智能差壓變送器(qì)的應用
2016-12-23 15:06:23 點擊：
基于微處理(lǐ)器(qì)的現場(chǎng)智能儀表是順應現場(chǎng)總線而産生(shēng)的，同樣，現場(chǎng)智能儀表的應用
也為(wèi)現場(chǎng)總線的開(kāi)發與應用提供了良好的基礎并提出新的問題，供專家(jiā)研究。現階段現場(chǎng)
智能儀表，正象有(yǒu)關文獻所介紹的，由于通(tōng)訊協議的不兼容，以及兼顧常規儀表4-20mA
模拟信号傳遞的持點．是一種不得(de)已的過渡産品。還(hái)不能真正适應現場(chǎng)總線的真智能現場(chǎng)儀表。它既不能降低(dī)控制(zhì)系統的初期安裝費用．也不能充分發揮其本身所具有(yǒu)的優越功能，更不能實現現場(chǎng)智能儀表之間(jiān)的相互信息交換與運作(zuò)。
然而．智能變送器(qì)畢竟代表着新-代變送器(qì)的崛起，它采用了當今不少(shǎo)高(gāo)新技(jì)術(shù)．如傳感技(jì)術(shù)，微電(diàn)子數(shù)字處理(lǐ)技(jì)術(shù)等，與常現變送器(qì)相比、穩定性好、、測量範圍寬、量程比大(dà)等特定。更具優勢的是它實現了數(shù)字通(tōng)訊功能。通(tōng)過具有(yǒu)相同通(tōng)訊協議的DCS系統或現場(chǎng)通(tōng)訊控制(zhì)器(qì)可(kě)對智能變送器(qì)的各種參數(shù)進行(xíng)變更、設定，實現遠程調試、人(rén)機對話(huà)．在線監測各種數(shù)據。和(hé)所有(yǒu)智能儀表一樣，智能變送器(qì)也擁有(yǒu)完善的自診斷功能。可(kě)以說，目前的智能變送器(qì)是替代過去，代表将來(lái)現場(chǎng)儀表發展方面的新型變送器(qì)。
2 智能差壓變送器(qì)的應用
以下關于智能變送器(qì)的實際應用例子、發揮其各種特點，解決過程控制(zhì)測景中出現的各種問題：需要指出的是，市場(chǎng)上(shàng)存在着各種類型的智能變送器(qì)．內(nèi)在功能将特性不盡相同，故文中所舉的個(gè)别例子不一定具有(yǒu)普通(tōng)性．請(qǐng)讀者叫鑒。
2.1 實際驗證原始設計(jì)差壓
我廠銅堿洗工段再生(shēng)崗位．有(yǒu)一差壓式流量計(jì)用于空(kōng)氣流量的測量。空(kōng)氣用于廢銅液再生(shēng)後銅比的調節。這套流量計(jì)的設計(jì)差壓值為(wèi)10KPa．但(dàn)一直無法正常運行(xíng)。現場(chǎng)操作(zuò)人(rén)員隻能憑借經驗來(lái)判斷、控制(zhì)空(kōng)氣流量，給工藝操作(zuò)伴來(lái)随意性、盲目性；門(mén)時(shí)．過多(duō)的空(kōng)氣量會(huì)使系統中的氧含量升高(gāo)而威脅系統安全。考慮到該空(kōng)氣流量小(xiǎo)，工藝管道(dào)小(xiǎo)，及原始設計(jì)中相應的藝參數(shù)存在偏差、從而使得(de)理(lǐ)論驗證原設計(jì)差壓值變得(de)意義不大(dà)。
在應用智能差壓變送器(qì)後．利用智能差壓變送器(qì)具有(yǒu)顯示輸入差壓值的功能。單位可(kě)以從規定的系列中選取，實際驗證設計(jì)差壓值變得(de)非常方便，在崗位人(rén)員的配合下，實際測量了該流量計(jì)的工作(zuò)差壓值與最大(dà)差壓值。出乎意料的是，最大(dà)差壓值竟達100KPa．是原設計(jì)值的10倍，無怪乎原差壓式流量計(jì)不能正常運行(xíng)。按此差壓值，用智能終端修改變送器(qì)的測量上(shàng)限值、實現了空(kōng)氣流量的自動測量．解決了曆史上(shàng)未能解決、困擾已久的難題。
