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江苏省淮安维信仪器仪表有限公司DS-2000电测单元说明书 图一 GD2K系统原理框图DS-2000电测单元与GJT2000“汽包水位高精度取样电极传感器”构成GD2K新一代电接点水位计，是淮安维信仪器仪表公司开发的高新技术产品，特别适用于亚临界、超高压锅炉汽包水位测量监视、控制与满缺水停炉保护系统。GD2K测量系统见图一。DS-2000电测单元是新一代电接点水位测量全智能化仪表。DS-2000与GJT2000之间由多根耐高温导线相连。就地机和远程机采用16位CPU全智能控制，由屏蔽双绞线连接成DS-2000电测系统，二者按RS485网络协议规范进行双向通讯。就地机直接测量传感器各电极对地电阻，由CPU智能数据处理定出汽水界面，实时数字显示水位，输出水位信号报警开关量与4-20mA阶梯模拟量，诊断传感器电极工作性能状况及GD2K测量系统自诊断等。并将数据处理结果传输给远程机。远程机将所得到的数据再处理，以数字与光柱双重显示水位，灯光与音响报警，和就地机同样具有开关量与4-20mA阶梯模拟量输出、诊断、工作参数软件设定等功能。仪表采取一系列措施提高系统可靠性，具有极好的抗干扰能力。远程机可作为常规仪表显示兼用于保护报警。就地机还可以作为DCS的智能前端，与DCS进行双向数据通讯，用于大屏幕固定窗口显示和保护系统。一、DS-2000电测单元的特点 全部采用进口芯片， 16位CPU全智能控制， 按RS485规范实现双向网络通讯。 就地机为全密封结构。水位就地显示和报警，便于运行核对远传水位计与云母水位计示值差。 就地机与远程均可由软件灵活设定系统工作参数，如电极数、报警点，回差，汽、水阈值，短路阈值等，都可进行电极开路、短路、污染、汽阻和水阻等诊断，及GD2K测量系统自诊断，非常便利于热工人员检查维修。 远程机在控制室，以数字与光柱双重显示水位，光柱长度线性跟踪数字，以灯光和不同频率音响提示报警。通过数字滤波显示水位光柱，可防止电极处于汽水界面时红绿灯频繁交替闪烁。 各级报警点均有独立的延时和施密特回差设置，可有效减少继电器无效动作次数。 采用光电隔离设计，宽动态范围开关电源模块供电，提高系统抗干扰能力。 摈弃电极“0”、“1”状态判断水位的传统方法，改用直接测量电极两端电阻，并由CPU智能处理后定出汽水界面，可有效克服电极污染造成的误判。 数字化方式传输检测数据，信号可靠，可有效克服传统模拟量远传中抗干扰差的弊病。 采用屏蔽双绞线连接，节省安装投资和人工, 并具有极好的抗电气干扰能力。 一个就地机可支持多个远程机显示，以便机组主值班人员也能很方便地看到锅炉汽包水位。 就地机和远程机均配备4-20mA和六级继电器接点报警输出，确保冗错和备份。二、主要技术数据与规范 检测电极数：1931点； 水阻自适应范围： 1600千欧姆； 网络协议： RS-485； 最大通讯距离：1.2公里 ；电源输入：交流 50HZ 220V 1A ； 模拟输出 ： 4-20mA； 开关量输出：六对独立常开接点 250V.AC.3A； 使用环境温度：050 ；外形尺寸与重量： 本地机：40020080mm，2公斤； 远程机：7215260mm，竖式80160mm，横式16080 mm，0.5公斤三、远程机概述面板显示如图二。远程机安装在控制室，供运行主岗人员监视汽包水位。由于同一通讯网络上可挂接多个远程机，还可以在炉前运转层或给水系统重要场所安放远程机供事故处理之用。热工人员在控制室可方便地进行系统工作参数（例如各级报警点位置、回差等）调试、设置，测量系统工作诊断。 主要功能有：A. 1931点红绿双色LED光柱直观模拟和数字 即时显示水位；B. 在零水位附近，设有LED状态窗，平时为绿色，当水位达到任一报警点时该窗变为红色警示；C. 六级报警输出 （声、光和继电器动作）；电极开路、短路和污染自动诊断，设定电极数和报警值等仪表参数。D. 对应水位高低的4-20mA阶梯模拟输出。 四、就地机概述 图二远程机前面板 图三 就地机面板就地机外壳为密封设计，有良好防尘，防潮性能，在汽包间电极传感器附近安装，将测得的传感器工作数据远传给远程机。面板显示部分和功能键如图三所示。面板上的信息窗供水位实时数字显示、报警、诊断、系统参数设定之用。