《電子技術(shù)應(yīng)用》
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智能型差壓變送器的應(yīng)用
摘要: 智能變送器畢竟代表著新一代變送器的崛起,它采用了當(dāng)今不少高新技術(shù),如傳感技術(shù),微電子數(shù)字處理技術(shù)等,與常現(xiàn)變送器相比,具有精度高、穩(wěn)定性好、可靠性高、測量范圍寬、量程比大等特定。更具優(yōu)勢的是它實現(xiàn)了數(shù)字通訊功能。
Abstract:
Key words :

一、前 言

  基于微處理器的現(xiàn)場智能儀表是順應(yīng)現(xiàn)場總線而產(chǎn)生的,同樣,現(xiàn)場智能儀表的應(yīng)用也為現(xiàn)場總線的開發(fā)與應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)并提出新的問題,供專家研究?,F(xiàn)階段現(xiàn)場智能儀表,正象有關(guān)文獻所介紹的,由于通訊協(xié)議的不兼容,以及兼顧常規(guī)儀表4-20mA模擬信號傳遞的持點,是一種不得已的過渡產(chǎn)品。還不能真正適應(yīng)現(xiàn)場總線的真智能現(xiàn)場儀表。它既不能降低控制系統(tǒng)的初期安裝費用,也不能充分發(fā)揮其本身所具有的優(yōu)越功能,更不能實現(xiàn)現(xiàn)場智能儀表之間的相互信息交換與運作。

  然而,智能變送器畢竟代表著新一代變送器的崛起,它采用了當(dāng)今不少高新技術(shù),如傳感技術(shù),微電子數(shù)字處理技術(shù)等,與?,F(xiàn)變送器相比,具有精度高、穩(wěn)定性好、可靠性高、測量范圍寬、量程比大等特定。更具優(yōu)勢的是它實現(xiàn)了數(shù)字通訊功能。通過具有相同通訊協(xié)議的DCS系統(tǒng)或現(xiàn)場通訊控制器可對智能變送器的各種參數(shù)進行變更、設(shè)定,實現(xiàn)遠程調(diào)試、人機對話、在線監(jiān)測各種數(shù)據(jù)。和所有智能儀表一樣,智能變送器也擁有完善的自診斷功能??梢哉f,目前的智能變送器是替代過去,代表將來現(xiàn)場儀表發(fā)展方面的新型變送器。

二、智能差壓變送器的應(yīng)用

  以下關(guān)于智能變送器的實際應(yīng)用例子、發(fā)揮其各種特點,解決過程控制測景中出現(xiàn)的各種問題。需要指出的是,市場上存在著各種類型的智能變送器,內(nèi)在功能將特性不盡相同,故文中所舉的個別例子不一定具有普通性,請讀者叫鑒。

  1. 實際驗證原始設(shè)計差壓

  某廠銅堿洗工段再生崗位,有一差壓式流量計用于空氣流量的測量。空氣用于廢銅液再生后銅比的調(diào)節(jié)。這套流量計的設(shè)計差壓值為10KPa,但一直無法正常運行?,F(xiàn)場操作人員只能憑借經(jīng)驗來判斷、控制空氣流量,給工藝操作伴來隨意性、盲目性;門時,過多的空氣量會使系統(tǒng)中的氧含量升高而威脅系統(tǒng)安全??紤]到該空氣流量小,工藝管道小,及原始設(shè)計中相應(yīng)的藝參數(shù)存在偏差、從而使得理論驗證原設(shè)計差壓值變得意義不大。

  在應(yīng)用智能差壓變送器后,利用智能差壓變送器具有顯示輸入差壓值的功能。單位可以從規(guī)定的系列中選取,實際驗證設(shè)計差壓值變得非常方便,在崗位人員的配合下,實際測量了該流量計的工作差壓值與最大差壓值。出乎意料的是,最大差壓值竟達100KPa,是原設(shè)計值的10倍,無怪乎原差壓式流量計不能正常運行。按此差壓值,用智能終端修改變送器的測量上限值、實現(xiàn)了空氣流量的自動測量,解決了歷史上未能解決、困擾已久的難題。

  在差壓式流量計應(yīng)用中,尤其在小流量、小管道的測量中,可能存在工藝參數(shù)個詳或與實際情況存在嚴(yán)重偏差等系列問題。引起原始設(shè)汁差壓值的嚴(yán)重誤差,導(dǎo)致整套流量計異常。此時,引用智能差壓變送器可以起到化繁為簡的作用,用它直接實際測量節(jié)流件前后的壓差,據(jù)此修正原始設(shè)計值,使疑難問題迎刃而解。

  2. 簡化系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)