在差壓式流量計(jì)應用中．尤其在小(xiǎo)流量、小(xiǎo)管道(dào)的測量中，可(kě)能存在工[藝參數(shù)個(gè)詳或與實際情況存在嚴重偏差等系列問題．引起原始設汁差壓值的嚴重誤差，導緻整套流量計(jì)異常。此時(shí)，引用智能差壓變送器(qì)可(kě)以起到化繁為(wèi)簡的作(zuò)用，用它直接實際測量節流件前後的壓差，據此修正原始設計(jì)值，使疑難問題迎刃而解。
2.2 簡化系統組成環節
智能差壓變送器(qì)隻須通(tōng)過簡單的設定而獲得(de)與輸入差壓信号平方根關系的輸出信号，因而可(kě)免于使用差壓式流量計(jì)的開(kāi)方環節．簡化了測量、控制(zhì)系統的構成。好處是不言而喻的。同時(shí)．開(kāi)方後小(xiǎo)信号切除又具有(yǒu)獨到之處。有(yǒu)兩種小(xiǎo)信号切除方式．其一與普通(tōng)開(kāi)方器(qì)-樣，在輸出信号小(xiǎo)于切除點時(shí)進行(xíng)完全切除．如圖l所示。稱之為(wèi)"零切除方式"：其二是在輸出信号小(xiǎo)于切除點時(shí)．輸出信号與輸入差壓信号成線性關系．如圖2所示，稱之為(wèi)"線性切除方式"。兩種切除方式的切除點在0%-20%之間(jiān)連續可(kě)調。比較圖1和(hé)圖2可(kě)知．線性切除方式在測量下限流量時(shí)，有(yǒu)益于現場(chǎng)的操作(zuò)。
2.3減少(shǎo)儀表備品數(shù)量
中氮企業，氨合成塔主線進口氫、氟混合氣流量的測量有(yǒu)大(dà)流量測量和(hé)小(xiǎo)流量測量之說。大(dà)流量用于合成塔正常生(shēng)産時(shí)．小(xiǎo)流量用于合成塔觸媒更新後升溫還(hái)原階段。用常規 差壓變送器(qì)來(lái)實現時(shí)。在升溫還(hái)原階段，需裝上(shàng)小(xiǎo)量程差壓變送器(qì)(本廠實際差壓值為(wèi)16KPa，進行(xíng)電(diàn)爐升溫時(shí)安全氣量(即小(xiǎo)流量)的測量控制(zhì)；在升溫還(hái)原階段結束後，合成塔投入正常生(shēng)産時(shí)．又需重新換裝成大(dà)量程差壓變送器(qì)(實際差壓值為(wèi)254KPa)。通(tōng)常常規差壓變送器(qì)．不具備如此大(dà)的量程比。為(wèi)滿生(shēng)産需要，該流量的測量實際上(shàng)配備了兩台差壓變送器(qì)。
利用智能差壓變送器(qì)量程比大(dà)。且有(yǒu)自設定、自校(xiào)驗能力．用其進行(xíng)主線流量測量．僅需通(tōng)過智能終端在控制(zhì)室內(nèi)進行(xíng)小(xiǎo)量程差壓值和(hé)大(dà)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(qì)的拆裝校(xiào)驗．降低(dī)儀表工維護量，減少(shǎo)備品表數(shù)量。 常規差壓變送器(qì)的量程比郁不大(dà)．像熟悉的1151差壓變送器(qì)。量程比為(wèi)6：1，而智能變送器(qì)的量程比至少(shǎo)可(kě)以達到30；1。一般可(kě)達50：1。顯而易見．如果用智能變送器(qì)作(zuò)為(wèi)常規4-20mA輸出變送器(qì)的備品，可(kě)大(dà)大(dà)減少(shǎo)備品儀表的規格和(hé)數(shù)量。
2.4 便于各種參數(shù)的現場(chǎng)顯示
儀表進行(xíng)簡單的設定，就可(kě)以使智能變送器(qì)內(nèi)藏LCD模塊顯示各種不同的數(shù)據。如壓力受送器(qì)．可(kě)使LCD直接顯示輸入壓力及相應單位，差壓受送器(qì)，可(kě)使LCD指示單位自定的流量工程值等。在某些(xiē)場(chǎng)合可(kě)以省略現場(chǎng)一次指示儀表，如壓力表、轉子流量計(jì)等 而不影(yǐng)響現場(chǎng)的監視(shì)與操作(zuò)。LCD顯示模塊具有(yǒu)強制(zhì)自診斷顯示功能，一旦被測參數(shù)超出量程或變送器(qì)本身故障，LCD将顯示出錯代碼來(lái)替代原設定參數(shù)的顯示，利于及時(shí)排除故障。如果通(tōng)過智能終端，可(kě)以從變送器(qì)中讀出更多(duō)的過程信息。
