智能差壓變送器應(yīng)用

      基于微處理器的現(xiàn)場(chǎng)智能儀表是順應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線而產(chǎn)生的，同樣，現(xiàn)場(chǎng)智能儀表的應(yīng)用也為現(xiàn)場(chǎng)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(wèn)題，供專家研究。現(xiàn)階段現(xiàn)場(chǎng)智能儀表，正象有關(guān)文獻(xiàn)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(hào)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(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線的真智能現(xiàn)場(chǎng)儀表。它既不能降低控制系統(tǒng)的初期安裝費(fèi)用．也不能充分發(fā)揮其本身所具有的*功能，更不能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)智能儀表之間的相互信息交換與運(yùn)作。
  然而．智能變送器畢竟代表著新-代變送器的崛起，它采用了當(dāng)今不少*．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(cè)量范圍寬、量程比大等特定。更具優(yōu)勢(shì)的是它實(shí)現(xiàn)了數(shù)字通訊功能。通過(guò)具有相同通訊協(xié)議的DCS系統(tǒng)或現(xiàn)場(chǎng)通訊控制器可對(duì)智能變送器的各種參數(shù)進(jìn)行變更、設(shè)定，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)試、人機(jī)對(duì)話．在線監(jiān)測(cè)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。可以說(shuō)，目前的智能變送器是替代過(guò)去，代表將來(lái)現(xiàn)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(yīng)用
  以下關(guān)于采用費(fèi)希奧儀表生產(chǎn)的智能差壓變送器的實(shí)際應(yīng)用例子、發(fā)揮其各種特點(diǎn)，解決過(guò)程控制測(cè)景中出現(xiàn)的各種問(wèn)題：需要指出的是，市場(chǎng)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(gè)別例子不一定具有普通性．請(qǐng)讀者叫鑒。
1. 實(shí)際驗(yàn)證原始設(shè)計(jì)差壓
  某廠銅堿洗工段再生崗位．有一差壓式流量計(jì)用于空氣流量的測(cè)量。空氣用于廢銅液再生后銅比的調(diào)節(jié)。這套流量計(jì)的設(shè)計(jì)差壓值為10KPa．但一直無(wú)法正常運(yùn)行。現(xiàn)場(chǎng)操作人員只能憑借經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷、控制空氣流量，給工藝操作伴來(lái)隨意性、盲目性；門時(shí)．過(guò)多的空氣量會(huì)使系統(tǒng)中的氧含量升高而威脅系統(tǒng)安全。考慮到該空氣流量小，工藝管道小，及原始設(shè)計(jì)中相應(yīng)的藝參數(shù)存在偏差、從而使得理論驗(yàn)證原設(shè)計(jì)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(shí)際驗(yàn)證設(shè)計(jì)差壓值變得方便，在崗位人員的配合下，實(shí)際測(cè)量了該流量計(jì)的工作差壓值與大差壓值。出乎意料的是，大差壓值竟達(dá)100KPa．是原設(shè)計(jì)值的10倍，無(wú)怪乎原差壓式流量計(jì)不能正常運(yùn)行。按此差壓值，用智能終端修改變送器的測(cè)量上限值、實(shí)現(xiàn)了空氣流量的自動(dòng)測(cè)量．解決了歷*未能解決、困擾已久的難題。
  在差壓式流量計(jì)應(yīng)用中．尤其在小流量、小管道的測(cè)量中，可能存在工[藝參數(shù)個(gè)詳或與實(shí)際情況存在嚴(yán)重偏差等系列問(wèn)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(jì)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(cè)量節(jié)流件前后的壓差，據(jù)此修正原始設(shè)計(jì)值，使疑難問(wèn)題迎刃而解。

2. 簡(jiǎn)化系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)
  智能差壓變送器只須通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)定而獲得與輸入差壓信號(hào)平方根關(guān)系的輸出信號(hào)，因而可免于使用差壓式流量計(jì)的開方環(huán)節(jié)．簡(jiǎn)化了測(cè)量、控制系統(tǒng)的構(gòu)成。好處是不言而喻的。同時(shí)．開方后小信號(hào)切除又具有獨(dú)到之處。有兩種小信號(hào)切除方式．其一 與普通開方器-樣，在輸出信號(hào)小于切除點(diǎn)時(shí)進(jìn)行*切除．如圖l所示。稱之為"零切除方式"：其二是在輸出信號(hào)小于切除點(diǎn)時(shí)．輸出信號(hào)與輸入差壓信號(hào)成線性關(guān)系．如圖2所示，稱之為"線性切除方式"。兩種切除方式的切除點(diǎn)在0%-20%之間連續(xù)可調(diào)。比較圖1
