一、工程既況
　　
　　上海外高橋電石二期2×900MW超臨界火力發(fā)電機(jī)組工程循環(huán)水泵房包括循環(huán)水泵、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)和攔污柵等設(shè)備。循環(huán)水泵、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)等設(shè)備隨汽機(jī)島由SIEMENS提供，攔污柵等設(shè)備由國內(nèi)制造廠供貨。整個(gè)循環(huán)水泵房的控制采用遠(yuǎn)程I/O站在分散控制系統(tǒng)（DCS）中實(shí)現(xiàn)。
　　
　　本工程選用的攔污柵清污機(jī)，為鄭州通達(dá)電力設(shè)備有限公司的PW31-00.00.00型可移動(dòng)耙斗式清污機(jī)，用于清除攔污柵前及攔污柵面上的污物，以保證循環(huán)水進(jìn)水口的清潔，減少水頭損失，提高機(jī)組效率。清污機(jī)的控制主要由隨設(shè)備成套提供的OMRON-CQM1型可編程控制器（PLC）的存貯程序執(zhí)行控制，通過裝于司機(jī)室的操作臺(tái)來實(shí)施管理。清污機(jī)的操作分為手動(dòng)、自動(dòng)和半自動(dòng)三種方式，由操作臺(tái)上的三位轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行選擇。
　　
　　自動(dòng)操作時(shí)，清污要求根據(jù)攔污柵前后的水位差信號(hào)，按預(yù)置程序自動(dòng)進(jìn)行作業(yè)，當(dāng)攔污柵前后水位差達(dá)到100mm時(shí)，清污機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)清除污物，直到水位差降至50mm以下時(shí)結(jié)束清污作業(yè)。當(dāng)攔污柵前后水位差達(dá)到300mm以上時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通知值班人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查并排除故障。
　　
　　根據(jù)攔污柵清污機(jī)的控制要求，清污機(jī)的控制需要三付攔污柵前后水位差的開關(guān)量接點(diǎn)信號(hào)，而DCS中也需要攔污柵前后水位的模擬量信號(hào)用于水位指示。在工程設(shè)計(jì)過程中，我們zui終選用天津天威有限公司的超聲波測(cè)量儀表產(chǎn)品VEGASON74-2，實(shí)現(xiàn)了對(duì)攔污柵的監(jiān)視控制要求。
　　
　　二、VEGASON70系列超聲波物位計(jì)簡(jiǎn)介
　　
　　2.1測(cè)量原理
　　
　　超聲波物位傳感器通過高性能的壓電陶瓷探頭發(fā)射聚焦的脈沖波束，脈沖波束遇到被測(cè)介質(zhì)表面后被反射回來。探頭既是發(fā)射器，也是接收器。通過分析計(jì)算反射回來的波速的運(yùn)行時(shí)間，智能化的電子部件可測(cè)得探頭到被測(cè)介質(zhì)表面的距離，并輸出一個(gè)與之成正比的物位信號(hào)。
　　
　　2.2儀表特點(diǎn)
　　
　　●可以非接觸連續(xù)測(cè)量幾乎所有液體和固體介質(zhì)
　　
　　●根據(jù)不同的測(cè)量應(yīng)用要求，可以采用不同反射頻率的超聲波傳感器，有16～70kHz各種不同的發(fā)射頻率
　　
　　●可以自動(dòng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償以便消除由于聲波的運(yùn)行速度受溫度的影響而造成的測(cè)量誤差
　　
　　●無磨損、牢固耐用
　　
　　●測(cè)量不受介質(zhì)密度、介電常數(shù)和導(dǎo)電的影響?yīng)?br />　　
　　●在一定范圍內(nèi)不受容器壓力的影響?yīng)?br />　　
　　●通過Ex-防爆認(rèn)證，可以用于爆炸危險(xiǎn)區(qū)域　　
　　2.3測(cè)量參數(shù)和測(cè)量范圍　　
　　2.4輸出信號(hào)
　　
　　2.4.1電流輸出
　　
　　●數(shù)量：一個(gè)或兩個(gè)0/4～20mA電流輸出
　　