3 技(jì)術(shù)上(shàng)有(yǒu)待改進的問題
在使用中也發現．智能變送器(qì)還(hái)存在尚需提高(gāo)的技(jì)術(shù)問題。
(1)如何實現對變送器(qì)的加密，保證各種設定數(shù)據的權威性。
(2)如何降低(dī)變送器(qì)在進行(xíng)通(tōng)訊時(shí)對供電(diàn)電(diàn)源的要求。方便現場(chǎng)調試、維護。
(3)如何将變送器(qì)測出的其它信息，如環境溫度、過程介質靜壓、差壓值等可(kě)以在智能終端上(shàng)顯示的內(nèi)容分離出來(lái)．以達一表多(duō)用。
(4)如何突破通(tōng)訊協議上(shàng)各自為(wèi)政的局面，實現通(tōng)訊的标準化、開(kāi)放化。
4 結束語
雖然智能變送器(qì)的價格略高(gāo)于常規模拟變送器(qì)，但(dàn)其性能價格比卻非常規儀表所能及。上(shàng)述幾例僅歸納了智能變送器(qì)的幾個(gè)特點，尚有(yǒu)其它優點限于篇幅而不能一一列舉。總之，即使沒有(yǒu)相應的DCS系統與之配套，合理(lǐ)選擇智能變送器(qì)，不存在大(dà)材小(xiǎo)用問題，它能幫助自控人(rén)員提高(gāo)生(shēng)産效率，降低(dī)儀表工作(zuò)量，減少(shǎo)儀表備品備件，拓寬工作(zuò)思路、提供解決問題新方法、新思路，最終提高(gāo)生(shēng)産過程的自動化水(shuǐ)平。之所以稱之為(wèi)"智能差壓變送器(qì)的初級應用"．主要原因是未将智能變送器(qì)真正意義上(shàng)的數(shù)字通(tōng)訊功能與DCS系統結合起來(lái)，充分體(tǐ)現其綜合優勢。僅用作(zuò)常規變送器(qì)的替
代，運用其某些(xiē)特性來(lái)解決實際工作(zuò)中的問題。姑且作(zuò)為(wèi)現場(chǎng)智能儀表應用的初級經驗奉獻于同行(xíng)。
也為(wèi)現場(chǎng)總線的開(kāi)發與應用提供了良好的基礎并提出新的問題，供專家(jiā)研究。現階段現場(chǎng)
智能儀表，正象有(yǒu)關文獻所介紹的，由于通(tōng)訊協議的不兼容，以及兼顧常規儀表4-20mA
模拟信号傳遞的持點．是一種不得(de)已的過渡産品。還(hái)不能真正适應現場(chǎng)總線的真智能現場(chǎng)儀表。它既不能降低(dī)控制(zhì)系統的初期安裝費用．也不能充分發揮其本身所具有(yǒu)的優越功能，更不能實現現場(chǎng)智能儀表之間(jiān)的相互信息交換與運作(zuò)。
然而．智能變送器(qì)畢竟代表着新-代變送器(qì)的崛起，它采用了當今不少(shǎo)高(gāo)新技(jì)術(shù)．如傳感技(jì)術(shù)，微電(diàn)子數(shù)字處理(lǐ)技(jì)術(shù)等，與常現變送器(qì)相比、穩定性好、、測量範圍寬、量程比大(dà)等特定。更具優勢的是它實現了數(shù)字通(tōng)訊功能。通(tōng)過具有(yǒu)相同通(tōng)訊協議的DCS系統或現場(chǎng)通(tōng)訊控制(zhì)器(qì)可(kě)對智能變送器(qì)的各種參數(shù)進行(xíng)變更、設定，實現遠程調試、人(rén)機對話(huà)．在線監測各種數(shù)據。和(hé)所有(yǒu)智能儀表一樣，智能變送器(qì)也擁有(yǒu)完善的自診斷功能。可(kě)以說，目前的智能變送器(qì)是替代過去，代表将來(lái)現場(chǎng)儀表發展方面的新型變送器(qì)。
2 智能差壓變送器(qì)的應用
以下關于智能變送器(qì)的實際應用例子、發揮其各種特點，解決過程控制(zhì)測景中出現的各種問題：需要指出的是，市場(chǎng)上(shàng)存在着各種類型的智能變送器(qì)．內(nèi)在功能将特性不盡相同，故文中所舉的個(gè)别例子不一定具有(yǒu)普通(tōng)性．請(qǐng)讀者叫鑒。
