西门子模块6ES7223-1HF22-0XA8大量库存
1、 引言
随着社会经济的发展，工业的迅速兴起，使得一些10KV配电系统大幅度增加，配电系统的简便性、可靠性、安全性、节能性、性价比显得尤其重要。
目前，传统的10KV配电系统还是采用继电器系统和分布监测计量、分布控制方式，而采用PLC（可编程序控制器）系统集中控制和集中监测计量方式，有利于提高配电系统的运行管理自动化水平，保证配电的安全稳定，还能减少运行人员的工作强度提，安全可靠。
2、 继电器系统和PLC系统的比较
PLC（可编程序控制器）是近几十年来发展起来的一种新型工业控制器，由于它编程灵活，功能齐全，应用广泛比继电器系统的控制简单，使用方便，抗干扰力强，，工作寿命高，而其本身具有体积小，重量轻，耗电省等特点。继电器系统有明显的缺点：体积大，可靠性低，工作寿命短，查找故障困难，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成系统，接线复杂，对于生产工艺的变化的适应性差，不便实现集中控制；而PLC的安装和现场接线简便，可以应用其内部的软继电器简化继电器系统的繁杂中间环节，实现软接线逻辑构成系统，方便集中控制，PLC还具有自诊断、故障报警、故障报警种类显示及网络通讯功能，便于操作和维修人员检查。
3、 集中控制、集中监测计量在10KV配电一次系统中的应用举例
在一个10KV配电一次系统中，有两台1000KVA变压器并联运行。图1为该配电一次系统的原理图。
图1 10KV配电一次系统原理图
3.1PLC在集中控制中的地位
在配电一次系统中继电器系统主要集中在总受柜和变压器配出柜内，应用PLC系统来代替继电器系统，可以减少柜与柜之间的硬连线，省去很多继电器，简化工艺，降低系统制作成本，提高配电系统的可靠性，安全性和节能性。PLC系统框图如图2所示。
图2 PLC系统框图
PLC是整个系统的神经中枢，所有控制，保护，工作状态指示都通过PLC内部的虚拟继电器通过软连线配合外部给定开关量和信号来完成。控制电压在安全电压以下，可以提高工作的安全性，远离高压室进行操作，可以避免工作人员的误操作，一站式控制，可以提高工作效率，减少工作人员的劳动强度。用两条现场总线就可以实现整个系统的信号传输，通过PLC的工作状态和报警指示，便于工作和维修人员的故障排除。与继电器相比，PLC的免维护性高，工作寿命长。
3.2PLC的I/O分配
10KV配电一次系统中，除了上电断电控制外，还有对变压器的过流，欠压和瓦斯保护。我们以欧姆龙CAMP2AH40点的PLC为例进行I/O分配，如表1所示。上断电控制是开关量，选用控制按钮即可，过流，欠压和瓦斯保护涉及自动检测技术，选用智能传感器来实现，可以提高保护的可靠性。
| 输入端口分配 | 输出端口分配 | ||
| 0.00 | 总受柜开 | 10.00 | 总受柜开停 |
| 总受柜停 | 1 | 1#配出柜开停 | |
| 0.02 | 1#配出柜开 | 10.02 | 2#配出柜开停 |
| 0.03 | 1#配出柜停 | 10.03 | 总受过流报警指示 |
| 0.04 | 2#配出柜开 | 10.04 | 总受欠压报警指示 |
| 0.05 | 2#配出柜停 | 10.05 | 1#过流报警指示 |
| 0.06 | 总受过流检测 | 10.06 | 1#欠压报警指示 |
| 0.07 | 总受欠压检测 | 10.07 | 1#轻瓦斯报警指示 |
| 0.08 | 1#过流检测 | 11.00 | 1#重瓦斯报警指示 |