　　●分辨率：工作范圍的0.05%
　　
　　●負(fù)載：0～500Ω
　　
　　●誤差〉工作范圍的0.2%
　　
　　2.4.2繼電器輸出
　　
　　●數(shù)量：一個(gè)或兩個(gè)繼電器輸出模塊，每個(gè)模塊有兩個(gè)繼電器（無電位轉(zhuǎn)換觸頭，單刀雙擲，帶LED狀態(tài)顯示燈）
　　
　　●觸點(diǎn)材料：AgCdO，鍍金
　　
　　●開關(guān)電壓：zui小10mV；zui大250VAC/DC
　　
　　●開關(guān)電流：zui小10?A；zui大3AAC，1ADC
　　
　　●斷路功率：zui大500VAAC；54WDC
　　
　　三、在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
　　
　　過去，循環(huán)水泵房的水位測(cè)量多采用投入式靜壓變送器。超聲波物位測(cè)量產(chǎn)品推廣使用后，以其牢固耐用、測(cè)量的良好性能，逐步取代原來的投入式靜壓變送器，成為循環(huán)水水位的主要測(cè)量儀表。
　　
　　在工程設(shè)計(jì)初期，筆者選用的兩套超聲波物位計(jì)分別作為每臺(tái)攔污柵前后水位的測(cè)量儀表，水位信號(hào)（4～20mA）通過屏蔽電纜連接到機(jī)組DCS的循環(huán)水泵房遠(yuǎn)程I/O柜，然后送至DCS系統(tǒng)用于監(jiān)視控制。　　
　　根據(jù)工藝專業(yè)提供攔污柵清污機(jī)使用說明等，為了*實(shí)現(xiàn)其描述的具體工藝要求和控制要求，必須從DCS系統(tǒng)榆出三付攔污柵前后水位差信號(hào)至清污機(jī)PLC，來控制清污機(jī)的自啟停。雖然遠(yuǎn)程I/P柜到清污機(jī)的距離不長；電纜的敷設(shè)工作增加不多，但是這樣不僅要在遠(yuǎn)程I/O柜增加相應(yīng)數(shù)量（每臺(tái)攔污柵3點(diǎn)）的開關(guān)量輸出卡件，而且要占用DCS系統(tǒng)的CPU資源和通信資源（雖然數(shù)量不大）。攔污柵清污機(jī)的控制主要在現(xiàn)場(chǎng)司機(jī)室完成，水位差控制信號(hào)先送入DCS，然后再送回現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)方案，顯然是不合理和不可取的。
　　
　　通過對(duì)超聲波物位測(cè)量儀表廠商的咨詢以及現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量要求（量程范圍：0～16200mm），zui后選用的是天津天威的超聲波測(cè)量儀表VEGASON74-2.XLDL2X。該選型產(chǎn)品包括兩個(gè)探頭和一個(gè)傳感器，2個(gè)4～20mA電流輸出（可選擇分別輸出攔污柵前水位、攔污柵后水位和攔污柵前后水位差3個(gè)信號(hào)中的2個(gè)信號(hào)），4個(gè)繼電器輸出（兩個(gè)繼電器輸出模塊，可分別設(shè)定），參數(shù)設(shè)定可通過傳感器前面板上的按鍵實(shí)現(xiàn)。　　
　　為了不影響攔污柵清污機(jī)的來回運(yùn)行，考慮傳感器安裝在攔污柵的一側(cè)，所以選型時(shí)傳感器至2個(gè)探頭分別配置5米和15米的預(yù)制電纜。
　　
　　電流輸出1設(shè)置為攔污柵前水位（4～20mA）輸出，電流輸出2設(shè)置為攔污柵后水位（4～20mA）輸出，這兩個(gè)電流信號(hào)直接連接到DCS的遠(yuǎn)程I/O柜。繼電器輸出1設(shè)置為攔污柵前后水位差大于100mm（上升）動(dòng)作；繼電器輸出2設(shè)置為攔污柵前后水位差小于50mm（下降）動(dòng)作；繼電器輸出3設(shè)置為欄污柵前后水位差大于300mm（上升）動(dòng)作，所有繼電器輸出信號(hào)直接連接到清污機(jī)相應(yīng)的接線端子上。　　
　　通過調(diào)試，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。一方面，攔污柵清污機(jī)根據(jù)超聲波物位計(jì)的水位差接點(diǎn)信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作；另一方面，運(yùn)行人員通過操作員站監(jiān)視循環(huán)水泵房攔污柵前后的水位變化情況。