論MSB9418型測控儀在水電站的應用

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了國內外先進壓力、液位測控儀的特點的基礎上，結合我國工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境、操作人員的習慣等實際情況，利用軍工技術，采用國際上最優(yōu)秀的集成芯片，開發(fā)出的一款高性價比的產品。目前，它已廣泛應用于冶金、石油、化工、電力、水利、城市防洪、生活供水等行業(yè)。文章對MSB9418測控儀的性能進行詳細介紹，結合其在水電站工程中的應用，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。

【關鍵詞】測控儀；技術參數(shù)；水電站；應用

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

近年來，隨著經濟的快速發(fā)展，國家進一步加大水利水電工程項目的投資，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，更加注重科學發(fā)展。黨的十八大以來，國家對安全生產的要求提高到了前所未有的新高度，對各行各業(yè)要求嚴格實行安全生產標準化管理。針對水利水電行業(yè)，僅依靠視頻監(jiān)控技術對重點部位的液位、壓力、差壓進行監(jiān)視，已不能滿足安全生產的要求。引用先進技術，使用變送器和測控儀，與計算機監(jiān)控系統(tǒng)相結合，不僅能達到實時監(jiān)視的作用，而且能實現(xiàn)自動報警、自動控制設備啟停的目的，能較好地實現(xiàn)安全生產。我國麥克傳感器有限公司研發(fā)的MSB9418型測控儀已廣泛應用于冶金、石油、化工、電力、水利、城市防洪、生活供水等行業(yè)。本文對MSB9418型測控儀的性能進行介紹和論述其在水電站中的具體應用。

1 MSB9418型測控儀特點

MSB9418型壓力、液位測控儀具備以下功能特點：完全智能數(shù)字化校準，整機無電位器；適合標準電壓、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-199 99～999 999；小數(shù)點可選擇顯示在千位、百位、十位和無小數(shù)點；有m、kPa、MPa等單位顯示模式可供選擇；具有上上、上、下、下下限控制接點輸出和光報警；上上限、下下限具有聲報警；每限控制值可任意設定，可任意設置公共控制域；A/D部分采用高精度，高分辨率∑-ΔAD轉換器；標準串行半雙工RS232/RS485接口；完全隔離型標準變送電流、電壓輸出；可任意設置“基點”值（即變送器零位時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型測控儀技術參數(shù)

2.1 模擬部分

信號輸入類型：標準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個報警指示燈，3個單位指示燈；最大顯示：測量值加“基點”值后可顯示-19 999～999 999；數(shù)顯強度：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%；控制觸點容量：AC250 V、7 A，DC30 V、7 A（阻性負載）。

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#.依次為下下限報警的公共、常開、常閉端子；7#.8#.9#.依次為下限報警的公共、常開、常閉端子；10#.11#.12#依次為上限報警的公共、常開、常閉端子；13#.14#.15#.依次為上上限報警的公共、常開、常閉端子；16#.17#.是儀表變送輸出的正負端子；18#.19#.儀表饋電輸出正負端子；20#.21#.信號輸入正負端子；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 標準信號調校

測控儀可以輸入多種標準信號，本文以4～20 mA電流輸入為例，介紹在標準輸入信號下的儀表調校。

（1）一般來說，測控儀在出廠時已經校準過，輸入標準信號時，不需要用戶在現(xiàn)場校準。如果因變送器漂移或其他原因導致顯示值不準時，就需要在儀表上進行無源校準。無源校準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，進入調試工作狀態(tài)，通過按鍵操作，使儀表顯示“PL0000”。

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

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

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，請參考表1進行分析和處理。

6 測控儀在水電站的應用

6.1 應用舉例1：水位控制

水電站生產運行過程中，需要實時監(jiān)控水庫上、下游水位，小型水電站壓力前池水位，廠房內集水井水位，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)诫娬居嬎銠C監(jiān)控系統(tǒng)。當水位變化較大達到上下限值時可發(fā)音報警和自動發(fā)令啟、停電動機或發(fā)電機組。具體安裝方法如圖3所示。

圖3中，H1為“基點”設定值，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為下限報警高度；H3為上限報警高度；RS485/4～20 mA輸出用于遠距離給計算機網絡提供數(shù)據(jù)或者用于遠距離多點顯示液位的高度；RS232C輸出主要用于近距離給計算機網絡提供信號。

6.2 應用舉例2：壓力控制

水電站生產運行中有兩大系統(tǒng)需要使用密閉壓力容器，分別是調速器系統(tǒng)和壓縮空氣系統(tǒng)。為確保調速器油壓在正常范圍，以便正常開、關導葉，控制機組出力和開停機組，必須采取技術措施對調速器油罐內的油壓進行控制。將壓力變送器信號傳輸?shù)組SB9418型測控儀，根據(jù)實際壓力需求設置好上限、下限、上上限、下下限壓力值。一般情況下，當調速器油罐的壓力下降到下限報警值時，自動發(fā)令啟動一臺油泵抽油打壓，同時發(fā)油壓低報警信號至計算機監(jiān)控系統(tǒng)。當調速器油罐油壓下降到下下限值時，自動發(fā)令啟動2臺油泵抽油打壓，同時發(fā)油壓過低報警信號至計算機監(jiān)控系統(tǒng)。此時，值班人員需立即到現(xiàn)場查看油泵啟動是否正常及是否發(fā)生漏油等異?，F(xiàn)象。當調速器油罐油壓恢復到正常壓力值時，油泵停止運行。當調速器油罐的壓力上升到上限報警值時，再次自動發(fā)令停止油泵運行，同時發(fā)油壓高報警信號至計算機監(jiān)控系統(tǒng)。當調速器油罐油壓上升到上上限值時，再次自動發(fā)令停止2臺油泵運行，同時發(fā)油壓超高報警信號至計算機監(jiān)控系統(tǒng)。此時，值班人員需立即到現(xiàn)場查看油泵是否停止，有必要時需要手動操作停止油泵。

水電站壓縮空氣主要用于機組停機過程中制動剎車、調速器壓力油罐補氣和日常檢修用氣。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定的上、下限報警值進行比較和處理，能較好地控制空壓機的啟停，并可在計算機監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)視壓力狀況。具體安裝方法如圖4所示。

6.3 應用舉例3：壓差控制

為避免異物進入壓力鋼管，對轉輪葉片和導葉造成損傷，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。對于偏遠山區(qū)的小水電站，取水口距離廠房位置較遠，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，將導致人工成本增加。因此，水電站取水口攔污柵適合使用2個壓力傳感器，將攔污柵前、后壓力傳輸?shù)綔y控儀，測控儀對數(shù)據(jù)進行分析和處理。當攔污柵前、后壓差達到設定值時，啟動除污設備自動清污。這樣不僅能降低生產成本，而且能及時清理攔污柵異物，提高了過水速度，增加了水輪機發(fā)電機組水能利用效率。具體安裝方法如圖5所示。

7 結語

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，重點舉例了這款測控儀在水電站生產運行中的應用。采用新技術、新工藝后，不僅可以提高水電站的自動化水平，而且能加強安全生產，給企業(yè)帶來更好的經濟效益。

參 考 文 獻

[1]王建.傳感器實用技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012.

[2]許建安.中小型水電站電氣設計手冊[M].北京：中國水利水電出版社，2007.

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

[責任編輯：陳澤琦]