任國(guó)明 劉文杰

河鋼集團(tuán)唐鋼公司 河北 唐山 063000

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的能源計(jì)量?jī)x表在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用，各種能源計(jì)量?jī)x表隨處可見(jiàn)。然而儀表突然的損壞就可能導(dǎo)致大面積的生產(chǎn)中斷，同時(shí)也可能帶來(lái)安全生產(chǎn)事故。如果比較一下因儀表?yè)p壞造成的損失和開(kāi)發(fā)儀表智能用電保護(hù)的費(fèi)用，技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值就顯而易見(jiàn)了。因而，人們也越來(lái)越關(guān)心儀表智能用電保護(hù)和問(wèn)題，因此自動(dòng)用電保護(hù)裝置，正逐步廣泛地應(yīng)用于各種儀表的保護(hù)當(dāng)中為減少安全事故的發(fā)生。設(shè)計(jì)所涉及內(nèi)容包括儀表運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、供電電源狀態(tài)監(jiān)測(cè)、儀表所在環(huán)境監(jiān)測(cè)（溫度、濕度、異常環(huán)境）等。選擇設(shè)計(jì)場(chǎng)地為能源結(jié)算儀表安裝中最具代表性的儀表井來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)施。

1 設(shè)計(jì)分析

①現(xiàn)場(chǎng)情況分析：鋼鐵企業(yè)中，由于能源儀表種類繁多，包括風(fēng)、水、電、氣等各介質(zhì)數(shù)據(jù)采集儀表；儀表安裝的地點(diǎn)分散，分布在各個(gè)廠區(qū)的多個(gè)生產(chǎn)區(qū)域，并且，很多儀表安裝在地下坑井中，儀表人員日常巡檢時(shí)無(wú)法直觀且便捷地進(jìn)行巡查；儀表坑井因雨季容易產(chǎn)生積水，當(dāng)水位過(guò)高，儀表受潮或浸泡，但儀表供電并未中斷，容易發(fā)生電路故障，在燒毀儀表的同時(shí)，還存在用電危險(xiǎn)。②儀表情況分析：現(xiàn)場(chǎng)安裝儀表由于運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致防水功能失效，現(xiàn)場(chǎng)所測(cè)量能源介質(zhì)為易燃易爆氣體，儀表?yè)p壞后，極易產(chǎn)生明火，發(fā)生火災(zāi)或爆炸。③人為情況分析：因坑井積水現(xiàn)象無(wú)法提前預(yù)測(cè)，且造成積水原因很多，如下雨、人工綠化滲水等，在產(chǎn)生積水時(shí)維護(hù)人員無(wú)法及時(shí)斷電，可能造成人員傷害事故[1]。

2 設(shè)計(jì)思路

（1）技術(shù)特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵工藝。①技術(shù)特點(diǎn)：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)能源介質(zhì)儀表設(shè)備及安裝環(huán)境進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人看守，能夠及時(shí)預(yù)警。②關(guān)鍵技術(shù)：能源儀表井坑內(nèi)濕度監(jiān)測(cè)技術(shù)、井坑內(nèi)積水時(shí)水位監(jiān)測(cè)技術(shù)、異常時(shí)有效斷電保護(hù)技術(shù)、移動(dòng)通信報(bào)警技術(shù)等。③關(guān)鍵工藝：濕度檢測(cè)、水位檢測(cè)、斷電保護(hù)、移動(dòng)提醒、遠(yuǎn)程供電。

（2）實(shí)施的具體內(nèi)容和技術(shù)路線。第一，詳細(xì)分析造成能源介質(zhì)儀表井積水的原因，制定斷電保護(hù)裝置的安裝路徑及方法。第二，實(shí)地測(cè)量能源介質(zhì)儀表安全運(yùn)行環(huán)境警戒值，如最高允許水位、最大允許濕度、安全用電電壓、電流等因素，實(shí)現(xiàn)超越警戒值時(shí)報(bào)警。第三，實(shí)地勘測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行移動(dòng)通訊模塊安裝地點(diǎn)選取。第四，分析和細(xì)化報(bào)警提醒信息內(nèi)容、報(bào)警頻率、報(bào)警方式等相關(guān)技術(shù)參數(shù)。第五，分析與實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程供電的必備條件與解決方法。第六，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制，并且能夠同步運(yùn)行，控制模塊能夠響應(yīng)迅速，達(dá)到用戶預(yù)期需求目標(biāo)。

（3）系統(tǒng)原理。如圖1所示，在井坑內(nèi)安裝濕度監(jiān)測(cè)裝置和水位監(jiān)測(cè)設(shè)備；當(dāng)能源儀表所在坑井內(nèi)出現(xiàn)積水，且水位高于最高允許值時(shí)，或者空氣濕度大于最大允許濕度時(shí)，控制模塊會(huì)直接切斷儀表供電電源；當(dāng)能源儀表所在坑井內(nèi)空氣濕度大于最大允許濕度時(shí)，控制模塊會(huì)直接切斷儀表供電電源；切斷電源后，系統(tǒng)移動(dòng)報(bào)警模塊啟動(dòng)，將斷電儀表的相關(guān)報(bào)警信息發(fā)送至指定接收人；當(dāng)井坑內(nèi)積水水位與空氣濕度值回歸正常允許值時(shí)，控制模塊和移動(dòng)報(bào)警模塊再次啟動(dòng)，將環(huán)境恢復(fù)正常的相關(guān)報(bào)警信息發(fā)送到指定接收人，提示可以給儀表送電。

圖1

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

①實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能源儀表運(yùn)行狀態(tài)；發(fā)現(xiàn)能源儀表運(yùn)行異常時(shí)，在線發(fā)送報(bào)警信息至儀表維修人員；②實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能源儀表井積水水位值，當(dāng)能源儀表井坑積水水位達(dá)到警戒線時(shí)，自動(dòng)切斷儀表供電電源，并通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送相關(guān)報(bào)警信息至儀表維修人員手中；③實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能源儀表井內(nèi)濕度值，當(dāng)儀表井坑內(nèi)濕度值達(dá)到警戒線時(shí)，自動(dòng)切斷儀表供電電源，并通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報(bào)警信息至儀表維修人員手中；④實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能源儀表井內(nèi)濕度值，斷電狀態(tài)下，當(dāng)儀表井坑內(nèi)積水位或濕度值恢復(fù)到正常值時(shí)，發(fā)送提示信息；

4 應(yīng)用效果

當(dāng)這項(xiàng)設(shè)計(jì)真正被運(yùn)用到實(shí)地時(shí)，坑井中的能源儀表設(shè)備和供電系統(tǒng)可以得到有效的保護(hù)，能夠提高能源介質(zhì)儀表的檢維修效率；能夠保護(hù)儀表維護(hù)人員的人身安全，提高安全指數(shù)；同時(shí)，通過(guò)利用設(shè)備的周邊環(huán)境檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的保護(hù)，為企業(yè)節(jié)約維護(hù)成本。此種設(shè)備保護(hù)方式還具有很好的推廣價(jià)值，可以推廣到其他的領(lǐng)域。