氣體檢測儀的總線與分線如何選擇?
對于固定式氣體檢測儀來說,現(xiàn)場氣體檢測+控制器集中顯示連鎖的系統(tǒng)配置是必不可少的。對于市面上常見的總線制和分線制兩種不同的接線方式來說,到底如何選擇呢?本次艾伊科技就分析下兩者的優(yōu)缺點,以供客戶在選擇時進行參考。
一、如何分辨總線制和分線制
總線制顧名思義,即一條線路串聯(lián)起所有產(chǎn)品。對于總線制接線,只要配1路管線,各個設(shè)備全部跨接在這1路管線上,控制器通過檢測儀的地址編碼來了解各設(shè)備的所在位置及情況。
分線制有時也叫多線制,即每個檢測儀配1路管線到控制器,控制器對各設(shè)備位置一目了然。
總線和分線除了在接線方式上不一樣外,在其他很多地方都有差別,如總線制通訊為RS485信號,而分線制為4-20mA信號;總線制為4線制,分線制多為3線制(2線制極少)等等。其實分辨總線和分線最簡單的一點是看控制器接線端子。如果接入為4芯線且線纜數(shù)遠少于氣體檢測儀數(shù)量,肯定是總線制。如果接入為3芯線且線纜數(shù)量等于氣體檢測儀數(shù)量,則為分線制接線。
二、總線制優(yōu)點:
1、減少由于設(shè)備信號制不統(tǒng)一而出現(xiàn)的檢修煩瑣問題。
我們現(xiàn)有的很多DCS系統(tǒng)使用的信號并不是統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),模擬量信號包括有4-20mA、0-5V的不同的電流、電壓信號給檢修工作帶來極大的不方便。而采用總線控制系統(tǒng)完全沒有這種不便利的因素存在,在數(shù)據(jù)線上以相同的形式傳送數(shù)據(jù),增強了數(shù)據(jù)的可靠性。
2、減少安裝工作量,提高工作效率。
總線制很明顯的優(yōu)點是布線量少,布線簡單,費用少。四總線制, 兩根信號線, 兩根電源線, 接線簡單,方便。
3、在一定程度上提高機組的安全性。
現(xiàn)在的DCS系統(tǒng)有很多情況下出現(xiàn)信號接地把控制系統(tǒng)的IO卡件燒毀或控制系統(tǒng)的電源短路失電,造成系統(tǒng)在故障狀態(tài)下運行,或者出現(xiàn)非計劃停運。這種事故出現(xiàn)后排查起來十分困難,既費工又費時。而現(xiàn)場總線的產(chǎn)生,輕而易舉的解決這問題,同時對查找出現(xiàn)故障的設(shè)備提供方便。
三、總線制缺點:
1、信息遲滯
數(shù)據(jù)刷新太慢,而且越急越上不來,這是很多操作人員對總線控制系統(tǒng)詬病的地方。如果布點多,單點傳輸數(shù)據(jù)量大,傳輸信號延遲時間就更長,不能很好的有效的,及時的反應(yīng)現(xiàn)場情況,特別對與安全類控制儀表來講,有可能造成重大事故。
2、危險集中
隨著石油化工工業(yè)的迅猛發(fā)展,裝置規(guī)模越來越大型化、連續(xù)化,加之化工過程具有易燃、易爆、高溫、高壓、有毒、有害、有腐蝕的特點,生產(chǎn)控制系統(tǒng)稍有閃失將會釀成災(zāi)難性事故,造成生產(chǎn)、設(shè)備、人員、環(huán)境等方面不可挽回的重大損失。因此,對大型石化生產(chǎn)裝置的控制系統(tǒng)而言,其安全性、可靠性是壓倒一切的重要和必要,即使一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障或損壞(任何控制系統(tǒng)不可能不出現(xiàn)故障或損壞)也要保證其受影響的控制點要盡可能的少、受波及的生產(chǎn)面要盡可能的窄。這樣,壞點被切除后生產(chǎn)人員可根據(jù)相關(guān)工藝參數(shù)維持安全生產(chǎn);維修人員對個體壞點的處理就比較寬松、容易,當(dāng)然也就安全。