主要功能如下： A. 1931级水位数字即时显示；接插件接插件B. 设定水位报警点， 共六级：L1, L2, L3, H1, H2, H3; 声、光或继电器接点动作； 图四 就地机接线盒端子排C. 对应水位高低的4-20mA阶梯模拟输出，供输入DCS用；D. 电极开路、短路和污染自动判断，设定电极数和报警值等仪表参数。 五、安装要求具体安装要求分述如下：1、电源 就地机和远程机均为220V交流供电 2、仪表安装位置 就地机：距汽包2-5米， 垂直安放，避雨和阳光直射。 远程机：同其它常规仪表，在仪表盘上安放。 3、接地通讯双绞线的屏蔽层在远程机一侧连接大地，就地机外壳体与水柱筒体在同一点接地。注意：双绞线屏蔽层在就地机一侧应悬空，切不可再就近接地，以防跨步电压引起短路电流烧毁双绞线4、就地机接线本地机接线盒端子排如图四所示。 5、电极线连接 规定水柱上最下方电极的序号为1, 由下至上序号顺序递增，最上方的电极序号为31。电极1的引线接在接线盒的1号端子上，电极2的引线接入2号端子， 余类推。注：测量筒外壁的引线端（即地线端）接在标有GND符号的端子上。6、通讯线连接就地机接线盒内有两组RS-485端子， 均标有A,B符号。 通讯双绞线接入其中任一组的A, B端子，双绞线的另一端接远程机输入插头的对应A, B端。 另一组A,B端子供现场调试时就近接入显示单元，直观指示水位和判断电极工况。 7、4-20ma阶梯模拟输出 图六 远程机终端匹配跳线 以19级系统为例，4-20 mA输出模拟水位变化，分19级阶梯递增，每阶0.8mA。水位低于最下方的第一号电极时， 输出为4 mA, 升至第一号电极高度时，输出为4.8mA，此后每相邻两个电极的水位变化，输出变化0.8mA，直至水位抵达第最高处的19号电极时，对应输出为19.2mA。8、报警继电器接点输出 上电后或失电时均为常开， 接点容量：交流220伏/3A。9、远程机接线远程显示单元接线端子共有10对，全部位于后面板，并有相应的符号或字母说明，详见远程显示单元后面板如图五所示。L1, L2, L3 为低1，低2和 低3 报警继电器接点输出；H1, H2, H3为 高1，高2和高3报警继电器接点输出, 接点容量：AC220伏/1A。 4-20mA模出，定义同远程机模出。音响报警端直接串入16欧姆扬声器即可。 10、终端匹配电阻设置为减少通讯线上脉冲信号的反射，提高通讯可靠性，出厂时本地机和远程显均已设置好匹配电阻，用户不必考虑此事。仅当用户要求接入多个远程显示单元时，除距本地机最远的显示单元保留匹配电阻外，其余显示单元的内置匹配电阻均应断开。 断开内置匹配电阻的方法很简单：小心卸下显示单元外壳，拔去远程显示单元跳线图中（如图六所示）电路板上的跳线端子KR即可。六、 功能键操作就地机与远程机均可由功能键灵活设定系统工作参数。以远程机为例介绍功能键操作。远程机信息窗右下方有一功能键，为防止无关人员乱按，其做成隐形，通过密码开启后可完成报警 点，延时、回差，水汽阈值，电极阻值等五项设置的修改。下面将逐一介绍。首先我们要输入密码激活隐形功能键，操作步骤如下：短击隐形键，信息窗提示 要求输入开启密码, 用户可用按击方式输入4 位密码的第一位数字。 显示的数字等于短击次数。每短按一次个位显示加1。 例如连续短击4次，数码管的个位将显示 稍等2秒后，当个位显示为0时 （信息窗提示为 ） 应立即再次连续短按输入第二位密码数字。如不按击，则默认第二位密码字是0。2秒后，已输入的密码字均左移一位，个位又为0，要求输入第三位密码字。同样操作输入密码的第四位数字。 四个密码字全输入后 显示 要求用户再短按一次按键来确认。若密码输入不正确 显示 ，要求从新输入；如密码正确，显示 ，表示远程机的设置修改门已打开，通过长、短按组合可以测量电极电阻和修改报警点、密码、水汽阈值和报警延时+回差等五种设置。下面举例说明。 假如密码是4068, 则输入密码过程如下：（1） 短按隐形键一下；（2） 信息窗显示 后连续短按隐性形键4下，显示为 ；（3） 两秒后显示变为 提示输入第二位密码数字。由于该位密码字本来就是0，故无需短按输入； （4） 再等2秒， 显示改为 提示输入第三位密码数字。此时用户应迅速短按隐形键 6下，在显示为 状态下等待2秒，显示改为 ；（5） 连续短击按键8下， 显示为 ；（6） 显示为 时，短按一次隐形键确认；（7） 显示 表示密码输入正确，设置修改门打开。