之前介紹SY42AX煤礦水管路減壓閥應(yīng)用案例，現(xiàn)在介紹DCS系統(tǒng)遠(yuǎn)控西門(mén)子電動(dòng)溫控閥原理所使用的各種控制閥不僅分散而且數(shù)量眾多，主要為大口徑閥門(mén)，采用氣動(dòng)或電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通常是通過(guò)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）或DCS直接對(duì)閥門(mén)進(jìn)行控制，除了開(kāi)閥、關(guān)閥和急?？刂仆猓话氵€需要將閥門(mén)開(kāi)度、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、遠(yuǎn)程/就地、各種報(bào)警等閥門(mén)信息引入系統(tǒng)。一個(gè)閥門(mén)至少有六七個(gè)以上不同類(lèi)型的參數(shù)，閥門(mén)較多的場(chǎng)合，不僅需要大量的電纜，而且占用較多的系統(tǒng)I/O卡件和通道資源。通常的概念，純監(jiān)視數(shù)據(jù)可以接受通信方式來(lái)完成采集，涉及控制的參數(shù)一般不使用通信方式而采用硬接線(xiàn)，但近年來(lái)隨著通信功能的*及其可靠性的進(jìn)一步提高，使用通信來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的控制越來(lái)越多地得到了應(yīng)用。某1×106m3原油罐區(qū)采用ECS-700DCS，通過(guò)與Pakscan西門(mén)子電動(dòng)溫控閥控制單元的Modbus通信，成功實(shí)現(xiàn)了DCS對(duì)大量西門(mén)子電動(dòng)溫控閥的可靠控制。西門(mén)子電動(dòng)溫控閥有室外溫度補(bǔ)償功能，既增加一個(gè)室外溫度傳感器，可以在采暖時(shí)隨著夜里室外溫度的下降，室內(nèi)溫度將要調(diào)高溫度。當(dāng)RWD68控制器其用此功能后會(huì)自動(dòng)根據(jù)室外溫度的降低來(lái)提高供水溫度；反之隨著白天室外溫度的升高控制器會(huì)自動(dòng)降低供水溫度，省去人工開(kāi)關(guān)閥門(mén)。
 