現(xiàn)場總線制儀表如何設(shè)置的呢?每條通往現(xiàn)場的干線段(Segment)(四總線)拖動現(xiàn)場多臺總線型儀表。四總線干線既是多臺測量探測器的供電母線,也是上下傳輸信號的母線,無疑四總線干線帶動的是一個生產(chǎn)區(qū)域或生產(chǎn)單元的多塊氣體探測儀表。這條現(xiàn)場總線干線的任何閃失,都將殃及四總線干線上的全部節(jié)點。對于連續(xù)化生產(chǎn)的石油化工生產(chǎn)裝置來講,一個生產(chǎn)區(qū)域或生產(chǎn)單元的多個測點、多個氣體探測器突然同時失控,面對隆隆的生產(chǎn)裝置將是多么恐怖場面。這就是典型的危險集中的體現(xiàn)。
盡管在應(yīng)用指南中提醒用戶,雙絞線不能接地、短路、開路是用戶必須“絕對”遵守的準(zhǔn)則,但變化萬千的生產(chǎn)現(xiàn)場如何能“絕對”做到?即使做到,總線制的相關(guān)卡件、隔離柵、元器件、端子等就能永遠不出問題?上述故障實例就是“危險集中”的典型范例。
3、供電問題
供電問題也是一直困擾總線制的一個問題, 對于現(xiàn)場有防爆要求的場合,要使用DC24V供電, 如果所有儀表采用集中總線供電,在供電總線上產(chǎn)生的壓降將有可能導(dǎo)致未端儀表無法正常工作。 所以總線制產(chǎn)品往往對供電有特殊說明, 一般一個直流電源可以帶動的機器要求不超過30路, 降低供電電流, 減低線上壓降;電源要接近現(xiàn)場, 這就要求電源安裝在現(xiàn)場防爆箱里, 這對電源的散熱是很不利, 會大大降低電源的壽命, 甚至?xí)l(fā)生危險事故。
4、費用問題
很多人認為總線制費用低,如果僅僅從部線和施工角度來講, 是節(jié)省了費用, 但是如果從整個項目來看, 總線制無法兼容市面同類型產(chǎn)品(非modbus協(xié)議),只能找原有廠家更換,維護調(diào)試需要相應(yīng)定制軟件和一些專業(yè)外圍設(shè)備, 費用和維護成本都遠遠高于分線制。
四、分線制優(yōu)點:
1、同步傳輸數(shù)據(jù),響應(yīng)及時
相比于總線制,分線制每個氣體檢測儀單獨與控制器通訊,能將現(xiàn)場情況適時地傳輸給控制部分,使監(jiān)控人員能及時的,有效的作出判斷,應(yīng)的外圍控制設(shè)備能及時有效的做出相應(yīng)的控制動作, 避免危險事故的發(fā)生。
2、危險分散
同一個生產(chǎn)區(qū)間或生產(chǎn)單元安裝有多個探測器, 一旦一個探測器線路發(fā)生故障,它不會影響到其他的探測器正常工作,這樣一來對區(qū)間發(fā)生的泄露仍然可以起到保護作用。
3、供電沒有限制。
對于分散式的探測器, 對于供電沒有總線制那么嚴格的要求, 比較簡單。
4、替換簡單
對于分線制氣體檢測儀,后期不同品牌之間可以隨意替換(僅限于毒氣,可燃氣被納入CCC認證,產(chǎn)品的配接需要認證,但不能替換只是政策要求,非技術(shù)問題)。
五、分線制缺點:
1、布線復(fù)雜
布線量多,工作量大,走線繁雜,安裝施工復(fù)雜, 安裝,材料費用高。
2、傳輸信號種類多,干擾大
傳輸?shù)男盘栍?-5V,4-20mA,脈沖量信號,電平型或觸點型開關(guān)量信號,電源阻性電流信號(大于50mA)等等,信號相互間干擾不可避免,一定程度上可能會發(fā)生誤報,零點漂移等故障現(xiàn)象。
總的來說,總線制和分線制優(yōu)缺點的介紹僅是針對彼此而言,二者都是市面上非常成熟的解決方案,具體選擇哪一種更加適合,建議您可以直接撥打艾伊科技400-025-9821熱線電話,由專業(yè)售后工程師幫您進行選擇。
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