2.1 實際驗證原始設計(jì)差壓
我廠銅堿洗工段再生(shēng)崗位．有(yǒu)一差壓式流量計(jì)用于空(kōng)氣流量的測量。空(kōng)氣用于廢銅液再生(shēng)後銅比的調節。這套流量計(jì)的設計(jì)差壓值為(wèi)10KPa．但(dàn)一直無法正常運行(xíng)。現場(chǎng)操作(zuò)人(rén)員隻能憑借經驗來(lái)判斷、控制(zhì)空(kōng)氣流量，給工藝操作(zuò)伴來(lái)随意性、盲目性；門(mén)時(shí)．過多(duō)的空(kōng)氣量會(huì)使系統中的氧含量升高(gāo)而威脅系統安全。考慮到該空(kōng)氣流量小(xiǎo)，工藝管道(dào)小(xiǎo)，及原始設計(jì)中相應的藝參數(shù)存在偏差、從而使得(de)理(lǐ)論驗證原設計(jì)差壓值變得(de)意義不大(dà)。
在應用智能差壓變送器(qì)後．利用智能差壓變送器(qì)具有(yǒu)顯示輸入差壓值的功能。單位可(kě)以從規定的系列中選取，實際驗證設計(jì)差壓值變得(de)非常方便，在崗位人(rén)員的配合下，實際測量了該流量計(jì)的工作(zuò)差壓值與最大(dà)差壓值。出乎意料的是，最大(dà)差壓值竟達100KPa．是原設計(jì)值的10倍，無怪乎原差壓式流量計(jì)不能正常運行(xíng)。按此差壓值，用智能終端修改變送器(qì)的測量上(shàng)限值、實現了空(kōng)氣流量的自動測量．解決了曆史上(shàng)未能解決、困擾已久的難題。
在差壓式流量計(jì)應用中．尤其在小(xiǎo)流量、小(xiǎo)管道(dào)的測量中，可(kě)能存在工[藝參數(shù)個(gè)詳或與實際情況存在嚴重偏差等系列問題．引起原始設汁差壓值的嚴重誤差，導緻整套流量計(jì)異常。此時(shí)，引用智能差壓變送器(qì)可(kě)以起到化繁為(wèi)簡的作(zuò)用，用它直接實際測量節流件前後的壓差，據此修正原始設計(jì)值，使疑難問題迎刃而解。
2.2 簡化系統組成環節
智能差壓變送器(qì)隻須通(tōng)過簡單的設定而獲得(de)與輸入差壓信号平方根關系的輸出信号，因而可(kě)免于使用差壓式流量計(jì)的開(kāi)方環節．簡化了測量、控制(zhì)系統的構成。好處是不言而喻的。同時(shí)．開(kāi)方後小(xiǎo)信号切除又具有(yǒu)獨到之處。有(yǒu)兩種小(xiǎo)信号切除方式．其一與普通(tōng)開(kāi)方器(qì)-樣，在輸出信号小(xiǎo)于切除點時(shí)進行(xíng)完全切除．如圖l所示。稱之為(wèi)"零切除方式"：其二是在輸出信号小(xiǎo)于切除點時(shí)．輸出信号與輸入差壓信号成線性關系．如圖2所示，稱之為(wèi)"線性切除方式"。兩種切除方式的切除點在0%-20%之間(jiān)連續可(kě)調。比較圖1和(hé)圖2可(kě)知．線性切除方式在測量下限流量時(shí)，有(yǒu)益于現場(chǎng)的操作(zuò)。
2.3減少(shǎo)儀表備品數(shù)量
中氮企業，氨合成塔主線進口氫、氟混合氣流量的測量有(yǒu)大(dà)流量測量和(hé)小(xiǎo)流量測量之說。大(dà)流量用于合成塔正常生(shēng)産時(shí)．小(xiǎo)流量用于合成塔觸媒更新後升溫還(hái)原階段。用常規 差壓變送器(qì)來(lái)實現時(shí)。在升溫還(hái)原階段，需裝上(shàng)小(xiǎo)量程差壓變送器(qì)(本廠實際差壓值為(wèi)16KPa，進行(xíng)電(diàn)爐升溫時(shí)安全氣量(即小(xiǎo)流量)的測量控制(zhì)；在升溫還(hái)原階段結束後，合成塔投入正常生(shēng)産時(shí)．又需重新換裝成大(dà)量程差壓變送器(qì)(實際差壓值為(wèi)254KPa)。通(tōng)常常規差壓變送器(qì)．不具備如此大(dà)的量程比。為(wèi)滿生(shēng)産需要，該流量的測量實際上(shàng)配備了兩台差壓變送器(qì)。
