何志慧

【摘 要】MSB9418型壓力、液位測控儀是我國陜西麥克傳感器有限公司的科技人員在總結(jié)了國內(nèi)外先進(jìn)壓力、液位測控儀的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境、操作人員的習(xí)慣等實(shí)際情況，利用軍工技術(shù)，采用國際上最優(yōu)秀的集成芯片，開發(fā)出的一款高性價(jià)比的產(chǎn)品。目前，它已廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、電力、水利、城市防洪、生活供水等行業(yè)。文章對MSB9418測控儀的性能進(jìn)行詳細(xì)介紹，結(jié)合其在水電站工程中的應(yīng)用，分析測控過程中的常見故障和排除方法，為同行提供借鑒與幫助。

【關(guān)鍵詞】測控儀；技術(shù)參數(shù)；水電站；應(yīng)用

【中圖分類號】TM41 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）08-0071-04

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國家進(jìn)一步加大水利水電工程項(xiàng)目的投資，水利水電行業(yè)呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的趨勢，其在又好又快發(fā)展的同時(shí)，更加注重科學(xué)發(fā)展。黨的十八大以來，國家對安全生產(chǎn)的要求提高到了前所未有的新高度，對各行各業(yè)要求嚴(yán)格實(shí)行安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化管理。針對水利水電行業(yè)，僅依靠視頻監(jiān)控技術(shù)對重點(diǎn)部位的液位、壓力、差壓進(jìn)行監(jiān)視，已不能滿足安全生產(chǎn)的要求。引用先進(jìn)技術(shù)，使用變送器和測控儀，與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，不僅能達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)視的作用，而且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)控制設(shè)備啟停的目的，能較好地實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。我國麥克傳感器有限公司研發(fā)的MSB9418型測控儀已廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、電力、水利、城市防洪、生活供水等行業(yè)。本文對MSB9418型測控儀的性能進(jìn)行介紹和論述其在水電站中的具體應(yīng)用。

1 MSB9418型測控儀特點(diǎn)

MSB9418型壓力、液位測控儀具備以下功能特點(diǎn)：完全智能數(shù)字化校準(zhǔn)，整機(jī)無電位器；適合標(biāo)準(zhǔn)電壓、電流輸出的變送器信號及橋式傳感器差分信號；特別適用于測控工業(yè)現(xiàn)場的壓力、液位、差壓等參量；微處理操作，全數(shù)字式控制和顯示；顯示選用清晰、穩(wěn)定、超高亮度的紅色數(shù)碼管；最大顯示值可達(dá)-199 99～999 999；小數(shù)點(diǎn)可選擇顯示在千位、百位、十位和無小數(shù)點(diǎn)；有m、kPa、MPa等單位顯示模式可供選擇；具有上上、上、下、下下限控制接點(diǎn)輸出和光報(bào)警；上上限、下下限具有聲報(bào)警；每限控制值可任意設(shè)定，可任意設(shè)置公共控制域；A/D部分采用高精度，高分辨率∑-ΔAD轉(zhuǎn)換器；標(biāo)準(zhǔn)串行半雙工RS232/RS485接口；完全隔離型標(biāo)準(zhǔn)變送電流、電壓輸出；可任意設(shè)置“基點(diǎn)”值（即變送器零位時(shí)儀表要顯示的值或變送器安裝的海拔高度）；可配接2只相同規(guī)格的變送器用于測量密封容器的液位或攔污柵前后的水位差。

2 MSB9418型測控儀技術(shù)參數(shù)

2.1 模擬部分

信號輸入類型：標(biāo)準(zhǔn)變送信號及橋式傳感器差分信號；饋電形式：DC24 V、50 mA；輸入形式：10～2 500 mV單端或差分信號；A/D速度：每秒18次；內(nèi)在分解度：6.553 5萬；測量范圍：-1 999～9 999；基本誤差≤0.1%。

2.2 數(shù)字部分

顯示高度：13 mm（0.5英寸）；數(shù)字顯示：七段顯示數(shù)碼管；顯示定義：前兩位為儀表狀態(tài)位，后四位為測量值位；指示燈號：4個(gè)報(bào)警指示燈，3個(gè)單位指示燈；最大顯示：測量值加“基點(diǎn)”值后可顯示-19 999～999 999；數(shù)顯強(qiáng)度：超高亮度紅色數(shù)碼管。