  智能差壓變送器只須通過簡單的設(shè)定而獲得與輸入差壓信號平方根關(guān)系的輸出信號,因而可免于使用差壓式流量計的開方環(huán)節(jié),簡化了測量、控制系統(tǒng)的構(gòu)成。好處是不言而喻的。同時,開方后小信號切除又具有獨到之處。有兩種小信號切除方式:其一,與普通開方器樣,在輸出信號小于切除點時進行完全切除。其二是在輸出信號小于切除點時,輸出信號與輸入差壓信號成線性關(guān)系。兩種切除方式的切除點在0%-20%之間連續(xù)可調(diào)。線性切除方式在測量下限流量時,有益于現(xiàn)場的操作。

  3. 減少儀表備品數(shù)量

  中氮企業(yè),氨合成塔主線進口氫、氟混合氣流量的測量有大流量測量和小流量測量之說。大流量用于合成塔正常生產(chǎn)時,小流量用于合成塔觸媒更新后升溫還原階段。用常規(guī)差壓變送器來實現(xiàn)時。在升溫還原階段,需裝上小量程差壓變送器(本廠實際差壓值為KPa,進行電爐升溫時安全氣量(即小流量)的測量控制;在升溫還原階段結(jié)束后,合成塔投入正常生產(chǎn)時,又需重新?lián)Q裝成大量程差壓變送器(實際差壓值為254KPa)。通常常規(guī)差壓變送器不具備如此大的量程比。為滿生產(chǎn)需要,該流量的測量實際上配備了兩臺差壓變送器。

  利用智能差壓變送器量程比大,且有自設(shè)定、自校驗?zāi)芰?。用其進行主線流量測量,僅需通過智能終端在控制室內(nèi)進行小量程差壓值和大量程差壓值的修改、完成同樣的目的。避免了常規(guī)差壓變送器的拆裝校驗,降低儀表工維護量,減少備品表數(shù)量。 常規(guī)差壓變送器的量程比郁不大,像熟悉的1151差壓變送器。量程比為6:1,而智能變送器的量程比至少可以達到30;1。一般可達50:1。顯而易見,如果用智能變送器作為常規(guī)4-20mA輸出變送器的備品,可大大減少備品儀表的規(guī)格和數(shù)量。

  4. 便于各種參數(shù)的現(xiàn)場顯示

  儀表進行簡單的設(shè)定,就可以使智能變送器內(nèi)藏LCD模塊顯示各種不同的數(shù)據(jù)。如壓力受送器,可使LCD直接顯示輸入壓力及相應(yīng)單位,差壓受送器,可使LCD指示單位自定的流量工程值等。在某些場合可以省略現(xiàn)場一次指示儀表,如壓力表、轉(zhuǎn)子流量計等 而不影響現(xiàn)場的監(jiān)視與操作。LCD顯示模塊具有強制自診斷顯示功能,一旦被測參數(shù)超出量程或變送器本身故障,LCD將顯示出錯代碼來替代原設(shè)定參數(shù)的顯示,利于及時排除故障。如果通過智能終端,可以從變送器中讀出更多的過程信息。

三、技術(shù)上有待改進的問題

  在使用中也發(fā)現(xiàn),智能變送器還存在尚需提高的技術(shù)問題。

  (1) 如何實現(xiàn)對變送器的加密,保證各種設(shè)定數(shù)據(jù)的權(quán)威性。

  (2) 如何降低變送器在進行通訊時對供電電源的要求。方便現(xiàn)場調(diào)試、維護。

  (3) 如何將變送器測出的其它信息,如環(huán)境溫度、過程介質(zhì)靜壓、差壓值等可以在智能終端上顯示的內(nèi)容分離出來,以達一表多用。

 ?。?) 如何突破通訊協(xié)議上各自為政的局面,實現(xiàn)通訊的標(biāo)準(zhǔn)化、開放化。

四、結(jié)束語

  雖然智能變送器的價格略高于常規(guī)模擬變送器,但其性能價格比卻非常規(guī)儀表所能及。上述幾例僅歸納了智能變送器的幾個特點,尚有其它優(yōu)點限于篇幅而不能一一列舉??傊?,即使沒有相應(yīng)的DCS系統(tǒng)與之配套,合理選擇智能變送器,不存在大材小用問題,它能幫助自控人員提高生產(chǎn)效率,降低儀表工作量,減少儀表備品備件,拓寬工作思路、提供解決問題新方法、新思路,最終提高生產(chǎn)過程的自動化水平。

  之所以稱之為“智能差壓變送器的初級應(yīng)用”,主要原因是未將智能變送器真正意義上的數(shù)字通訊功能與DCS系統(tǒng)結(jié)合起來,充分體現(xiàn)其綜合優(yōu)勢。僅用作常規(guī)變送器的替代,運用其某些特性來解決實際工作中的問題。姑且作為現(xiàn)場智能儀表應(yīng)用的初級經(jīng)驗奉獻于同行。
 

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