| 0.09 | 1#欠压检测 | 11.01 | 2#过流报警指示 |
| 0.10 | 1#轻瓦斯检测 | 11.02 | 2#欠压报警指示 |
| 0.11 | 1#重瓦斯检测 | 11.03 | 2#轻瓦斯报警指示 |
| 1.00 | 2#过流检测 | 11.04 | 2#重瓦斯报警指示 |
| 1.01 | 2#欠压检测 | 11.05 | 事故音响 |
| 1.02 | 2#轻瓦斯检测 | 11.06 | 备用 |
| 1.03 | 2#重瓦斯检测 | 11.07 | 备用 |
| 1.04 | 备用 | ||
| 1.05 | 备用 | ||
| 1.06 | 备用 | ||
| 1.07 | 备用 | ||
| 1.08 | 备用 | ||
| 1.09 | 备用 | ||
| 1.10 | 备用 | ||
| 1.11 | 备用 | ||
表1PLCI/O分配表
3.310KV配电一次系统集中控制、集中监测计量的设计
配电系统是供电网的神经中枢。配电系统的正常工作和我们的生活保障及工作秩序密不可分，这就要求它有更高的可靠性；配电系统的智能化、节能、操作简便、方便维护是经济高速发展的需要；配电系统操作和维护对工作人员的安全系数要求更高、劳动强度更低和设备的性价比更高是用户所希望的。综合以上几点，我们对10KV配电一次系统作了如下改进，应用PLC对系统的总受柜、配出柜实现集中控制，应用数字仪表对系统进行集中监测计量。改进后的10KV配电一次系统框图如图3所示。
图3 10KV配电一次系统框图
改进后，以综合柜为工作平台，在值班室，工作人员可以对高压室运行状态进行控制，既方便又安全；工作人员可以随时对监测仪表和计量仪表以及工作或报警状态进行记录，巡查，既方便又及时明了，还可以减少劳动强度。
采用微型计算机PLC实现继电保护和控制系统的操作，大大提高系统的自动化水平和可靠性，更加便于系统的集中控制和监测，方便了系统的信息化管理，大大降低成本，提高了工作的效率，具有一定的推广意义。
1 引言
环境保护已经越来越受到各国人民的重视，我国在集中发展经济的也将环境保护列为一项基本国策，由于我国环境管理的基础比较薄弱，在资金的投入力度上也还不够大，作为环境监测的仪器仪表设备还满足不了社会发展的需求，环保类仪器仪表有着很大的发展空间。
环保仪器仪表主要用在环境质量监测和污染源监测等方面。针对我国的具体国情，环保主要是解决我国水环境、大气环境两个战略性和全局性的大环境生态污染问题。
环保仪器仪表产业的发展要充分考虑我国的国情。适合我国国情的环境监测仪器应该具有一下特点：
1、价格便宜，维修费用低。
2、能够适应各种恶劣的条件。
3、易于维护，操作方便。
4、运行稳定，抗干扰能力强。
在充分考虑我国国情的基础上，还应把握到环保仪器仪表的发展趋势。
2 公司简介
我公司全称河北沧州大化TDI有限责任公司，于1996年由国家计委批准正式开工建设，2000年投入试生产，2002年正式通过竣工验收，2006年TDI产量达30000吨，我公司一直保环保放在前位，严格要求“三废”达标排放，在各种介质储罐监测仪表实行环保，保护环境，确保稳定生产。以下就我公司在液氯罐使用的环保仪表----外测液位计进行详细介绍
3 ELL型环保液位计在我公司使用情况
3．1引进ELL环保型外测液位计的由来