和圖2可知．線性切除方式在測(cè)量下限流量時(shí)，有益于現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)口氫、氟混合氣流量的測(cè)量有大流量測(cè)量和小流量測(cè)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(guī)差壓變送器來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)。在升溫還原階段，需裝上小量程差壓變送器（本廠實(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(cè)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(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(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(cè)量實(shí)際上配備了兩臺(tái)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(yàn)?zāi)芰Γ闷溥M(jìn)行主線流量測(cè)量．僅需通過(guò)智能終端在控制室內(nèi)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(guī)差壓變送器的拆裝校驗(yàn)．降低儀表工維護(hù)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(dá)到30；1。一般可達(dá)50：1。顯而易見(jiàn)．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(chǎng)顯示
  儀表進(jìn)行簡(jiǎn)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(chǎng)合可以省略現(xiàn)場(chǎng)一次指示儀表，如壓力表、轉(zhuǎn)子流量計(jì)等 而不影響現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)視與操作。LCD顯示模塊具有強(qiáng)制自診斷顯示功能，一旦被測(cè)參數(shù)超出量程或變送器本身故障，LCD將顯示出錯(cuò)代碼來(lái)替代原設(shè)定參數(shù)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(xiàn)．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(xiàn)對(duì)變送器的加密，保證各種設(shè)定數(shù)據(jù)的性。
  （2）如何降低變送器在進(jìn)行通訊時(shí)對(duì)供電電源的要求。方便現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、維護(hù)。
  （3）如何將變送器測(cè)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(nèi)容分離出來(lái)．以達(dá)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(xiàn)通訊的標(biāo)準(zhǔn)化、開放化。

      基于微處理器的現(xiàn)場(chǎng)智能儀表是順應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線而產(chǎn)生的，同樣，現(xiàn)場(chǎng)智能儀表的應(yīng)用也為現(xiàn)場(chǎng)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(wèn)題，供專家研究。現(xiàn)階段現(xiàn)場(chǎng)智能儀表，正象有關(guān)文獻(xiàn)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(hào)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(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線的真智能現(xiàn)場(chǎng)儀表。它既不能降低控制系統(tǒng)的初期安裝費(fèi)用．也不能充分發(fā)揮其本身所具有的*功能，更不能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)智能儀表之間的相互信息交換與運(yùn)作。
  然而．智能變送器畢竟代表著新-代變送器的崛起，它采用了當(dāng)今不少*．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(cè)量范圍寬、量程比大等特定。更具優(yōu)勢(shì)的是它實(shí)現(xiàn)了數(shù)字通訊功能。通過(guò)具有相同通訊協(xié)議的DCS系統(tǒng)或現(xiàn)場(chǎng)通訊控制器可對(duì)智能變送器的各種參數(shù)進(jìn)行變更、設(shè)定，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)試、人機(jī)對(duì)話．在線監(jiān)測(cè)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。可以說(shuō)，目前的智能變送器是替代過(guò)去，代表將來(lái)現(xiàn)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(yīng)用
  以下關(guān)于采用中宣儀表生產(chǎn)的智能差壓變送器的實(shí)際應(yīng)用例子、發(fā)揮其各種特點(diǎn)，解決過(guò)程控制測(cè)景中出現(xiàn)的各種問(wèn)題：需要指出的是，市場(chǎng)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(gè)別例子不一定具有普通性．請(qǐng)讀者叫鑒。
1. 實(shí)際驗(yàn)證原始設(shè)計(jì)差壓
