智能差壓變送器的初級應用

一、前 言

基于微處理器的現場(chǎng)智能儀表是順應現場(chǎng)總線(xiàn)而產(chǎn)生的，同樣，現場(chǎng)智能儀表的應用也為現場(chǎng)總線(xiàn)的開(kāi)發(fā)與應用提供了良好的基礎并提出新的問(wèn)題，供專(zhuān)家研究?，F階段現場(chǎng)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，以及兼顧常規儀表4-20mA模擬信號傳遞的持點(diǎn)，是一種不得已的過(guò)渡產(chǎn)品。還不能真正適應現場(chǎng)總線(xiàn)的真智能現場(chǎng)儀表。它既不能降低控制系統的初期安裝費用，也不能充分發(fā)揮其本身所具有的優(yōu)越功能，更不能實(shí)現現場(chǎng)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(zhù)新一代變送器的崛起，它采用了當今不少高新技術(shù)，如傳感技術(shù)，微電子數字處理技術(shù)等，與?，F變送器相比，具有精度高、穩定性好、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(shí)現了數字通訊功能。通過(guò)具有相同通訊協(xié)議的DCS系統或現場(chǎng)通訊控制器可對智能變送器的各種參數進(jìn)行變更、設定，實(shí)現遠程調試、人機對話(huà)、在線(xiàn)監測各種數據。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(shuō)，目前的智能變送器是替代過(guò)去，代表將來(lái)現場(chǎng)儀表發(fā)展方面的新型變送器。

二、智能差壓變送器的應用

以下關(guān)于智能變送器的實(shí)際應用例子、發(fā)揮其各種特點(diǎn)，解決過(guò)程控制測景中出現的各種問(wèn)題。需要指出的是，市場(chǎng)上存在著(zhù)各種類(lèi)型的智能變送器，內在功能將特性不盡相同，故文中所舉的個(gè)別例子不一定具有普通性，請讀者叫鑒。

1. 實(shí)際驗證原始設計差壓

某廠(chǎng)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?？諝庥糜趶U銅液再生后銅比的調節。這套流量計的設計差壓值為10KPa，但一直無(wú)法正常運行?，F場(chǎng)操作人員只能憑借經(jīng)驗來(lái)判斷、控制空氣流量，給工藝操作伴來(lái)隨意性、盲目性；門(mén)時(shí)，過(guò)多的空氣量會(huì )使系統中的氧含量升高而威脅系統安全?？紤]到該空氣流量小，工藝管道小，及原始設計中相應的藝參數存在偏差、從而使得理論驗證原設計差壓值變得意義不大。

在應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。單位可以從規定的系列中選取，實(shí)際驗證設計差壓值變得非常方便，在崗位人員的配合下，實(shí)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，是原設計值的10倍，無(wú)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(shí)現了空氣流量的自動(dòng)測量，解決了歷史上未能解決、困擾已久的難題。

在差壓式流量計應用中，尤其在小流量、小管道的測量中，可能存在工藝參數個(gè)詳或與實(shí)際情況存在嚴重偏差等系列問(wèn)題。引起原始設汁差壓值的嚴重誤差，導致整套流量計異常。此時(shí)，引用智能差壓變送器可以起到化繁為簡(jiǎn)的作用，用它直接實(shí)際測量節流件前后的壓差，據此修正原始設計值，使疑難問(wèn)題迎刃而解。

2. 簡(jiǎn)化系統組成環(huán)節

智能差壓變送器只須通過(guò)簡(jiǎn)單的設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(kāi)方環(huán)節，簡(jiǎn)化了測量、控制系統的構成。好處是不言而喻的。同時(shí)，開(kāi)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(kāi)方器樣，在輸出信號小于切除點(diǎn)時(shí)進(jìn)行完全切除。其二是在輸出信號小于切除點(diǎn)時(shí)，輸出信號與輸入差壓信號成線(xiàn)性關(guān)系。兩種切除方式的切除點(diǎn)在0%-20%之間連續可調。線(xiàn)性切除方式在測量下限流量時(shí)，有益于現場(chǎng)的操作。

3. 減少儀表備品數量

中氮企業(yè)，氨合成塔主線(xiàn)進(jìn)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(shuō)。大流量用于合成塔正常生產(chǎn)時(shí)，小流量用于合成塔觸媒更新后升溫還原階段。用常規差壓變送器來(lái)實(shí)現時(shí)。在升溫還原階段，需裝上小量程差壓變送器(本廠(chǎng)實(shí)際差壓值為KPa，進(jìn)行電爐升溫時(shí)安全氣量(即小流量)的測量控制；在升溫還原階段結束后，合成塔投入正常生產(chǎn)時(shí)，又需重新?lián)Q裝成大量程差壓變送器(實(shí)際差壓值為254KPa)。通常常規差壓變送器不具備如此大的量程比。為滿(mǎn)生產(chǎn)需要，該流量的測量實(shí)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，且有自設定、自校驗能力。用其進(jìn)行主線(xiàn)流量測量，僅需通過(guò)智能終端在控制室內進(jìn)行小量程差壓值和大量程差壓值的修改、完成同樣的目的。避免了常規差壓變送器的拆裝校驗，降低儀表工維護量，減少備品表數量。 常規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(jiàn)，如果用智能變送器作為常規4-20mA輸出變送器的備品，可大大減少備品儀表的規格和數量。

4. 便于各種參數的現場(chǎng)顯示

儀表進(jìn)行簡(jiǎn)單的設定，就可以使智能變送器內藏LCD模塊顯示各種不同的數據。如壓力受送器，可使LCD直接顯示輸入壓力及相應單位，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(chǎng)合可以省略現場(chǎng)一次指示儀表，如壓力表、轉子流量計等 而不影響現場(chǎng)的監視與操作。LCD顯示模塊具有強制自診斷顯示功能，一旦被測參數超出量程或變送器本身故障，LCD將顯示出錯代碼來(lái)替代原設定參數的顯示，利于及時(shí)排除故障。如果通過(guò)智能終端，可以從變送器中讀出更多的過(guò)程信息。

三、技術(shù)上有待改進(jìn)的問(wèn)題

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

(1) 如何實(shí)現對變送器的加密，保證各種設定數據的權威性。

(2) 如何降低變送器在進(jìn)行通訊時(shí)對供電電源的要求。方便現場(chǎng)調試、維護。

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

(4) 如何突破通訊協(xié)議上各自為政的局面，實(shí)現通訊的標準化、開(kāi)放化。

四、結束語(yǔ)

雖然智能變送器的價(jià)格略高于常規模擬變送器，但其性能價(jià)格比卻非常規儀表所能及。上述幾例僅歸納了智能變送器的幾個(gè)特點(diǎn)，尚有其它優(yōu)點(diǎn)限于篇幅而不能一一列舉?？傊?，即使沒(méi)有相應的DCS系統與之配套，合理選擇智能變送器，不存在大材小用問(wèn)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(wèn)題新方法、新思路，最終提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化水平。

之所以稱(chēng)之為“智能差壓變送器的初級應用”，主要原因是未將智能變送器真正意義上的數字通訊功能與DCS系統結合起來(lái)，充分體現其綜合優(yōu)勢。僅用作常規變送器的替代，運用其某些特性來(lái)解決實(shí)際工作中的問(wèn)題。姑且作為現場(chǎng)智能儀表應用的初級經(jīng)驗奉獻于同行。 電接點(diǎn)壓力表相關(guān)文章:電接點(diǎn)壓力表原理