原T5001A/B液氯储罐采用的都是双法兰差压液位计测量，2001年T5001A液氯储罐上的双法兰液位计出现故障，由于液位计与设备连接处没装阀门，液位计无法从设备上拆下来，不能在线拆检更换，在这种情况下，引进了外置型液位计，不用开孔，直接安装，至今运行5年，运行一直很稳定。05年T5001B罐液位计由于环境恶劣及被测介质腐蚀原因，仪表膜盒有液氯渗出，一旦扩大后果不堪设想，非常危险，工艺人员立即向调度室汇报，经报公司领导批准后立即降系统负荷，将此液氯罐进行紧急置换交出，更换了仪表，在仪表前加装了球阀。系统降负荷损失了一些效益，避免了一次由于液氯泄漏而发生的安全事故，在当月又紧急购置了1块ELL外置型液位计，安在了此液氯储罐上，双表齐用，两块仪表趋势一致，至今液位计运行良好。（见图1，为两块表的工作曲线）到目前我厂已使用了7块此种类型液位计。就此分析有害介质储罐用外置式液位计环保、安全。
3. 2外置式液位计原理
外置式液位计是利用液体本身的振动而产生的微小振动波，此振动波利用变送器处理后得到液位特征量，计算公式如下：
h=h(f(a,t)y)
a- 液体特征系数
t- 液体温度
y-振动波形的液位特征量
该仪表主要分两部分，一是测量头，一是主机。测量头直接吸附在容器壁外侧，负责收集信息；主机安装在被测容器旁，负责分析计算。测量头与主机之间用电缆连接，主机表头配有接线盒（易燃易爆场所配有隔爆型接线盒）分别连接来自液位及温度测量头、主机和控制室的信号及电源电缆。主机供电为DC24V，4~20mA隔离标准输出，可与PLC、调节器、记录仪、DCS系统配套使用，仪表设定采用专用磁笔，从仪表透明窗外操作五个磁性键，输入各种参数。
3．3外置式液位计性能特点
ELL（ELL-FI-E型和ELL-FI-AE型）系列外测液位仪从罐外连续、jingque地测量罐内的液位，完全不接触罐内的液体和气体，实现了真正的隔离测量。
3.3.1、测量范围宽，可达30米，测量精度高，可达设定满量程的±0.1%
3.3.2、可用于苛刻的环境：
可测量任何压力的液体。
可测量剧毒的液体。
可测量腐蚀性强的液体。
可测量要求无菌的或高纯度的液体。
可测量易燃、易爆，易泄漏，易污染液。
3.3.3安全
在测量有毒害、有腐蚀、有压力、易燃易爆、易挥发、易泄漏的液体时，由于测量头和仪表都在容器外，安装、维修、维护操作时不接触罐内的液体和气体，非常安全。在仪表损坏或维修状态下，也绝无引起泄漏的可能。
3.3.4环保
既不泄露液体，也不泄露气体，决不污染环境，是绿色环保仪表。
3.3.5方便
安装时不必在容器上开孔，不用法兰盘，不用连通管，可以不必动火，随时安装调校，不必停产，只需将测量头从容器外用测量头专用的磁性固定器或粘合剂固定在容器外壁，经过简单的接线，即可测量，安装、维修方便、经济。可自动进行参数校准，自动运算温度补偿系数，无论环境温度、液体温度或者被测液体成分如何变化，仪表始终保证具有较高的测量精度。安装方式见下图：
3.3.6耐用可靠
测量头和仪表中无机械运动部件，并严格密封，与外界隔离。不会磨损或腐蚀，十分耐用可靠。维护工作量很小。
3.3.7与其他类型液位计的性能比较
| 序号仪表类型主要特点缺点安装方式价位1超声波液位计不与介质直接接触，只接触气相部分精度比较低，不可以测量压力容器，不能测量挥发性介质顶部安装，设备需开孔中等2射频导纳液位计可以测量界面不易校准，测量介质不能粘稠，否则探头挂料影响测量精度设备顶部开孔中等3磁翻板液位计直观，安装方便磁球容易卡死，造成无法远传指示与设备相连，需要开孔低等4差压式液位计普及范围广，容易校准与介质密度变化联系密切，测量腐蚀性介质时，对仪表膜盒材质要求很高设备需要开孔中下等5γ射线液位计与介质非接触式测量，精度高核辐射对人体伤害，不适用于大直径容器设备不用开孔高等6浮球液位计与介质直接接触，浮球密封要求要严格不能测量粘性介质设备顶部开孔低等7外测式液位计完全非接触式测量，可用于苛刻环境，安装方便，便于维护介质粘度<30mpa.s，介质不能含大量气泡设备不用开孔中等 |
