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SVP3000智能定位器通信及其应用2004年9月

摘要  基地式调节仪表已不能适应火力发电厂自动控制的要求。简单说明了HART协议及其特点，详细介绍SVP3000智能定位器的特点、组态、调试及排除常见故障的方法。对正确使用此类表计具有一定的参考和借鉴作用。

关键词   HART协议   总线     气动    智能定位器控制系统

目前在大型火力发电厂热工控制中，除重要的控制由DCS系统承担外，由于经济原因，一些单回路调节系统大多采用启动基地式调节仪表。但随着过程控制技术的发展和自动化装置投入率要求越来越高，基地式调节仪表已不能适应电厂的要求，故通过现场总线通信技术用数字仪表代替模拟仪表势在必行。采用基于HART通信协议的智能定位器控制技术，实现阀门的控制、定位、反馈等功能，既可简化调节系统提高自动化水平，又可减少大量的维护、维护工作。本文将简要介绍HART通信协议的基本原理及基于HART协议的智能定位器的应用情况。

1  HART协议简介和特点

   通过现场总线，数字通信技术可以延伸到现场级仪表，组成连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。由美国罗斯蒙特（Rosemount）公司首先推出的HART（highway  addressable  remote  transducer）协议是目前应用最广泛的现场通信协议之一。该协议是目前应用最广泛的现场通信协议之一。该协议是一项4～20mA直流信号与数字通信技术兼容的标准。HART协议参考了ISO组织的OSI（open  systems  interconnection）模型，仅应用了OSI模型的物理层、数据链路层和应用层，它具有如下特点：①允许模拟信号和数字通信信号同时存在；

②可以和其他模拟设备混合使用；

③具有模拟仪表或全数字能力；

④支持多个数字通信；

⑤提供“应答”和“广播”两种通信模式；

⑥信息结构可通用；

⑦信息结构可变等。

协议保留了直流4～20mAA过程控制信号的工业标准，允许在同一控制回路上同时应用模拟信号和数字通信信号，且互不影响。HART协议通信是在4～20mA的电流上施加一频率信号，如图1所示。

                      图1  HART通信信号

图1中有两个频率信号，其中1200Hz代表逻辑“1”，信号幅值只有0.5mA。在通信过程中，既有4～20mA的模拟信号，又有1200Hz和2200Hz的数字信号，在一个通信周期内，通信信号的平均值为0，从而不影响4～20mA信号的传输。

2 SVP3000智能定位器

2.1 SVP3000的特点

①     基于HART通信协议，通信可靠；

②     使用自动设定旋钮或智能通信器实现最简便的操作；

③     内置式过滤器给气路清洁提供最简单的维护；

④     自定义阀门特性和分程设定应用智能技术；

⑤     卓越的通用性，可与众多类型阀门进行组合；

⑥通过开发反馈对调节阀运行状况的连续监视以及通过智能技术实现自诊断功能，确保生产装置的安全运行；

⑦降低维护成本，提高生产效率；

⑧增强抗振性能。

 2.2 组态与调试

 2.2.1 组态功能

由于现场阀门大小、参数等的差异，用SFC160智能通信器设定合适的组态参数至关重要。SVP3000智能定位器组态功能大致如下：

①     识别：读取HART设备的标签号、类型、信号范围、用户、软件版本、设定时间等；

②  组态：完成输出方式、定位器作用方式、阀门作用方式、应用模式、单位显示、小信号切除、PID参数、输出限幅值等设定；

③标定：量程调整、阻尼、电流调整、阀门操作、数据打印等。

2.2.2 现场调试

① 调节过滤减压阀，将定位器输入压力调到规定值。拆掉定位器的指令信号线，用标准电流信号发送器向定位器输入18 信号，然后将定位器开始自动调节再松开旋钮90º。保持3分钟后直到定位器开始自动调节再松开旋钮。3分钟后，当调节阀稳定到18 信号所对应的行程处（约87.5％），即完成自整定过程。

②向定位器输入4mA信号，检查零点。如果出现偏差，通过旋转定位器顶端的调节旋钮，调节零点到合适位置（向左旋转，阀心向下运动；向右旋转，阀心向上运动）。

③向定位器输入20mA信号，检查满量程。如果出现偏差，通过旋转定位器顶端的调节旋钮，调节满度到合适位置（向左旋转，阀心向下运动；向右旋转，阀心向上运动）。

④向定位器输入小于4、4、8、12、16、20及大于20mA的直流信号，检查现场阀门定位是否正常。如果出现较大偏差，再进行一次自整定。

2.3 定位器常见故障及排出方法

序号         故障现象                解决方法

1             定位器不动作          气路堵塞，清除气路污垢；

                                    组态不正确，重新组态。

2             线性不好               调整定位器安装位置；

                                      组态不正确，调整组态。

3             阀门振荡               设定参数不匹配，修改组态参数；

                                       完成定位器自整定。

4             两位式动作               On/off特性设置不正确，修改设置喷嘴挡板

                                      距离

5             不到满行程              气源压力不足，给足压力进行满度调整

6             数据丢失                 用于操器恢复到出厂原始参数定位器重新

                                         自整定

3 结束语

  广州珠江电厂4×300MW火力发电机组在已完成DCS系统该杂哦的3台机组中，原来的气动基地式调节仪表全部改为SVP3000智能定位器。智能定位器集成了控制和反馈功能，既简化了气路和调节系统、降低了维护量，又提高了自动调节品质和生产效率。基于HART协议的现场仪表，因其显著的通信功能和优点必将得到广泛的应用。

 


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以上资料摘录自《自动化仪表》杂志
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