基于微机工作的温度采集巡检系统

　　1　前　言

　　悬浮法聚氯乙烯树脂(工业简称PVC)生产中,其原料单体氯乙烯[C ₂ H ₃Cl]是由乙炔气[C ₂H 2]和氯化氢气[HCl]按比例1∶1.05混合,在触媒介质氯化汞[HgCl ₂]的活化作用下,在转化器中转化生成的,其反应方程式为:

　　转化器设备实质上是列管内装有触媒的列管式反应器,列管内走混合气,由于反应是放热反应,释放热被列管外工业水带走。转化器反应温度要求控制在130℃~180℃范围,温度是转化器内触媒活化能力、转化器工作能力———转化率、反应带的深度、宽度重要判断依据,所以转化器各层温度(t ₁~t ₁₂)是不等的。随着触媒使用时间的推移,触媒的活化催化能力不断衰老,转化器的转化能力以温度点变化区间量值来判断,因此,转化器温度是用来判断更换触媒的一个间接指标,温度的测量显得特别重要。改造前,我厂转化器每台安装6支插入深度不同K型热电偶测量温度。由于转化器内触媒反应带的移动,操作工利用移动测温元件来寻找,很不方便。因一次元件温度高热灼烫手,操作起来极不安全,也不准确,劳动强度大,移动过猛易产生断偶故障。随着引进装置4万吨/年PVC工程改造,单体产量增加2.5倍,转化器设备增大并由原12台增加到28台,所以温度检测问题更为突出。

　　经过反复研究,确定转化器温度检测多支热电偶(K型)固定安装方式,每台转化器按照不同测量深度分成12个测量点,每3点组成一支多支电偶。根据转化器温度变化,操作工可直接进行反应带、转化率、触媒老化状态的判断。

　　2　系统组成

　　整个温度采集巡检检测系统框图如图1。系统由28台(1#~28#)Z-8单片机构成的下位机(就地仪表盘显示)和一台SU-PER/PC上位机构成。下位机(Z-8)装在数字显示仪(152×78×230)内,装在就地集中仪表盘上,单独显示每台转化器的12点温度,通过V/I转换成0~10mA电流送入上位机联机,实现数据采集、巡检、记录报表等功能。

　　每台下位机只采集相应转化器的各点温度,彼此没有关联,这样一旦某台下位机出现故障将不会影响其它下位机工作,也不影响上位机正常工作。

　　3　下位机(数字显示仪)系统

　　下位机独立组成单台转化器的温度数字显示,共有6块模板,组装在数字显示仪表内,安装在就地集中仪表盘上。

　　3·1　Z8671主机板

　　Z8671是下位机的核心,采用ZiLOG公司生产的Z-8系列单片,该产品平均指令执行周期为1.5~2.5微秒。具有算术逻辑运算、指令控制、定时/计数、处理串/并行通讯、中断控制等功能,并有较强的接口能力。