温度传感器：本装置采用六个Pt100传感器，分别用来检测上水箱出口、锅炉内胆、锅炉夹套以及盘管的水温。六个Pt100传感器的检测信号中检测锅炉内胆温度的一路到SIEMENS带PROFIBUS-PA通讯协议的温度变送器，直接转化成数字信号；另外五路直接接至SM331模拟量输入模块。Pt100传感器精度高，热补偿性能较好。
流量传感器、转换器：流量传感器分别用来对调节阀支路、变频支路及盘管出口支路的流量进行测量。涡轮流量计型号：LWGY-10，流量范围：0～1.2m3/h，精度：1.0%。输出：4～20mA标准信号。本装置采用两套流量传感器、变送器分别对变频支路及盘管出口支路的流量进行测量，调节阀支路的流量检测采用SIEMENS带PROFIBUS-PA通讯接口的检测和变送一体的电磁式流量计。
3、执行机构
调节阀：采用SIEMENS带PROFIBUS-PA通讯协议的气动调节阀，用来进行控制回路流量的调节。它具有精度高、体积小、重量轻、推动力大、耗气量少、可靠性高、操作方便等优点。由CPU直接发送的数字信号控制阀门的开度，本气动调节阀自动进行零点校正，使用和校正都非常方便。
变频器：本装置采用SIEMENS带PROFIBUS-DP通讯接口模块的变频器，其输入电压为单相AC220V，输出为三相AC220V。
水泵：本装置采用磁力驱动泵，型号为16CQ-8P，流量为32升/分，扬程为8米，功率为180W。泵体完全采用不锈钢材料，以防止生锈，使用寿命长。其中一只为三相380V恒压驱动，另一只为三相变频220V输出驱动。
三相移相调压装置：采用可控硅移相触发装置，输入控制信号为4～20mA标准电流信号。输出电压用来控制加热器加热，从而控制锅炉的温度。
电磁阀：在本装置中作为气动调节阀的旁路，起到阶跃干扰的作用。电磁阀型号为：ZS-15；工作压力：最小压力为0Kg/㎝2，最大压力为10Kg/㎝2 ；工作温度：－5～80℃。
4、控制器
控制器采用SIEMENS公司的S7400 CPU，型号为412-3H，本CPU既具有能进行多点通讯功能的MPI接口，又具有PROFIBUS-DP通讯功能的DP通讯接口。
5、静音式空气压缩机
用于给气动调节阀提供气源，电动机的动力通过三角胶带传带动空压机曲轴旋转，经连杆带动活塞做往复运动，使汽缸、活塞、阀组所组成的密闭空间容积产生周期变化，完成吸气、压缩、排气的空气压缩过程，压缩空气经绕有冷却翅片的排气铜管、单向阀进入储气罐。空压机设有气量自动调节系统，当储气罐内的气压超过额定排气压力时，压力开关会自动切断电源使空压机自动停止工作，当储气罐内的气体压力因外部设备的使用而下降到额定排压以下0.2-0.3Mpa时，气压开关自动复位，空压机又重新工作，使储气罐内压缩空气压力保持在一定范围内。
6、电源控制台（仅早期控制系统需依赖电源控制台，升级后的现场总线控制系统
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本身已集成电源控制部分）
电源控制屏面板：充分考虑人身安全保护，带有漏电保护空气开关、电压型漏电保护器、电流型漏电保护器。
仪表综合控制台包含了原有的常规控制系统，由于它预留了升级接口，因此它在总线控制系统中的作用就是为上位控制系统提供信号。
7、总线控制柜
总线控制柜有以下几部分构成：
（1）直流电源：采用直流稳压电源，给主控单元和DP从站供电。
（2）控制站：控制站主要包含CPU、DP/PA耦合器、分布式I/O DP从站和变频器
DP从站构成。
（3）温度变送器： PA温度变送器把PT100的检测信号转化为数字量后传送给DP
链路。其FCS控制系统对象装置总貌图如图1所示：
图1 FCS控制系统对象装置总貌图
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2.2 过程检测装置与仪表
2.2.1 智能电气阀门定位器
FCS现场总线控制系统所采用的是西门子SIPART PS2系列智能电气阀门定位器，是用于气动直行程或角行程执行机构的控制。智能电气阀门定位器驱动执行机构使阀门开度达到与给定值相同的位置。附加输入功能可用于锁定阀位或驱动阀门达到安全的位置。做为实现这种功能的标准配置已经集成二进制输入到基型产品中。
西门子SIPART PS2系列智能电气阀门定位器的工作方式是采用微处理器对给定值和位置反馈作比较。如果微处理器检测到偏差，它就用一个五步开关程序来控制压电阀，压电阀进而调节进入执行机构气室的气流量。微处理器根据偏差（给定值W 与位置反馈信号X）的大小和方向输出一个电控指令给压电阀。压电阀将控制指令转换为气动位移增量，当控制偏差很大时（高速区），定位器输出一个连续信号；当控制偏差不大（低速区），定位器输出连续脉冲；当控制器偏差在允许误差范围内（自适应或可调死区状态），则没有控制指令输出。SIPART PS2 定位器采用适当安装组件固定到直行程或角行程执行机构上，执行机构的直线或转角位移通过安装的组件检测并传递到耐磨导电塑料电位器。装在直行程执行机构上的组件检测的角度误差被自动地校正。当SIPART PS2 采用二线制连接时，它完全从4 至20mA 给定信号中获取电源。亦可从PROFIBUS （SIPART PS2 PA ）总线信号中获取电源。对于基金会现场总线(FF) 同样适用。