2.3 一般規(guī)則

使用測控儀供電電源：AC220 V、50 Hz（或24 VDC），消耗功率<8 W；環(huán)境溫度：-10～60 ℃；環(huán)境濕度：小于90%；控制觸點(diǎn)容量：AC250 V、7 A，DC30 V、7 A（阻性負(fù)載）。

3 MSB9418型測控儀面板說明

MSB9418型測控儀面板說明如圖1所示。

測控儀后面接線端子定義如圖2所示。

1#.2#.3#.端子依次為AC220 V（24 VDC）電源的火（+）、地、零（-）線端子；4#.5#.6#.依次為下下限報(bào)警的公共、常開、常閉端子；7#.8#.9#.依次為下限報(bào)警的公共、常開、常閉端子；10#.11#.12#依次為上限報(bào)警的公共、常開、常閉端子；13#.14#.15#.依次為上上限報(bào)警的公共、常開、常閉端子；16#.17#.是儀表變送輸出的正負(fù)端子；18#.19#.儀表饋電輸出正負(fù)端子；20#.21#.信號輸入正負(fù)端子；22#.23#.24#.儀表通信端子，可選2種通信方式：RS232方式（22#.為RXD，23#.為通信地，24#.為TXD）；RS485方式[22#.為RS485A，23#.為通信地（可不接），24#.為RS485B]。

4 標(biāo)準(zhǔn)信號調(diào)校

測控儀可以輸入多種標(biāo)準(zhǔn)信號，本文以4～20 mA電流輸入為例，介紹在標(biāo)準(zhǔn)輸入信號下的儀表調(diào)校。

（1）一般來說，測控儀在出廠時(shí)已經(jīng)校準(zhǔn)過，輸入標(biāo)準(zhǔn)信號時(shí)，不需要用戶在現(xiàn)場校準(zhǔn)。如果因變送器漂移或其他原因?qū)е嘛@示值不準(zhǔn)時(shí)，就需要在儀表上進(jìn)行無源校準(zhǔn)。無源校準(zhǔn)只能改變零位顯示值和滿度顯示值。

（2）儀表在測量狀態(tài)下，記錄傳感器零位誤差和滿度誤差。

（3）零位校準(zhǔn)，進(jìn)入調(diào)試工作狀態(tài)，通過按鍵操作，使儀表顯示“PL0000”。

（4）滿度校準(zhǔn)，進(jìn)入調(diào)試工作狀態(tài)，通過按鍵操作，使儀表顯示“PH5.000”。

修改以上設(shè)置值時(shí)，零位和滿度會相互影響，一般來說先設(shè)置零位，然后查看滿度值，看誤差有多少，再修改滿度值，經(jīng)2次設(shè)置后即可校準(zhǔn)完畢。

5 測控儀常見故障的分析及排除

在使用中如果儀表出現(xiàn)故障或工作不正常時(shí)，請參考表1進(jìn)行分析和處理。

6 測控儀在水電站的應(yīng)用

6.1 應(yīng)用舉例1：水位控制

水電站生產(chǎn)運(yùn)行過程中，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控水庫上、下游水位，小型水電站壓力前池水位，廠房內(nèi)集水井水位，可通過液位傳感器將信號傳輸?shù)組SB9418型測控儀，既可在測控儀面板上直接查看數(shù)據(jù)，又可將測控儀數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娬居?jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)水位變化較大達(dá)到上下限值時(shí)可發(fā)音報(bào)警和自動(dòng)發(fā)令啟、停電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)組。具體安裝方法如圖3所示。

圖3中，H1為“基點(diǎn)”設(shè)定值，即變送器安裝的位置距離液位底部的高度或者變送器安裝的海拔高度；H2為下限報(bào)警高度；H3為上限報(bào)警高度；RS485/4～20 mA輸出用于遠(yuǎn)距離給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)或者用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)顯示液位的高度；RS232C輸出主要用于近距離給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供信號。