6.1. 远程机的五种功能操作 6.1.1. 功能态1：电极电阻测量（1） 进入：短按一次隐形键 显示 随后为 ；（2） 显示：（a） C 代表通道（电极），后接电极序号 XX ; （b） 每个序号XX后给出该电极两端的电阻值。 （c）电极1 电极19 的电阻循环读数。 （3） 退出：任意时刻短击按键。6.1.2 功能态2：修改报警点本机出厂时已按用户要求预置了指定的报警点，如用户在使用中打算修改，可进入本功能态操作， 步骤如下：（1） 进入：输入正确密码后在 提示下，长按功能键一次，依次显示 、 和 ；（2） 为询问是否中止修改报警点而保留现有设置 ？ 如是，短按一下功能键，4秒后将退出功能态2转入水位监测; 否则， 系统进入修改报警点状态， 按L3 (低3), L2 (低2), L1 (低1), H1 (高1), H2 (高2), H3 (高3) 依次修改。（3） 首先显示 , XX代表当前低3报警点的电极序号，若十位上的X=0， 则不显示，下同。具体步骤参见附录2。 低三（L3）修改好后，显示 开始修改低2报警点(L2)。以后逐次是 、。（4）, 紧接每一当前报警电极序号显示后出现，含义为询问是否同意该序号的电极作为指定的报警点。如同意，短按一下功能键确认， 程序进入下一报警点设置。 如不同意，就不按功能键，片刻后可选电极序号会顺次出现，由用户挑选。例如：低3报警点修改时， 信息窗依次出现, ，., 当出现所要的报警电极序号后，立即短按一下功能键来选中，信息窗随后给出, 要求用户再次确认并存储，此时再短按一次功能键，即完成该报警点的的设置。下面举例说明。 假定出厂时设定的报警点如下：低32号电极，低26号电极，低17号电极， 高113号电极，高214号电极，高318号电极。 现欲将低2报警点改为5号电极，相关操作步骤如下：(A) 进入报警设置态： 长按一下功能键，当信息窗显示为左侧底部两横道时，松开按键后信息窗提示 ，稍后显示，继续等候，表示要求修改报警点；(B) 修改报警点：(a) 信息窗首先提示, 随后为询问，短按一下功能键确认保留，当前的低3报警点为仍为2号电极； (b) 程序转入低2报警点设置并显示出厂预置值（即低2点为6号电极）和 询问，不按功能键等候片刻，程序转入修改低2报警点操作；(c) 信息窗将顺序提示逻辑合理的可选电极序号并紧接询问。在的前提下，L2的电极序号必定大于L3的序号2，故低2报警电 极的可选序号将从 3号电极开始，依次提示 , , , 当极序号与拟设定的低2点电极序号相同时 （此处为）, 短按一下功能键，在信息窗提示 询问后， 迅速再次短按功能键确认。这时将低2报警点将从6号电极修 改为5号电极。如两秒内不回答询问， 程序转入下一电极序号选取。 低2报警点修改后程序进入低1设置，然后高1，高2, 高3 。 (5) 退出： 高3报警点设置结束后，信息窗显示，系统记忆修改值并退出功能态2， 详见附录2和附录1的有关流程。 顺便指出： (1) 在水位越限导致蜂鸣声报警期间，任意时刻按一下隐形键即可消音; (2) 当在水汽分界面的电极发生故障（开路或短路），有可能LED红绿出现 反序（指示为水相下面有汽相），导致无法准确区分水位，这时，远程机 的蜂鸣器会发出2秒一次的鸣响，信息窗不再给出水位读数而显示 提醒当值人员此刻水位指示的不确定性。 若要关闭声响，按一下隐形键即可。6.1.3 功能态3： 修改密码 （1） 进入功能态3：（a）一短接一长按动功能键， 显示 、 和 ； （b） 等候片刻后提示 ，输入当前密码。 （c） 密码各位上的数值有短击功能键的次数来决定， 从最高位(万位) 开始键入，依次千位、拾位和个位。 注意：密码最高位不得为0 。 远程机主板上有密码硬件开关，万一忘记当前密码，可将主板上两组跳线中靠下的一对短接，此时可直接进到 状态，一短、一长按动功能键后可进入密码修改态。 （2）设置新密码： （a） 回答 询问，是否不修改而保留原密码 ？ 如是，短按一下隐形键退出密码修改；如不回答，2秒后个位数码管出现待设密码第一位， 缺省值为0；（b） 在显示 状态下，连续短击隐形键的次数，即为密码第一位的数值。