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一、前言
XTRM系列溫度遠(yuǎn)傳監(jiān)測(cè)儀，首先被應(yīng)用在水泥生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中。上世紀(jì)九十年代初，上海聯(lián)合水泥廠技改工程利用西班牙政府混合貸款，從丹麥?zhǔn)访芩构疽M(jìn)主要生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，建成日產(chǎn)二千噸熟料的窯外分解生產(chǎn)線。該廠采用ABB公司ASEA MASTER集散控制系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)管理和控制，要求國產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行信息也集中于系統(tǒng)統(tǒng)一監(jiān)控，但當(dāng)時(shí)的儀表與該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)難以匹配，為此，必須開發(fā)新產(chǎn)品上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所、上海聯(lián)合水泥廠、南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究所有關(guān)人員，通過共同調(diào)研該廠引進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)儀表、計(jì)算機(jī)接口及國產(chǎn)設(shè)備的信號(hào)，提出了相關(guān)要求。上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所專門成立了由該所顯示室主任金建民工程師具體負(fù)責(zé)的XTRM儀表項(xiàng)目組，經(jīng)艱辛攻關(guān)，完成了XTRM系列多回路溫度遠(yuǎn)傳監(jiān)測(cè)儀研制，成功將國產(chǎn)設(shè)備的信號(hào)與該控制系統(tǒng)相匹配，完善了全廠生產(chǎn)集中控制，取得了很好的實(shí)用效果。這個(gè)新產(chǎn)品，特別適用水泥生產(chǎn)過程的監(jiān)控，因此，該產(chǎn)品在全國大型、中型干法水泥廠的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。
XTRM儀表的輸出信號(hào)直接輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬輸入接口，在中央控制室監(jiān)控，同時(shí)在儀表面板上有顯示，顯示采用模擬指針儀表或LED數(shù)字顯示表頭。
根據(jù)用戶的需要，可將指示儀表、記錄儀表、調(diào)節(jié)器等與電源串聯(lián)在XTRM儀表的輸出回路，輸出電流正比于溫度的變化，用作溫度的指示、記錄或調(diào)節(jié)。用戶還可通過安裝在面板上的薄膜選擇按鍵逐個(gè)查閱相對(duì)應(yīng)回路的溫度。
二、XTRM系列多回路溫度遠(yuǎn)傳監(jiān)測(cè)儀工作原理
XTRM儀表系二線制多回路溫度變送器。它與多點(diǎn)熱電阻或熱電偶傳感器配合使用，將各種生產(chǎn)過程中固體、液體、氣體的溫度顯示和變送遠(yuǎn)傳。（原理框圖如圖一所示）XTRM儀表安裝在被測(cè)對(duì)象附近，用屏蔽電纜將各回路的熱電阻或熱電偶傳感器的測(cè)溫信號(hào)連至該儀表各自獨(dú)立的前置放大器，前置放大器將微弱變化信號(hào)放大處理，輸送到比較輸入電路（選擇高溫信號(hào)）或選點(diǎn)輸入電路，進(jìn)行信號(hào)選擇。被選中的回路信號(hào)，再經(jīng)過電壓／電流轉(zhuǎn)換單元處理，將前置放大器的輸出電壓轉(zhuǎn)換成DC4～20mA電流信號(hào)輸出。如選擇測(cè)溫范圍0～150℃則對(duì)應(yīng)DC 4～20mA輸出。