上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥西門(mén)子三通分流溫控閥可以在熱水換熱的系統(tǒng)中發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)。在水、水換熱中鍋爐水的溫度直接影響到燃料的供給多少。當(dāng)系統(tǒng)中水的溫度升到設(shè)定溫度時(shí)，西門(mén)子溫控閥會(huì)關(guān)閉高溫水停止換熱，同時(shí)打開(kāi)高溫水循環(huán)，把高溫水返回到鍋爐內(nèi)，從而節(jié)省燃料。
    1 DCS系統(tǒng)遠(yuǎn)控西門(mén)子電動(dòng)溫控閥原理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    1.1 DCS
    ECS-700DCS按照可靠性設(shè)計(jì)原則，在充分保證系統(tǒng)安全可靠的基礎(chǔ)上，不僅使系統(tǒng)規(guī)模能充分滿(mǎn)足大型聯(lián)合生產(chǎn)裝置的需求，還具有故障安全設(shè)計(jì)、單點(diǎn)在線(xiàn)下載、多工程師協(xié)同工作、分域管理、離線(xiàn)仿真調(diào)試等特點(diǎn)，同時(shí)融合了的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)Profibus，Modbus，F(xiàn)F，HART等多種標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的接入和多種第三方設(shè)備的綜合集成，并且與這些第三方設(shè)備的集成均可提供接口與線(xiàn)路的冗余配置。
    1.2 西門(mén)子電動(dòng)溫控閥控制單元
    西門(mén)子電動(dòng)溫控閥控制單元由一臺(tái)主站控制器和與它相連的現(xiàn)場(chǎng)西門(mén)子電動(dòng)溫控閥組成。主站控制器通過(guò)一條兩線(xiàn)電流環(huán)路（總線(xiàn)）控制掛于環(huán)路上的多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制閥，該電流環(huán)路可長(zhǎng)達(dá)數(shù)公里。多個(gè)西門(mén)子電動(dòng)溫控閥僅通過(guò)兩條總線(xiàn)互聯(lián)成一個(gè)環(huán)路，終接入主站控制器的只有起始和末端兩總線(xiàn)，所有閥門(mén)信息通過(guò)兩總線(xiàn)通信進(jìn)入主站控制器，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都具備兩個(gè)方向上冗余的通信通道，這樣提高了線(xiàn)路故障時(shí)的通信可用性。Pakscan現(xiàn)場(chǎng)控制模塊可以安裝RotorkIQ，IQT，AQ，Q和A系列執(zhí)行器內(nèi)，而通用現(xiàn)場(chǎng)控制模塊可以連接其他廠家的設(shè)備，如泵、電磁閥、西門(mén)子電動(dòng)溫控閥等。
    主站控制器不斷采集來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)控制模塊的信息，實(shí)現(xiàn)讀取智能閥的開(kāi)度、轉(zhuǎn)矩、地址、報(bào)警等數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，隔離現(xiàn)場(chǎng)故障設(shè)備，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的ModbusRTU等協(xié)議與DCS通信，上送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，接受閥門(mén)控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)多種智能閥門(mén)和設(shè)備的控制。為了增加可靠性，采用冗余主站控制器，與DCS的通信接口和線(xiàn)路也是冗余配置的。在進(jìn)行通信方式控制的同時(shí)，西門(mén)子電動(dòng)溫控閥等執(zhí)行器也可以使用就地控制、硬接線(xiàn)遠(yuǎn)程控制及輔助輸入，大大提高了控制的可靠性和配置的靈活性。
    1.3 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
    西門(mén)子電動(dòng)溫控閥控制單元的主站控制器安裝在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間的輔助機(jī)柜中，通過(guò)冗余的通信總線(xiàn)接入DCS的冗余串口通信模塊COM741基座中，實(shí)現(xiàn)可靠的通信。一對(duì)冗余的通信模塊有4個(gè)接口，可以通過(guò)硬件跳線(xiàn)配置成RS-485或RS-232通信接口，實(shí)現(xiàn)與多個(gè)西門(mén)子電動(dòng)溫控閥控制單元的連接。因?yàn)镸odbusRTU等協(xié)議已是廣泛應(yīng)用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，因此在各類(lèi)西門(mén)子電動(dòng)溫控閥控制單元中均得到支持，DCS種類(lèi)豐富的通信模塊可與各類(lèi)支持這些標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的電動(dòng)控制閥實(shí)現(xiàn)通信。該項(xiàng)目中罐區(qū)100多個(gè)常規(guī)信號(hào)則通過(guò)I/O模塊直接進(jìn)入DCS控制站，其中硬接線(xiàn)與通信點(diǎn)數(shù)之比為1：15。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        2DCS系統(tǒng)遠(yuǎn)控西門(mén)子電動(dòng)溫控閥原理 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        2.1 通信程序編制
        DCS與西門(mén)子電動(dòng)溫控閥主站控制器采用ModbusRTU協(xié)議進(jìn)行通信，在DCS實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常簡(jiǎn)單，不需要編制程序，僅填寫(xiě)簡(jiǎn)單的表格（其中大多數(shù)項(xiàng)選擇合適的參數(shù)即可）即可完成通信配置和程序設(shè)計(jì)。然后需根據(jù)參數(shù)類(lèi)型添加若干個(gè)讀寫(xiě)命令，再掃描硬件自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的內(nèi)部變量，用來(lái)存放西門(mén)子電動(dòng)溫控閥的開(kāi)停閉命令和狀態(tài)參數(shù)，這樣就完成了通信組態(tài)工作。該項(xiàng)目中DCS作為主站，采用RS-485接口，傳輸速率為9600bit/s，8位數(shù)據(jù)位，奇校驗(yàn)，1位停止位。西門(mén)子電動(dòng)溫控閥選用*德國(guó)西門(mén)子控制器、傳感器、執(zhí)行器等重要組建?？刂聘?、性能更可靠、節(jié)省能源更顯明、使用壽命更長(zhǎng)久。
 
在開(kāi)關(guān)閥門(mén)方面可以靠自身的比例調(diào)節(jié)功能，隨著溫度的一點(diǎn)點(diǎn)下降或升高，控制器接收到溫度信號(hào)時(shí)，快速傳達(dá)給執(zhí)行器，執(zhí)行器自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度，并非電磁閥式快開(kāi)快關(guān)，克服了蒸汽管道內(nèi)的水錘聲，節(jié)省了人力。
 
西門(mén)子電動(dòng)溫控閥的低功耗，一整套的溫控閥全靠一臺(tái)AC24變壓器來(lái)供給電源，功耗40VA既安全又節(jié)約電能，不會(huì)有觸電事件的發(fā)生，其功率與電燈泡相等。執(zhí)行器采用AC24V同步電機(jī)輸出力量*從800N-3500N。可以頻繁開(kāi)關(guān)，關(guān)閉時(shí)間15s-20s。具有停電后自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)功能，保護(hù)下有設(shè)備。西門(mén)子電動(dòng)溫控閥 閥體采用球墨鑄鐵和鑄鋼兩種耐壓從1.6Mpa-2.5Mpa，閥體腔內(nèi)采用壓力平衡組建克服了管道內(nèi)的大壓差問(wèn)題，從而保護(hù)執(zhí)行期，閥體外采用V型環(huán)，解決了閥體外漏問(wèn)題。
 選擇溫控閥閥門(mén)時(shí)應(yīng)考慮如下的一些素：
    (1) 零件的材料及對(duì)材料的組織和性能要求。設(shè)計(jì)圖上規(guī)定的零件材料，大體上就決定了閥門(mén)的種類(lèi)。例如，零件材料為鑄鐵就必須用鑄造方法來(lái)制造閥門(mén)。對(duì)于鋼制零 件，在選擇閥門(mén)時(shí)應(yīng)考慮對(duì)材料的力學(xué)性能要求。例如，制造高壓閥門(mén)的零件一般應(yīng)晝選用鍛件或焊接件，以保證材料具有良好的力學(xué)性能。 濕度傳感器探頭 , , 不銹鋼電熱管 PT100 傳感器, 鑄鋁加熱器 , 加熱圈   流體電磁閥
    (2) 零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸。零件的結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)是影響閥門(mén)選擇的重要因素，例如，結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)復(fù)雜的閥體可選用鑄件。尺寸大的閥體可選用砂型鑄造;尺寸小的則采用熔模鑄造。
    (3) 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)愈大，采用高精度和率的閥門(mén)制造方法經(jīng)濟(jì)效果愈好。
    (4) 閥門(mén)制造的條件。應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備善和工藝水平來(lái)選擇閥門(mén)，并考慮到發(fā)展前景而逐步采用的閥門(mén)制造方法。

