XTRM系列温度远传监测仪在水泥生产监控系统中的应用

南京水泥工业设计研究所　　　　徐上健
上海联合水泥厂　　　　　　　　吴维国
上海工业自动化仪表研究所　　　金建民
上海模数仪表有限公司　　　　　金建民

三、XTRM仪表在水泥生产监控中应用例举
（一）XTRM仪表用于煤磨电收尘器、大型煤粉仓温度测量
　　首先让我们讨论一下水泥厂一些现场仪表设计情况，如煤磨电收尘器，收尘器各底部有煤沉积，如图二（a）所示。给窑头、分解炉供煤粉的大型煤粉仓，如图二（b）所示。这类设备，为防止煤粉自燃、防爆，确保设备安全，必需设置多个温度监控。现场有温度显示，巡回人员可以了解设备内部情况；中央控制室显示和高温报警，作为重要参数管理。

煤磨电收尘器、大型煤粉仓最通常的三种现场仪表的设计方案，如图三所示。

　　方案一：如图三（a）所示，每个热电阻传感器配置一个二线制温度变送器，分别用二芯屏蔽电缆引至计算机标准模拟接口，在　　　　　　中央控制室监控。
　　方案二：如图三（b）所示，每个热电阻传感器分别用三芯屏蔽电缆引至计算机热电阻接口，在中央控制室监控。
　　方案三：如图三（c）所示，四个热电阻传感器连接到现场XTRM仪表，再用一根二芯屏蔽电缆引至计算机标准模拟接口，在中　　　　　　央控制室监控。

　　1、前面二个方案的共同特点是各个测温点自成一个独立的回路，在中央控制室屏幕上都有显示，从而带来所用电缆多、接口多，而且在现场没有温度显示，不能给岗位工一个提示。

　　2、方案一现场变送器最多，增加了安装和日常维护。

　　3、方案二省掉了变送器，但由于煤磨电收尘器和煤灰仓往往离车间控制站很远，热电阻的信号变化很微弱，远距离的信息传递不见得很合理。而更主要的是所应用的计算机接口电路，不是一般压力变送器、温度变送器电流变送通用的4～20mA DC标准模拟接口电路，是专用的热电阻接口电路，价格昂贵、通用性差，用了它，使得计算机系统的硬件及软件变得复杂，给系统安装、调试及维护带来更多的工作。

　　4、比较三个方案，方案三最简单。用一个XTRM-4仪表，四个热电阻传感器的温度不仅都可以在现场显示，而且传递到在中央控制室监控的仅是四个信号中的最高温度点，这是XTRM仪表独特之处。因为操作员并不需要知道煤磨电收尘器或煤灰仓内温度分布情况，而必须要知道该设备内的最高温度是多少？是否超越临界温度？如煤粉仓，不管哪一点温度大于70℃，都要高温报警，温度大于80℃时，不但报警还要联锁，保证安全，报警后派人到现场处理，也可查询各点的温度，判断事故情况。所以，同一设备，在中央控制室设置一个高温报警信号就可以了。很明显，该方案是最省仪表、省电缆、省计算机接口的设计。这样的设计方案，在国内外大、中型水泥厂的设计已广泛采用。
　　综合上述比较，可以得出这样的结论：如果同一设备需要设置多点温度监控（如2～4点），且采用相同的测温元件（如铂电阻），相同的测量范围（如0～150℃），则采用XTRM仪表的设计是最合理的方案，是最省投资的方案。

（二）XTRM仪表用于测量各种轴承温度
　　1、一个水泥厂往往有许多大型的电机，如原料磨2440KW电机、水泥磨2800KW电机等，还有许多大型风机，如原料磨循环风机、窑尾排风机、窑篦冷却风机等。工人最关心其轴承温度，希望在机旁有显示，中央控制室能监控。象这类设备一般选用XTRM-2型仪表。

　　2、大型磨机的轴承温度测量。如原料磨、水泥磨、煤磨等，磨机的进料口、出料口的轴承一般各配置有二个热电阻传感器测温，一般选用XTRM-2型仪表。

　　3、辊压机轴承温度测量。如水泥粉磨辊压机，每小时通过145吨物料，轴承配置有4个铂电阻传感器，应选用XTRM-4型仪表，当轴承温度T＞47℃时在中央控制室报警，当T＞50℃时报警并联锁，确保设备安全。

　　4、回转窑托轮轴承温度测量。Φ3.75×57M回转窑，有三组托轮，每组托轮配置有4个铂电阻传感器，应选用XTRM-4型仪表监控。
（三）XTRM仪表用于测量高压电机的绕组温度。
　　水泥厂有许多大型高压绕线型电动机，如上面所说的磨机、风机，在电机制造时已配置有定子测温元件（每相二个），电机运行时必须监控，当绕组温度大于120℃时报警。
　　XTRM仪表还有应用于烟道闸门、齿轮箱等许多温度的测量，这里不一一列举。

四、XTRM仪表的主要特点
　　1、XTRM仪表具有多路输入一路高选输出的特点，它能同时对多个测温点进行测量，并自动将多个被测点中温度最高的一个点的量值显示和以4～20mA的标准电流信号输出。同时它具备选择按键，用户在需要时可通过回路按键查看对应测温点的温度。
　　2、XTRM仪表的关键元器件从国外进口，整机设计合理，具有较高的稳定性和可靠性；（经上海联合水泥厂技改工程十多年的长期使用，至今没有损坏）仪表密封性能好，适合高温多粉的水泥厂环境中使用。
　　3、工作电压范围宽。由于XTRM仪表内部专门设置了一个电源部件，在外电源13～36伏范围波动中能自我调整，以保证仪表在工矿恶劣供电条件下能正常工作。
　　4、具有良好的抗射频干扰性能。在XTRM仪表设计中采用了多项抗射频干扰技术，经上海仪器仪表自控系统检验测试所依据GB18268-2000《测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求》试验，在10V／m（80MHz～1000 MHz）的场强下它的变化范围小于0.3％。因而它能有效抑制来自现场的诸如对讲机之类的射频干扰。

五、结束语
　　XTRM仪表是一种新颖的仪表，节能的仪表，值得推广的仪表。虽在水泥厂生产中得到广泛的应用，但在冶金、化工、电力等工业领域中知者甚少，故撰本文以示技术交流，求在应用中推广和完善。

本文作者：金建民——现任中国仪表行业协会显示控制专业化委员会理事、上海模数仪表有限公司 总经理

原中国集成电路标准化委员会副主任

原上海工业自动化仪表研究所显示仪表室主任 高级工程师

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Lesley Wang