圖一
三、XTRM儀表在水泥生產(chǎn)監(jiān)控中應(yīng)用例舉
（一）XTRM儀表用于煤磨電收塵器、大型煤粉倉溫度測(cè)量
首先讓我們討論一下水泥廠一些現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)計(jì)情況，如煤磨電收塵器，收塵器各底部有煤沉積，如圖二（a）所示。給窯頭、分解爐供煤粉的大型煤粉倉，如圖二（b）所示。這類設(shè)備，為防止煤粉自燃、防爆，確保設(shè)備安全，必需設(shè)置多個(gè)溫度監(jiān)控。現(xiàn)場(chǎng)有溫度顯示，巡回人員可以了解設(shè)備內(nèi)部情況；中央控制室顯示和高溫報(bào)警，作為重要參數(shù)管理。煤磨電收塵器、大型煤粉倉zui通常的三種現(xiàn)場(chǎng)儀表的設(shè)計(jì)方案，如圖三所示。
圖二
圖三
方案一：如圖三（a）所示，每個(gè)熱電阻傳感器配置一個(gè)二線制溫度變送器，分別用二芯屏蔽電纜引至計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)模擬接口，在中央控制室監(jiān)控。
方案二：如圖三（b）所示，每個(gè)熱電阻傳感器分別用三芯屏蔽電纜引至計(jì)算機(jī)熱電阻接口，在中央控制室監(jiān)控。
方案三：如圖三（c）所示，四個(gè)熱電阻傳感器連接到現(xiàn)場(chǎng)XTRM儀表，再用一根二芯屏蔽電纜引至計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)模擬接口，在中央控制室監(jiān)控。
１、前面二個(gè)方案的共同特點(diǎn)是各個(gè)測(cè)溫點(diǎn)自成一個(gè)獨(dú)立的回路，在中央控制室屏幕上都有顯示，從而帶來所用電纜多、接口多，而且在現(xiàn)場(chǎng)沒有溫度顯示，不能給崗位工一個(gè)提示。
２、方案一現(xiàn)場(chǎng)變送器zui多，增加了安裝和日常維護(hù)。
３、方案二省掉了變送器，但由于煤磨電收塵器和煤灰倉往往離車間控制站很遠(yuǎn)，熱電阻的信號(hào)變化很微弱，遠(yuǎn)距離的信息傳遞不見得很合理。而更主要的是所應(yīng)用的計(jì)算機(jī)接口電路，不是一般壓力變送器、溫度變送器電流變送通用的4～20mADC標(biāo)準(zhǔn)模擬接口電路，是的熱電阻接口電路，價(jià)格昂貴、通用性差，用了它，使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件及軟件變得復(fù)雜，給系統(tǒng)安裝、調(diào)試及維護(hù)帶來更多的工作。４、比較三個(gè)方案，方案三zui簡單。用一個(gè)XTRM-4儀表，四個(gè)熱電阻傳感器的溫度不僅都可以在現(xiàn)場(chǎng)顯示，而且傳遞到在中央控制室監(jiān)控的僅是四個(gè)信號(hào)中的zui高溫度點(diǎn)，這是XTRM儀表*之處。因?yàn)椴僮鲉T并不需要知道煤磨電收塵器或煤灰倉內(nèi)溫度分布情況，而必須要知道該設(shè)備內(nèi)的zui高溫度是多少？是否超越臨界溫度？如煤粉倉，不管哪一點(diǎn)溫度大于70℃，都要高溫報(bào)警，溫度大于80℃時(shí)，不但報(bào)警還要聯(lián)鎖，保證安全，報(bào)警后派人到現(xiàn)場(chǎng)處理，也可查詢各點(diǎn)的溫度，判斷事故情況。所以，同一設(shè)備，在中央控制室設(shè)置一個(gè)高溫報(bào)警信號(hào)就可以了。很明顯，該方案是zui省儀表、省電纜、省計(jì)算機(jī)接口的設(shè)計(jì)。這樣的設(shè)計(jì)方案，在國內(nèi)外大、中型水泥廠的設(shè)計(jì)已廣泛采用。
綜合上述比較，可以得出這樣的結(jié)論：如果同一設(shè)備需要設(shè)置多點(diǎn)溫度監(jiān)控（如2～4點(diǎn)），且采用相同的測(cè)溫元件（如鉑電阻），相同的測(cè)量范圍（如0～150℃），則采用XTRM儀表的設(shè)計(jì)是zui合理的方案，是zui省投資的方案。
（二）XTRM儀表用于測(cè)量各種軸承溫度
