯示，并對(duì)所要采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置和處理時(shí)用。正常使用時(shí)修改各種參數(shù)也要用到。這個(gè)控制微機(jī)運(yùn)行與否，不影響H2/N2控制器的正常運(yùn)行，也不影響該系統(tǒng)的正常控制。
5、 遠(yuǎn)程顯示終端：只作遠(yuǎn)程顯示和監(jiān)控用。通過(guò)CAN總線可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸和顯示（最遠(yuǎn)可以達(dá)到10KM）。
6、 CAN總線：是由兩芯屏蔽電纜組成，每根CAN總線的首尾兩端都要加上一只120Ω電阻。它是數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)控制的通道。
*該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制所要求的基本數(shù)據(jù)：
1、 氣柜出口半水煤氣流量：是煤氣柜所有出口半水煤氣流量的總和。每個(gè)流量都是通過(guò)差壓變送器根據(jù)測(cè)出來(lái)的煤氣柜出口的差壓計(jì)算出來(lái)的，可以很準(zhǔn)確的反應(yīng)出流過(guò)煤氣柜出口的半水煤氣的流量。它是一個(gè)比較關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，如果該數(shù)據(jù)有問(wèn)題，或者過(guò)低，該系統(tǒng)就要停運(yùn)或者不能運(yùn)行。
2、 煤氣柜高度：是通過(guò)差壓變送器測(cè)出煤氣柜升高后所產(chǎn)生的壓差，來(lái)轉(zhuǎn)換為高度而顯示出來(lái)。
3、 煤氣柜出口半水煤氣的溫度：是通過(guò)一只Pt100的熱電阻測(cè)得的，它不只是反應(yīng)半水煤氣溫度的高低，還是半水煤氣流量進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)囊罁?jù)。
4、 煤氣柜出口氫：是通過(guò)一臺(tái)紅外線氫分析儀來(lái)執(zhí)行的。輸出信號(hào)是0―10mv。
5、 脫碳出口總氫：是通過(guò)一臺(tái)紅外線氫分析儀和一臺(tái)紅外線一氧化碳分析儀來(lái)完成。它是脫碳出口H2與脫碳出口CO的總和。它是反應(yīng)甲醇生產(chǎn)負(fù)荷的重要指標(biāo)，輸出信號(hào)都是4―20mA。
6、 脫碳出口一氧化碳：是通過(guò)一臺(tái)紅外線一氧化碳分析儀來(lái)分析的。它是反應(yīng)甲醇生產(chǎn)負(fù)荷的重要指標(biāo)，輸出信號(hào)是4―20mA。
評(píng)論