數字稱(chēng)重傳感器在過(guò)程控制中的應用

在工業(yè)過(guò)程控制中，由于生產(chǎn)的連續運轉，對設備的可靠性有著(zhù)較高的要求，采用了很多冗余技術(shù)來(lái)保證測量和控制的可靠.除了DCS系統的冗余外，對現場(chǎng)的傳感器也提出了冗余的要求，DCS系統希望能及時(shí)了解各個(gè)傳感器工作狀態(tài)，并及時(shí)發(fā)現故障。這樣，傳統的稱(chēng)重方式由于多個(gè)模擬傳感器的信號經(jīng)過(guò)接線(xiàn)盒并接后成為一路信號，每個(gè)傳感器的信號就不再是可獨立辨別的，儀表無(wú)法在線(xiàn)發(fā)現問(wèn)題，進(jìn)行故障定位，就很難滿(mǎn)足連續生產(chǎn)中高可靠性的要求。

梅特勒-托利多的數字稱(chēng)重傳感器內部有微處理器，可以對自身進(jìn)行診斷，每個(gè)都有自己的地址，儀表能夠在線(xiàn)監測各個(gè)傳感器輸出并進(jìn)行智能處理，不但大大提高了稱(chēng)重系統的可靠性，而且可以輕松解決一些模擬傳感器很難實(shí)現的如大皮重小秤量、偏載檢測等要求。再加上自己獨特的高精度高速A/D轉換技術(shù)、全面的傳感器數字補償技術(shù)以及遠程高速防爆通信能力，使得性能超越了模擬傳感器的極限，達到了OIML C6的精度，通過(guò)了多項國際認證，是真正的數字稱(chēng)重傳感器。十多年來(lái)，梅特勒-托利多的數字稱(chēng)重傳感器在全球各地廣泛應用達到50萬(wàn)只以上。

與模擬傳感器相比，數字稱(chēng)重傳感器的如下特點(diǎn)更好地滿(mǎn)足了過(guò)程控制的要求：

可靠性高,抗干擾能力強，防雷性能好

模擬傳感器由儀表供電，其電橋的激勵電壓就等于外界儀表的供電。在工業(yè)現場(chǎng)，儀表與傳感器之間易受強電干擾和浪涌影響，會(huì )造成數據不穩，甚至瞬時(shí)燒毀傳感器。

數字傳感器采用全密封不銹鋼激光焊接技術(shù)，內充氦氣保護內部電路可靠工作，防護等級達到IP68。增加了各種保護電路和防雷擊設計，對儀表提供的電源先進(jìn)行處理，穩壓后再用于電橋的激勵，就消除了來(lái)自電源和雷電的浪涌干擾，使得傳感器輸出穩定的信號，保證了傳感器的正常工作。

不間斷工作

數字稱(chēng)重系統能保障生產(chǎn)的連續性，實(shí)現不間斷工作，儀表不但時(shí)刻監測著(zhù)各個(gè)數字傳感器的工作狀況，而且在發(fā)現某個(gè)傳感器故障時(shí)，儀表可以自動(dòng)啟動(dòng)不間斷工作方式，仍然能保障一定時(shí)間一定精度下的稱(chēng)重，不至于造成生產(chǎn)停機。同時(shí)儀表會(huì )發(fā)出信號給用戶(hù)，定位故障傳感器要求更換。

模擬傳感器系統一旦傳感器有故障就無(wú)法稱(chēng)重，從而造成停工停產(chǎn)的重大事件。

免標定

在生產(chǎn)現場(chǎng)進(jìn)行標定是一件很麻煩的事情，許多料罐系統很難加重量或無(wú)法掛砝碼進(jìn)行標定，使用數字傳感器就可以進(jìn)行免標定。這是因為數字傳感器在生產(chǎn)中，已用標準測力機對傳感器輸出進(jìn)行了標定，其輸出的數字量與標準力值是一一對應的，儀表讀取到的就是數字傳感器實(shí)際測量到的重量值，中間沒(méi)有任何損耗，因此可以實(shí)現免標定。

而模擬傳感器和稱(chēng)重儀表是分別生產(chǎn)分別標定的，在組成模擬稱(chēng)重系統時(shí)連線(xiàn)的各個(gè)環(huán)節都會(huì )有信號的損耗，儀表最后測量的信號并不完全等于傳感器的輸出信號，因此在應用時(shí)必須進(jìn)行系統的現場(chǎng)標定。

傳輸距離遠 通信速度快 防作弊效果顯著(zhù)

模擬式傳感器的mV級信號太小，易受射頻干擾和電磁干擾。而且在傳輸中由于電纜電阻的影響會(huì )有所損失,所以信號傳輸距離較短。模擬式稱(chēng)重作弊極其容易，很難控制。

數字傳感器輸出數字信號，不但電平要高出模擬式百倍，不易受到干擾，而且是按照Bifbus現場(chǎng)總線(xiàn)通信協(xié)議傳輸，通信速度是普通RS485的十倍，高速且具通信糾錯能力，保證了數據快速可靠。由于協(xié)議的保密現場(chǎng)無(wú)法作弊。

角差容易調整

一個(gè)模擬傳感器組成的秤體，由于信號的不可辨別，校準時(shí)需在每個(gè)傳感器上加砝碼并利用接線(xiàn)盒中的電位器進(jìn)行角差調整，由于各個(gè)傳感器間存在著(zhù)相互作用，因而需反復多次調整，耗時(shí)費力。

由數字傳感器組成的秤體，其角差的調整容易得多。由于儀表可以讀取到四角每個(gè)傳感器的受力情況，因此只要在各角加一遍載荷，儀表即可計算出各點(diǎn)的角差系數，可自動(dòng)進(jìn)行秤的角差調整，免去了反復加載砝碼的麻煩，提高了效率。一遍加載即可完成角差調整，非常簡(jiǎn)便快捷。

維護方便

模擬傳感器在生產(chǎn)時(shí)是連電纜線(xiàn)一起進(jìn)行溫度補償的，這樣才能消除電纜線(xiàn)電阻的溫度影響。如果模擬傳感器電纜線(xiàn)損壞后隨意連接，就會(huì )造成測量誤差。所以在距離較長(cháng)時(shí)，傳感器都需要專(zhuān)門(mén)定制。在更換傳感器時(shí)需重新穿線(xiàn)，在實(shí)際使用時(shí)很不方便。

數字傳感器使用軍標的航空插頭，不但保證了IP68的防護等級，使得傳感器與電纜線(xiàn)成為兩個(gè)獨立的器件，更換傳感器或電纜更方便，不用穿電纜線(xiàn)。由于傳輸的是數字信號，電纜線(xiàn)的長(cháng)度可根據需要改變，不會(huì )影響測量精度。數字傳感器更換時(shí)只需將相關(guān)參數輸入新傳感器，無(wú)需進(jìn)行系統的重新標定。

系統整體成本低

從系統成本的角度來(lái)看，雖然數字傳感器增加了電路板，但由于數字傳感器在應用中減少了調試及應用成本（如調試角差方便），能夠進(jìn)行免標定，更換傳感器不需重新標定等，而且數字傳感器的自診斷、不間斷工作等功能提高了系統可靠性，降低了停機時(shí)間。因此，系統總體成本是比模擬傳感器系統要降低的。