联锁仪表运行环境温度远程监测功能的实现

1 引言

联锁仪表由于其特殊性和重要性，在炼化装置生产过程中，受到较为广泛的关注，也对仪表维护提出了较高要求。在冬季仪表维护过程中，如果能够对安装有仪表箱的联锁仪表运行的环境温度进行监控，就可以及时的进行预警，进而避免仪表冻凝或是更严重的误联锁事件发生。对于一般的DCS 系统，可以通过读取智能变送器读取表体温度的方式监控仪表运行环境。而对于TRICON 为例的SIS 系统来说，还暂时无法通过直接读取智能变送器温度参数的方法，对联锁仪表运行的环境温度进行监控。

因此，进入 SIS 系统的联锁仪表智能变送器，如果能够将表体本身环境温度通过HART 协议取出，采取通讯的方式在DCS 系统远程监控，可以实现仪表运行环境温度远程实时监控，保证关键仪表伴热有效监控和故障及时处理。

2 联锁仪表运行环境温度远程监测功能的实现

2.1 现场智能变送器测量伴热温度的原理

智能变送器表体环境温度测量位于智能变送器内，现场智能变送器一般安装于仪表箱内，智能变送器环境温度检测实际上检测的是仪表箱内环境温度。因此，伴热线是否正常运行或表箱保温是否正常，可以通过智能变送器温度检测反映出来。

2.2 现场智能变送器表体温度获取途径

2.2.1 硬件配置

现场仪表方面不需要进行设备硬件安装，需要在控制系统柜侧将传统的SIS 系统模拟量输入ETP 板更换为带HART 信号传输功能的接线板，加装的HART 多路通讯器和具有485 转TCP/IP 协议功能的转换器。通过扁平电缆连接的方式，将带HART 信号传输功能的接线板与HART 多路通讯器连接，HART 多路通讯器与具有485 转TCP/IP 协议功能的转换器连接，通过网线与横河DCS 系统的PRM 服务器连接构成全部的硬件网络。

2.2.2 实现方式

首先，将传统的SIS 系统模拟量输入ETP 板更换为带HART 信号传输功能的接线板，现场智能变送器将 4⋅20mA 模拟量信号带 HART 功能上传至该接线板，该接线板通过扁平电缆连接的方式，将 HART 信号传输至加装的 HART 多路通讯器。HART 多路通讯器将 485 信号（HART 协议）传输通过具有 485 转 TCP/IP 协议功能的转换器，通过网络信号传输至横河DCS 系统的PRM 服务器，PRM 服务器读取现场仪表HART 信号相关数据存在数据库中。

第二步，通过在横河 DCS 系统的 PRM 服务器上安装 OPC2modbus 软件，将 PRM 数据库中 HART 信号，也就是智能变送器的表体温度信号，转换为横河DCS 系统通讯卡所接受的modbus RTU 协议，DCS 系统通讯卡ALR121 读取智能仪表表体温度信号后，通过 DCS 系统组态，实现现场关键仪表温度上传至DCS 系统进行显示监控。

2.3 OPC2modbus 软件组态

2.3.1 设置 modbus RTU 协议参数

通过 OPC2modbus 软件对横河 DCS 系统通讯卡所接受的 modbus RT

协议参数进行设置，通常情况下，设置通讯波特率9600，数据8 位，截止位1，无奇偶校验，虚拟口COM7

2.3.2 OPC2modbus 软件组态显示温度

软件组态仪表仪表温度数据为 32 位浮点数据，通讯地址为 A30001，A30003 等占 32 位数据，通过 HART 数据读取第二参数值 SV_vale，即表体温度值。

2.4 横河 DCS 系统组态

2.4.1 通讯卡件组态及地址设置

组态通讯卡件及通道号,根据OPC2modbus 地址组态对应仪表表体温度,主要数据采用输入32 位浮点类型。

2.4.2 DCS 系统显示组态

根据现场仪表安装环境，参考冬季仪表运行环境温度，表体温度设置测量范围-50 至 100 摄氏度，表体温度 IOP 报警屏蔽,避免无用报警显示。根据监控需求，设置显示低报报警值、低低报警值等参数，保证温度下降时及时被提醒发现，维护人员及时进行维护，避免冻凝事件或由此导致的生产波动事件发生，同时设置历史趋势，便于监控仪表伴热变化趋势，及时采取相应措施。

3 联锁仪表运行环境温度远程监控效果

经DCS 系统组态下装后，实现了联锁仪表运行环境温度的远程监测功能，DCS 系统画面上显示的仪表伴热温度经长期观察试验后，所测伴热温度显示准确稳定，符合伴热监控要求。通过进行合理的报警值设置后，尤其在冬季运行期间，通过报警提醒和趋势变化，发现和解决了一些仪表伴热循环不畅、表箱内环境温度过高、表箱门误开等影响联锁仪表运行的事件，有效的降低了联锁仪表误联锁事件发生的概率。

4 结语

在现有控制系统基础上，改造接线板，增加通讯设备，利用软件组态，对信号进过多次的转换和设置，实现了联锁仪表运行环境温度的监控显示，通过实践验证，极大的提高了仪表维护人员维护效率，降低人员工作强度，并且能够及时发现存在的运行隐患，最大程度的减少关键仪表伴热冻凝、设备冻坏事故的发生。而通过近年来人工智能等新技术的发展，通过技术平台进行智能化的大数据分析等手段，联锁仪表伴热的监控技术也会迎来更高水平的发展。

参考文献

[1]徐涛、闫科.基于ModBus 协议的串行接口实现与DCS 通讯. 《工业控制计算机》（ISSN：1001-182X） ，2022，015 卷 003 期：56-57.

[2]CS3000 中文说明手册

[3]OPC2modbus 说明书

作者简介：薛娟妮，女，现场工程师，高级工程师，独山子石化公司信息网络公司，从事仪表管理及维护工作，主要负责控制系统及现场仪表维护