  某廠銅堿洗工段再生崗位．有一差壓式流量計(jì)用于空氣流量的測(cè)量。空氣用于廢銅液再生后銅比的調(diào)節(jié)。這套流量計(jì)的設(shè)計(jì)差壓值為10KPa．但一直無(wú)法正常運(yùn)行。現(xiàn)場(chǎng)操作人員只能憑借經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷、控制空氣流量，給工藝操作伴來(lái)隨意性、盲目性；門時(shí)．過(guò)多的空氣量會(huì)使系統(tǒng)中的氧含量升高而威脅系統(tǒng)安全。考慮到該空氣流量小，工藝管道小，及原始設(shè)計(jì)中相應(yīng)的藝參數(shù)存在偏差、從而使得理論驗(yàn)證原設(shè)計(jì)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(shí)際驗(yàn)證設(shè)計(jì)差壓值變得方便，在崗位人員的配合下，實(shí)際測(cè)量了該流量計(jì)的工作差壓值與大差壓值。出乎意料的是，大差壓值竟達(dá)100KPa．是原設(shè)計(jì)值的10倍，無(wú)怪乎原差壓式流量計(jì)不能正常運(yùn)行。按此差壓值，用智能終端修改變送器的測(cè)量上限值、實(shí)現(xiàn)了空氣流量的自動(dòng)測(cè)量．解決了歷*未能解決、困擾已久的難題。
  在差壓式流量計(jì)應(yīng)用中．尤其在小流量、小管道的測(cè)量中，可能存在工[藝參數(shù)個(gè)詳或與實(shí)際情況存在嚴(yán)重偏差等系列問(wèn)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(jì)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(cè)量節(jié)流件前后的壓差，據(jù)此修正原始設(shè)計(jì)值，使疑難問(wèn)題迎刃而解。

2. 簡(jiǎn)化系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)
  智能差壓變送器只須通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)定而獲得與輸入差壓信號(hào)平方根關(guān)系的輸出信號(hào)，因而可免于使用差壓式流量計(jì)的開方環(huán)節(jié)．簡(jiǎn)化了測(cè)量、控制系統(tǒng)的構(gòu)成。好處是不言而喻的。同時(shí)．開方后小信號(hào)切除又具有獨(dú)到之處。有兩種小信號(hào)切除方式．其一 與普通開方器-樣，在輸出信號(hào)小于切除點(diǎn)時(shí)進(jìn)行*切除．如圖l所示。稱之為"零切除方式"：其二是在輸出信號(hào)小于切除點(diǎn)時(shí)．輸出信號(hào)與輸入差壓信號(hào)成線性關(guān)系．如圖2所示，稱之為"線性切除方式"。兩種切除方式的切除點(diǎn)在0%-20%之間連續(xù)可調(diào)。比較圖1
和圖2可知．線性切除方式在測(cè)量下限流量時(shí)，有益于現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)口氫、氟混合氣流量的測(cè)量有大流量測(cè)量和小流量測(cè)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(guī)差壓變送器來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)。在升溫還原階段，需裝上小量程差壓變送器（本廠實(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(cè)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(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(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(cè)量實(shí)際上配備了兩臺(tái)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(yàn)?zāi)芰Γ闷溥M(jìn)行主線流量測(cè)量．僅需通過(guò)智能終端在控制室內(nèi)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(guī)差壓變送器的拆裝校驗(yàn)．降低儀表工維護(hù)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(dá)到30；1。一般可達(dá)50：1。顯而易見(jiàn)．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(chǎng)顯示
  儀表進(jìn)行簡(jiǎn)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(chǎng)合可以省略現(xiàn)場(chǎng)一次指示儀表，如壓力表、轉(zhuǎn)子流量計(jì)等 而不影響現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)視與操作。LCD顯示模塊具有強(qiáng)制自診斷顯示功能，一旦被測(cè)參數(shù)超出量程或變送器本身故障，LCD將顯示出錯(cuò)代碼來(lái)替代原設(shè)定參數(shù)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(xiàn)．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(xiàn)對(duì)變送器的加密，保證各種設(shè)定數(shù)據(jù)的性。
  （2）如何降低變送器在進(jìn)行通訊時(shí)對(duì)供電電源的要求。方便現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、維護(hù)。
  （3）如何將變送器測(cè)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(nèi)容分離出來(lái)．以達(dá)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(xiàn)通訊的標(biāo)準(zhǔn)化、開放化。