例如，短击5次，个位显示为5；（c） 等待2秒后，密码第一位自动确认并左移一位，个位又出现0，显示为 要求用户输入新密码第二位数字， 仍是用连续点击的办法获得；此处 X 代表09 之间的任意数字，取决于连续点击的次数；（d） 重复上述操作输入新密码的第三和第四位；（e） 四位密码数都输完后，系统显示 要求用户点击隐形键确认。点击后显示 ，存储新密码并退出密码修改功能态 。如2秒内不点击， 将自动保留原密码和退出密码修改态。 举例， 将密码新设为 9753，操作如下：(1) 进入密码修改功能态；(2) 点击按键9次， 获得显示 ；(3) 等待2秒 显示变为 时，连续点击按键7下，获得显示 ；(4) 等待2秒 显示变为 时，连续点击按键5下，获得显示；（5） 等待2秒 显示变为 时，连续点击按键3下，获得显示 ；（6） 显示为 询问是否存储新密码时， 短击一下按键确认， 系统提示 新密码存储完毕。6.1.4 功能态4：设置水汽阈值和允许运行时出现的故障电极数 用途: 通过定义电极开路电阻阈值（提示符为 ）,汽水两相分界阈值电阻 (提示符 )，和电极短路电阻阈值 (提示符 )，为汽包水位运行时监测系统自动判断电极开路，短路和污染提供数值基础。另外，提示符 为运行中允许报警电极损坏的个数，为运行时允许非报警电极损坏的个数。 （1）进入：功能键长按一次后，再短按一次， 信息窗提示为 后显示 、 和 询问是否保留当前值 ？ 如是，立即短按一下功能键确认；如不是，即打算 修改，则不按隐形键，稍后顺次进入上述三类阈值和允许故障电极个数修改程序。 （2）操作：程序提示和用户操作步骤如下： （A） 提示修改电极开路电阻阈值。 （B）XXXX 提示当前内置值。（C） 询问是否同意该值 ？ 如同意，立即短击一下按键确认，程序转入后面的 阈值修改，顺次为，； 如不同意当前值而打算修改，则不按隐形键键，稍后信息窗将由大到小提示若干供选数值， 其中， 开路判断阈值的的可选值有：9999, 9000, 7000, 5000, 4000 和3000（千欧姆）； 水汽分界阈可选值有：660, 600, 530, 470,410, 350, 290, 230 (千欧姆); 短路判断阈可选为：3, 1, 0.6, 0.3, 0 (千欧姆)； 运行中允许报警电极损坏的个数可选值：0，1； 运行中允许非报警电极损坏的个数可选值：0，1，2。 （D） XXXX 某数值出现后，如满意则短按功能键一下表示接受，程序将顺序显示 （提示电极开路电阻阈值已修改）和修改后的阈值 ，此时短击功 能键程序存储新值，否则，两秒后仍保留旧值。 （E）当三项阈值和二类故障电极允许值都设定后，显示窗提示 , 新值上传给就 地机，稍后程序自动转入正常水位监测。水汽分界阈值P2和电极线短路阈值P3的设置过程同P1。6.1.5 功能态5：修改报警延迟和回差 此处延时等于水位在报警位置稳定时间，例如高1延迟取2秒，表示水位必须在高1电极位置停留两秒以上，高1报警才有输出。 延迟相当一种数字滤波，用于调去偶然的水位波动。 回差是指出现报警后，水位反向变化时，解除报警要在越过一个或二个电极间距后才完成，用处也是克服水位偶然波动导致报警继电器频繁动作，延长寿命。（1） 进入：短击隐形键两下，顺次显示 、 和 。 在提示 后，如短击隐形键则取消设置，仍用缺省值。否则，2秒后系统 自动进入修改延时和回差状态。（2） 设置：先设延时，从L3开始 L2 、L1 、 H1 、 H2 、H3 逐次进行。各级报警延时设好 后，程序进入报警回差设置，也是从L3开始，L2 、 L1 、H1 、H2 、H3 顺序进行。(a) 显示 ， L3 代表低三报警点，X 表示延时值，可取值 0 3 ，单位为秒；(b) 显示 ， 询问是否保留原有延时值 ？如保留，短击以下隐形键。否则2秒后将在个位顺次显示0, 1, 2, 3 每个数字停留2秒，供用户短击键确认。例如，打算低三报警L3动作延时为2秒，当显示从 、 到 时，立即短击键确认。至此，低三报警动作延时将为2秒。 （c）其余5个报警点的延时设置同L3 。（d）高3 延时设置完后，系统自动进入回差设置，顺序从低三 到 高三，提示符为 3L，2L ，1L ，1H ，2H ，3H 。例如 回差设置中显示 表示设定高2点回差， X为回差缺省值，取 0 ，1， 2 。X= 0 表示没有回差; X=1 表示回差为水位反相变化高度超过一级电极位置后报警才解除， X=2 代表报警点水位反向变化2级电极水位高度后才解除报警。