        2.2 西門(mén)子電動(dòng)溫控閥控制程序編制
        西門(mén)子電動(dòng)溫控閥控制單元接收并記錄從兩線(xiàn)環(huán)路傳來(lái)的智能閥的地址、轉(zhuǎn)矩、開(kāi)度、報(bào)警等數(shù)據(jù)，根據(jù)從DCS傳來(lái)的讀寫(xiě)命令控制閥門(mén)的動(dòng)作，因此控制閥門(mén)的程序是在DCS中完成的，其中包括開(kāi)停閉閥門(mén)邏輯及故障判斷、輸出信號(hào)類(lèi)型、行程時(shí)間的設(shè)置等。使用DCS提供的閥門(mén)控制功能模塊Valve，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門(mén)的控制程序編制，使用起來(lái)相當(dāng)方便，只需在用戶(hù)程序中對(duì)控制模塊進(jìn)行引用，并對(duì)其中操作和配置參數(shù)進(jìn)行初始化設(shè)置即可。同時(shí)系統(tǒng)還提供了Valve功能塊相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)閥門(mén)操作面板，可供操作員在操作站監(jiān)控軟件中使用。當(dāng)然，若標(biāo)準(zhǔn)閥門(mén)面板不能滿(mǎn)足要求，可以自定義所需要的操作面板。圖2是閥門(mén)控制模塊Valve引用的一個(gè)實(shí)例，其中Flag是閥門(mén)控制模塊質(zhì)量碼，用來(lái)在監(jiān)控軟件中顯示閥門(mén)的各種狀態(tài)。

        2.3 監(jiān)控軟件制作
        該項(xiàng)目中需要控制西門(mén)子電動(dòng)溫控閥近200臺(tái)，每臺(tái)西門(mén)子電動(dòng)溫控閥均有開(kāi)閥、關(guān)閥、急停、開(kāi)到位、關(guān)到位、過(guò)扭矩報(bào)警、綜合報(bào)警7個(gè)信號(hào)。每一幅畫(huà)面上都有大量閥門(mén)，操作界面設(shè)計(jì)的好壞將直接影響到操作效率與安全，利用DCS軟件的*功能，閥門(mén)利用顏色的變化清晰準(zhǔn)確地呈現(xiàn)出了閥門(mén)的開(kāi)啟、閉合、行程、故障、報(bào)警等狀態(tài)。若對(duì)閥門(mén)進(jìn)行操作，點(diǎn)擊閥門(mén)則會(huì)彈出閥門(mén)操作面板，來(lái)供操作員進(jìn)行開(kāi)停閉的閥門(mén)操作。

        3 DCS系統(tǒng)遠(yuǎn)控西門(mén)子電動(dòng)溫控閥原理結(jié)束語(yǔ)
        基于通信實(shí)現(xiàn)了DCS對(duì)大量西門(mén)子電動(dòng)溫控閥的實(shí)時(shí)控制，使得罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)布線(xiàn)簡(jiǎn)潔，大大減少了電纜和DCS部件，減少了安裝調(diào)試工作量和成本，關(guān)鍵部件和通信全環(huán)節(jié)的冗余配置又保證了系統(tǒng)的高可靠性；同時(shí)罐區(qū)數(shù)據(jù)直接進(jìn)入DCS，既便于在中心控制室對(duì)整個(gè)罐區(qū)進(jìn)行監(jiān)視和控制，也為罐區(qū)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理和企業(yè)的信息化管理帶來(lái)了方便。該罐區(qū)投用半年以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，控制方便可靠，實(shí)踐證明基于通信實(shí)現(xiàn)DCS對(duì)大量西門(mén)子電動(dòng)溫控閥的控制是可靠和令人滿(mǎn)意的，對(duì)大型石化罐區(qū)及西門(mén)子電動(dòng)溫控閥應(yīng)用較多的場(chǎng)合具有一定的參考意義。與本文相關(guān)的論文：自力式煤氣調(diào)壓閥組?