3.3.8外置式液位计的使用范围
| 适用因素具体要求液体粘度动力粘度<30mpa.s液体纯净度不能悬浮大量的固体和沉积大量泥沙，不能有大量气泡液体温度零下50℃至250℃ 容器材质可以能够良好的传递振动的硬制材质，如碳钢、不锈钢、玻璃钢、环氧树脂、铝等容器壁夹层或衬层无软衬层或气体夹层，如为多层材料，则层间应紧密接触，无气泡，且该处容器壁的内、外表面应平整容器形状球罐、立式容器、卧式容器结构容器内如有搅拌器，需要加防波管、转向管容器压力对测量没有影响 探头安装位置罐底部要有300mm*300mm*200mm的空间低液位200mm高测量液位30m 环境温度0至95℃防爆要求ExdⅡBT6隔爆 |
3.3.9外置式液位计可测量的介质
| 丙烯液化石油气液氯乙烯液氨液态氯化氢正丁烷丙烷丁二烯丁烷丁烯硫化氢戊烷异丁烯氟化氢甲醇汽油甲氨丙酮柴油乙醛乙醇液碱三氯乙烯煤油邻二甲苯yimi酸性水 |
3.4外置式液位计与其它类型液位计相比优越性
大优越性体现在环保、安全，外置式液位计操作简单，维护方便，智能环保。
抗电器干扰能力极强，对于罐上的电机振动、进液冲击等各种干扰均不影响仪表测量。
近年来，随着确定性通讯技术和环境适应性等关键问题的突破，工业自动化系统正在逐步统一到工业以太网，易于与Internet连接。目前外置式液位计就有新型产品即将投入市场——ELL-FI-H型网络式高性能外侧液位计，在此我简单介绍一下，以帮助兄弟单位加以了解，见下表
| 表一：ELL-FI-H型液位计大特点 |
| 1、盲区很小，与量程无关，盲区大小只与被测液体特性有而与量程大小无关 |
| 2、供电：在原来直流24v的基础上新增加了交流85-265VAC |
| 3、输出：在原来4-20mA的基础上新增加：MODBUS现场总线；MODBUS/TCP工业以太网；HART协议 |
| 表二：网络式高性能外侧液位计(ELL-FI-H)与其他液位计（ELL-FI-AE/SE)比较 | ||
| 名称 | 网络式高性能外侧液位计ELL-FI-H | ELL-FI-AE及ELL-FI-SE外置式液位计 |
| 盲区 | 小盲区：66-270mm(若是罐壁腐蚀严重或沉积物较多的旧罐，盲区会略大于此值），与量程无关 | 盲区为量程的10% |
| 供电 | 24VDC;85-265VAC两种供电方式 | 24VDC |
| 输出 | 4-20mAMODBUS现场总线 MODBUS/TCP以太网 HART协议 | 只有4-20mA一种输出方式 |
3.5引进外测式液位计对我厂带来的好处
自从引进了ELL型外置式液位计，从仪表维护量上大大减轻了负担，不用担心仪表的精度；不用担心由于仪表的原因造成介质的泄漏甚至会造成系统停车；安装方便、维护简单、操作容易，只需定时检查探头的密封油即可。
3.6智能外测式液位计的发展趋势
对液氯、氯乙烯、丙烯、液化石油气等不同介质和行业，各类液位计的应用比例和市场份额各不相同，但随着人们对环保意识的加强，经济突飞猛进的发展，这种智能外置型液位计会越来越受人们的青睐，尤其在易挥发性、有毒有害介质储罐更显示它的优越性，不久的将来外置型液位计将会成为环保仪表行列的佼佼者，因实现以太网控制，更会成为工业控制网络中新型仪表发展的领头羊。