6.2 應(yīng)用舉例2：壓力控制

水電站生產(chǎn)運(yùn)行中有兩大系統(tǒng)需要使用密閉壓力容器，分別是調(diào)速器系統(tǒng)和壓縮空氣系統(tǒng)。為確保調(diào)速器油壓在正常范圍，以便正常開、關(guān)導(dǎo)葉，控制機(jī)組出力和開停機(jī)組，必須采取技術(shù)措施對調(diào)速器油罐內(nèi)的油壓進(jìn)行控制。將壓力變送器信號傳輸?shù)組SB9418型測控儀，根據(jù)實(shí)際壓力需求設(shè)置好上限、下限、上上限、下下限壓力值。一般情況下，當(dāng)調(diào)速器油罐的壓力下降到下限報(bào)警值時(shí)，自動(dòng)發(fā)令啟動(dòng)一臺油泵抽油打壓，同時(shí)發(fā)油壓低報(bào)警信號至計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)調(diào)速器油罐油壓下降到下下限值時(shí)，自動(dòng)發(fā)令啟動(dòng)2臺油泵抽油打壓，同時(shí)發(fā)油壓過低報(bào)警信號至計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。此時(shí)，值班人員需立即到現(xiàn)場查看油泵啟動(dòng)是否正常及是否發(fā)生漏油等異?，F(xiàn)象。當(dāng)調(diào)速器油罐油壓恢復(fù)到正常壓力值時(shí)，油泵停止運(yùn)行。當(dāng)調(diào)速器油罐的壓力上升到上限報(bào)警值時(shí)，再次自動(dòng)發(fā)令停止油泵運(yùn)行，同時(shí)發(fā)油壓高報(bào)警信號至計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)調(diào)速器油罐油壓上升到上上限值時(shí)，再次自動(dòng)發(fā)令停止2臺油泵運(yùn)行，同時(shí)發(fā)油壓超高報(bào)警信號至計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。此時(shí)，值班人員需立即到現(xiàn)場查看油泵是否停止，有必要時(shí)需要手動(dòng)操作停止油泵。

水電站壓縮空氣主要用于機(jī)組停機(jī)過程中制動(dòng)剎車、調(diào)速器壓力油罐補(bǔ)氣和日常檢修用氣。每次用氣后，壓縮空氣氣罐壓力將下降，通過壓力變送器將氣罐內(nèi)壓力信號傳輸?shù)組SB9418型測控儀，測控儀根據(jù)接收到的壓力信號與設(shè)定的上、下限報(bào)警值進(jìn)行比較和處理，能較好地控制空壓機(jī)的啟停，并可在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視壓力狀況。具體安裝方法如圖4所示。

6.3 應(yīng)用舉例3：壓差控制

為避免異物進(jìn)入壓力鋼管，對轉(zhuǎn)輪葉片和導(dǎo)葉造成損傷，水電站取水口均安裝了攔污柵，通過測量攔污柵前、后水壓差可分析攔污柵的堵塞程度。對于大型水電站，由于取水口攔污柵長期處在淹沒位置，所以很難通過人工觀察。對于偏遠(yuǎn)山區(qū)的小水電站，取水口距離廠房位置較遠(yuǎn)，日常巡檢十分不便。而且，山區(qū)河流樹枝和落葉較多，攔污柵較容易堵塞。如果長期安排人工巡查，將導(dǎo)致人工成本增加。因此，水電站取水口攔污柵適合使用2個(gè)壓力傳感器，將攔污柵前、后壓力傳輸?shù)綔y控儀，測控儀對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。當(dāng)攔污柵前、后壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)除污設(shè)備自動(dòng)清污。這樣不僅能降低生產(chǎn)成本，而且能及時(shí)清理攔污柵異物，提高了過水速度，增加了水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組水能利用效率。具體安裝方法如圖5所示。

7 結(jié)語

本文主要介紹了麥克傳感器有限公司研發(fā)的MSB9418型測控儀的功能，重點(diǎn)舉例了這款測控儀在水電站生產(chǎn)運(yùn)行中的應(yīng)用。采用新技術(shù)、新工藝后，不僅可以提高水電站的自動(dòng)化水平，而且能加強(qiáng)安全生產(chǎn)，給企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王建.傳感器實(shí)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[2]許建安.中小型水電站電氣設(shè)計(jì)手冊[M].北京：中國水利水電出版社，2007.

[3]百度文庫.MSB9418型測控儀產(chǎn)品使用說明書[EB/OL].http：//wenku.baidu.com/view/281f551e5f0e7cd184253612.html，2013-01-16.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]