１、一個(gè)水泥廠往往有許多大型的電機(jī)，如原料磨2440KW電機(jī)、水泥磨2800KW電機(jī)等，還有許多大型風(fēng)機(jī)，如原料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)、窯尾排風(fēng)機(jī)、窯篦冷卻風(fēng)機(jī)等。工人zui關(guān)心其軸承溫度，希望在機(jī)旁有顯示，中央控制室能監(jiān)控。象這類設(shè)備一般選用XTRM-2型儀表。
２、大型磨機(jī)的軸承溫度測(cè)量。如原料磨、水泥磨、煤磨等，磨機(jī)的進(jìn)料口、出料口的軸承一般各配置有二個(gè)熱電阻傳感器測(cè)溫，一般選用XTRM-2型儀表。
３、輥壓機(jī)軸承溫度測(cè)量。如水泥粉磨輥壓機(jī)，每小時(shí)通過145噸物料，軸承配置有4個(gè)鉑電阻傳感器，應(yīng)選用XTRM-4型儀表，當(dāng)軸承溫度T＞47℃時(shí)在中央控制室報(bào)警，當(dāng)T＞50℃時(shí)報(bào)警并聯(lián)鎖，確保設(shè)備安全。
４、回轉(zhuǎn)窯托輪軸承溫度測(cè)量。Φ3.75×57M回轉(zhuǎn)窯，有三組托輪，每組托輪配置有4個(gè)鉑電阻傳感器，應(yīng)選用XTRM-4型儀表監(jiān)控。
（三）XTRM儀表用于測(cè)量高壓電機(jī)的繞組溫度。
水泥廠有許多大型高壓繞線型電動(dòng)機(jī)，如上面所說的磨機(jī)、風(fēng)機(jī)，在電機(jī)制造時(shí)已配置有定子測(cè)溫元件（每相二個(gè)），電機(jī)運(yùn)行時(shí)必須監(jiān)控，當(dāng)繞組溫度大于120℃時(shí)報(bào)警。XTRM儀表還有應(yīng)用于煙道閘門、齒輪箱等許多溫度的測(cè)量，這里不一一列舉。
四、XTRM儀表的主要特點(diǎn)
1、XTRM儀表具有多路輸入一路高選輸出的特點(diǎn)，它能同時(shí)對(duì)多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并自動(dòng)將多個(gè)被測(cè)點(diǎn)中溫度zui高的一個(gè)點(diǎn)的量值顯示和以4～20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出。同時(shí)它具備選擇按鍵，用戶在需要時(shí)可通過回路按鍵查看對(duì)應(yīng)測(cè)溫點(diǎn)的溫度。
2、XTRM儀表的關(guān)鍵元器件從國外進(jìn)口，整機(jī)設(shè)計(jì)合理，具有較高的穩(wěn)定性和可靠性；（經(jīng)上海聯(lián)合水泥廠技改工程十多年的長期使用，至今沒有損壞）儀表密封性能好，適合高溫多粉的水泥廠環(huán)境中使用。
3、工作電壓范圍寬。由于XTRM儀表內(nèi)部專門設(shè)置了一個(gè)電源部件，在外電源13～36伏范圍波動(dòng)中能自我調(diào)整，以保證儀表在工礦惡劣供電條件下能正常工作。
4、具有良好的抗射頻干擾性能。在XTRM儀表設(shè)計(jì)中采用了多項(xiàng)抗射頻干擾技術(shù)，經(jīng)上海儀器儀表自控系統(tǒng)檢驗(yàn)測(cè)試所依據(jù)GB18268-2000《測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室用的電設(shè)備電磁兼容性要求》試驗(yàn)，在10V/m（80MHz～1000MHz）的場(chǎng)強(qiáng)下它的變化范圍小于0.3％。因而它能有效抑制來自現(xiàn)場(chǎng)的諸如對(duì)講機(jī)之類的射頻干擾。
五、結(jié)束語
XTRM儀表是一種新穎的儀表，節(jié)能的儀表，值得推廣的儀表。雖在水泥廠生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，但在冶金、化工、電力等工業(yè)領(lǐng)域中知者甚少，故撰本文以示技術(shù)交流，求在應(yīng)用中推廣和完善。
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