SIPART PS2 的特点就是耗气量极少。传统的定位器耗气量很大。现代压电技术的使用，使SIPART PS2 只在动作的时候消耗气体，这就意味它在很短时间内就可以收回本身投资。
SIPART PS2具有检测功能，能报告执行机构和调节阀变化的多项丰富的信息，这种信息对调节阀和执行机构的诊断和检测是非常重要的。可实现测量（一些极值可调整）和监控的功能，包括：
1、行程累积
2、行程方向改变次数 3、报警计数 4、死区自调整
5、阀门极限位置（例如：阀座的磨损）
6、最高/ 最低温度下的运行小时数（按照温度范围） 7、压电阀运行次数 8、阀门定位时间
9、执行机构泄漏
智能电气阀门定位器SIPART PS2 有更多的额外监测功能，状态显示源自故障信号的监测。故障信号按“交通灯”的方式进行分类，用绿色、黄色和红色扳手表示（PDM 软件）：
1、需要维修（绿色扳手）
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2、急需维修（黄色扳手） 3、临近故障或故障（红色扳手）
这使用户在阀门或执行器在产生重大故障前能够提前检测到，可避免系统停车。通过故障信号的指示，例如执行器隔膜的损坏、动作滞后等，用户可利用适当的维护策略保证系统可靠。三级报警同样可提早监测和显示故障，例如填料盒的静摩擦力、阀芯/ 阀座的磨损，及挂料与结垢等。一些故障信号即可通过接线输出，也可通过HART、现场总线接口输出。在这种情况下，带有HART、PROFIBUS、FF 版本PS2 阀门定位器可显示关键过程变量的多种故障信号，以及趋势图和柱状图LCD 还可显示维护等级，故障等级。 2.2.2 电磁流量变送器
电磁流量变送器的型号是SITRANS FM Intermag 2，它是一个基于微处理器，并带有数字显示及多种语言的变送器。这种变送器可以处理来自下列的传感器的测量信号：SITRANS FM 711/A,711/E,711/S和711/F5系列的电磁传感器及插入式传感器S1和S2。SITRANS FM Intermag 2电磁变送器分为一体型和分离型，适用于恒定电磁场的INTERMAG 2变送器可以应用于流速可达12米/秒和最小电导率为3μS/cm的介质。
SITRANS FM变送器主要应用于以下领域：水和水处理、电力工业、化工和制药和食品工业。它的主要特点如下：
1、带有16位微处理器的信号快速处理系统；
2、自动识别传感器的类型与存储在Smartplug智能模块中的标定数据； 3、PROFIBUS-PA或HERT通讯；
4、简单的菜单操作、带两行的LCD显示； 5、自动监控功能；
6、所有输出信号的内部仿真输出功能；
7、监控传感器在使用中的感应电流和电级的在线功能；
8、脉冲的模拟量输出和数字量输出，仪表状态，极限值，流向和频率的输出； 9、禁止或允许累积量清零，禁止或能关闭测量仪表。 2.2.3 温度测量仪表
SITRANS TH100温度测量仪表，装在传感器的头部，与Pt100 热电阻结合使用， SITRANS TH100 变送器是各工业行业中理想的温度测量仪表。由于设计紧凑，它可以安装在B 型(DIN43729) 或更大的连接头上。输出信号是与温度成正比的4~20 mA 的直流电流。通过一台PC，使用SIPROM T 软件和SITRANS TH100/TH200 调制解调器，可以进行参数调整。
该温度变送器的工作原理是由Pt100 热电阻( 二、三或四线制系统/) 提供的测量信号在输入级被放大。再将与输入变量成正比的电压经数模转换器中的多路调制器转换为数字信号。这些信号在微处理器中根据传感器的特性及其它参量（测量范围、阻尼、
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环境温度等）加以转换。这样得到的信号又在数/模转换器中转换为与负载无关的4~20mA的直流电流。EMC 滤波器保护输入和输出电路不受电磁干扰。其工作原理如图2所示：
图2 工作原理图
SITRANS TH100温度测量仪表的优点有：
1、二线制变送器。
2、安装在B 型（DIN 43729 ）或更大的连接头上，也可安装在标 准DIN 导轨上。
3、可编程，即传感器连接、测量范围等也可编程。 2.2.4 压力变送器
SITRANS P - DS III压力/差压变送器是数字式仪表， 具有用户界面友好，精度高的特点。可通过控制键，HART通讯，PROFIBUS-PA或基金会现场总线接口进行参数设定。 丰富的功能使该压力变送器十分适合工厂的需要。尽管有大量的设定选项，但操作仍十分简单。符合本安喝隔爆的防爆要求的变送器可以安装在有潜在爆炸危险气氛内，该变送器具有EC型试验合格证书，并符合欧洲标准ATEX。变送器可以连接各种设计的远传密封组件，以便用于如高粘度物料灯特殊应用场合。不同型号的DS III压力变送器可以用来测量：表压、绝对压力、差压、液位、流量。
2.3 水箱液位串级系统控制方案设计
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