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气体检测系统的总线制与分线制如何选择

本站网址: http://www.szwandi.com/品牌: admin时间:2017-09-29 10:48
对于固定式气体检测仪来说,现场气体检测+控制器集中显示连锁的系统配置是必不可少的。对于市面上常见的总线制和分线制两种不同的接线方式来说,到底如何选择呢?本次万安迪就分析下两者的优缺点,以供客户在选择时进行参考。
 
一、如何分辨总线制和分线制
总线制顾名思义,即一条线路串联起所有产品。对于总线制接线,只要配1路管线,各个设备全部跨接在这1路管线上,控制器通过检测仪的地址编码来了解各设备的所在位置及情况。
分线制有时也叫多线制,即每个检测仪配1路管线到控制器,控制器对各设备位置一目了然。
 
总线和分线除了在接线方式上不一样外,在其他很多地方都有差别,如总线制通讯为RS485信号,而分线制为4-20mA信号;总线制为4线制,分线制多为3线制(2线制极少)等等。其实分辨总线和分线最简单的一点是看控制器接线端子。如果接入为4芯线且线缆数远少于气体检测仪数量,肯定是总线制。如果接入为3芯线且线缆数量等于气体检测仪数量,则为分线制接线。
 
二、总线制优点:
1、减少由于设备信号制不统一而出现的检修烦琐问题。
我们现有的很多DCS系统使用的信号并不是统一的标准,模拟量信号包括有4-20mA、0-5V的不同的电流、电压信号给检修工作带来极大的不方便。而采用总线控制系统完全没有这种不便利的因素存在,在数据线上以相同的形式传送数据,增强了数据的可靠性。
 
2、减少安装工作量,提高工作效率。
总线制很明显的优点是布线量少,布线简单,费用少。四总线制, 两根信号线, 两根电源线, 接线简单,方便。
 
3、在一定程度上提高机组的安全性。
现在的DCS系统有很多情况下出现信号接地把控制系统的IO卡件烧毁或控制系统的电源短路失电,造成系统在故障状态下运行,或者出现非计划停运。这种事故出现后排查起来十分困难,既费工又费时。而现场总线的产生,轻而易举的解决这问题,同时对查找出现故障的设备提供方便。
   
三、总线制缺点:
1、信息迟滞  
数据刷新太慢,而且越急越上不来,这是很多操作人员对总线控制系统诟病的地方。如果布点多,单点传输数据量大,传输信号延迟时间就更长,不能很好的有效的,及时的反应现场情况,特别对与安全类控制仪表来讲,有可能造成重大事故。
 
2、危险集中  
随着石油化工工业的迅猛发展,装置规模越来越大型化、连续化,加之化工过程具有易燃、易爆、高温、高压、有毒、有害、有腐蚀的特点,生产控制系统稍有闪失将会酿成灾难性事故,造成生产、设备、人员、环境等方面不可挽回的重大损失。因此,对大型石化生产装置的控制系统而言,其安全性、可靠性是压倒一切的重要和必要,即使一旦控制系统出现故障或损坏(任何控制系统不可能不出现故障或损坏)也要保证其受影响的控制点要尽可能的少、受波及的生产面要尽可能的窄。这样,坏点被切除后生产人员可根据相关工艺参数维持安全生产;维修人员对个体坏点的处理就比较宽松、容易,当然也就安全。
 
现场总线制仪表如何设置的呢?每条通往现场的干线段(Segment)(四总线)拖动现场多台总线型仪表。四总线干线既是多台测量探测器的供电母线,也是上下传输信号的母线,无疑四总线干线带动的是一个生产区域或生产单元的多块气体探测仪表。这条现场总线干线的任何闪失,都将殃及四总线干线上的全部节点。对于连续化生产的石油化工生产装置来讲,一个生产区域或生产单元的多个测点、多个气体探测器突然同时失控,面对隆隆的生产装置将是多么恐怖场面。这就是典型的危险集中的体现。  
 
尽管在应用指南中提醒用户,双绞线不能接地、短路、开路是用户必须“绝对”遵守的准则,但变化万千的生产现场如何能“绝对”做到?即使做到,总线制的相关卡件、隔离栅、元器件、端子等就能永远不出问题?上述故障实例就是“危险集中”的典型范例。
 
3、供电问题
供电问题也是一直困扰总线制的一个问题, 对于现场有防爆要求的场合,要使用DC24V供电, 如果所有仪表采用集中总线供电,在供电总线上产生的压降将有可能导致未端仪表无法正常工作。 所以总线制产品往往对供电有特殊说明, 一般一个直流电源可以带动的机器要求不超过30路, 降低供电电流, 减低线上压降;电源要接近现场, 这就要求电源安装在现场防爆箱里, 这对电源的散热是很不利, 会大大降低电源的寿命, 甚至会发生危险事故。
 
4、费用问题  
很多人认为总线制费用低,如果仅仅从部线和施工角度来讲, 是节省了费用, 但是如果从整个项目来看, 总线制无法兼容市面同类型产品(非modbus协议),只能找原有厂家更换,维护调试需要相应定制软件和一些专业外围设备, 费用和维护成本都远远高于分线制。
 
四、分线制优点:
1、同步传输数据,响应及时
相比于总线制,分线制每个气体检测仪单独与控制器通讯,能将现场情况适时地传输给控制部分,使监控人员能及时的,有效的作出判断,应的外围控制设备能及时有效的做出相应的控制动作, 避免危险事故的发生。
 
2、危险分散
同一个生产区间或生产单元安装有多个探测器, 一旦一个探测器线路发生故障,它不会影响到其他的探测器正常工作,这样一来对区间发生的泄露仍然可以起到保护作用。
 
3、供电没有限制。
对于分散式的探测器, 对于供电没有总线制那么严格的要求, 比较简单。
 
4、替换简单
对于分线制气体检测仪,后期不同品牌之间可以随意替换(仅限于毒气,可燃气被纳入CCC认证,产品的配接需要认证,但不能替换只是政策要求,非技术问题)。
 
五、分线制缺点:
1、布线复杂
布线量多,工作量大,走线繁杂,安装施工复杂, 安装,材料费用高。
 
2、传输信号种类多,干扰大
传输的信号有0-5V,4-20mA,脉冲量信号,电平型或触点型开关量信号,电源阻性电流信号(大于50mA)等等,信号相互间干扰不可避免,一定程度上可能会发生误报,零点漂移等故障现象。
 
总的来说,总线制和分线制优缺点的介绍仅是针对彼此而言,二者都是市面上非常成熟的解决方案,具体选择哪一种更加适合,建议您可以直接咨询技术,由专业售后工程师帮您进行选择。
 
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