利用智能差壓變送器(qì)量程比大(dà)。且有(yǒu)自設定、自校(xiào)驗能力．用其進行(xíng)主線流量測量．僅需通(tōng)過智能終端在控制(zhì)室內(nèi)進行(xíng)小(xiǎo)量程差壓值和(hé)大(dà)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(qì)的拆裝校(xiào)驗．降低(dī)儀表工維護量，減少(shǎo)備品表數(shù)量。 常規差壓變送器(qì)的量程比郁不大(dà)．像熟悉的1151差壓變送器(qì)。量程比為(wèi)6：1，而智能變送器(qì)的量程比至少(shǎo)可(kě)以達到30；1。一般可(kě)達50：1。顯而易見．如果用智能變送器(qì)作(zuò)為(wèi)常規4-20mA輸出變送器(qì)的備品，可(kě)大(dà)大(dà)減少(shǎo)備品儀表的規格和(hé)數(shù)量。
2.4 便于各種參數(shù)的現場(chǎng)顯示
儀表進行(xíng)簡單的設定，就可(kě)以使智能變送器(qì)內(nèi)藏LCD模塊顯示各種不同的數(shù)據。如壓力受送器(qì)．可(kě)使LCD直接顯示輸入壓力及相應單位，差壓受送器(qì)，可(kě)使LCD指示單位自定的流量工程值等。在某些(xiē)場(chǎng)合可(kě)以省略現場(chǎng)一次指示儀表，如壓力表、轉子流量計(jì)等 而不影(yǐng)響現場(chǎng)的監視(shì)與操作(zuò)。LCD顯示模塊具有(yǒu)強制(zhì)自診斷顯示功能，一旦被測參數(shù)超出量程或變送器(qì)本身故障，LCD将顯示出錯代碼來(lái)替代原設定參數(shù)的顯示，利于及時(shí)排除故障。如果通(tōng)過智能終端，可(kě)以從變送器(qì)中讀出更多(duō)的過程信息。
3 技(jì)術(shù)上(shàng)有(yǒu)待改進的問題
在使用中也發現．智能變送器(qì)還(hái)存在尚需提高(gāo)的技(jì)術(shù)問題。
(1)如何實現對變送器(qì)的加密，保證各種設定數(shù)據的權威性。
(2)如何降低(dī)變送器(qì)在進行(xíng)通(tōng)訊時(shí)對供電(diàn)電(diàn)源的要求。方便現場(chǎng)調試、維護。
(3)如何将變送器(qì)測出的其它信息，如環境溫度、過程介質靜壓、差壓值等可(kě)以在智能終端上(shàng)顯示的內(nèi)容分離出來(lái)．以達一表多(duō)用。
(4)如何突破通(tōng)訊協議上(shàng)各自為(wèi)政的局面，實現通(tōng)訊的标準化、開(kāi)放化。
4 結束語
雖然智能變送器(qì)的價格略高(gāo)于常規模拟變送器(qì)，但(dàn)其性能價格比卻非常規儀表所能及。上(shàng)述幾例僅歸納了智能變送器(qì)的幾個(gè)特點，尚有(yǒu)其它優點限于篇幅而不能一一列舉。總之，即使沒有(yǒu)相應的DCS系統與之配套，合理(lǐ)選擇智能變送器(qì)，不存在大(dà)材小(xiǎo)用問題，它能幫助自控人(rén)員提高(gāo)生(shēng)産效率，降低(dī)儀表工作(zuò)量，減少(shǎo)儀表備品備件，拓寬工作(zuò)思路、提供解決問題新方法、新思路，最終提高(gāo)生(shēng)産過程的自動化水(shuǐ)平。之所以稱之為(wèi)"智能差壓變送器(qì)的初級應用"．主要原因是未将智能變送器(qì)真正意義上(shàng)的數(shù)字通(tōng)訊功能與DCS系統結合起來(lái)，充分體(tǐ)現其綜合優勢。僅用作(zuò)常規變送器(qì)的替
代，運用其某些(xiē)特性來(lái)解決實際工作(zuò)中的問題。姑且作(zuò)為(wèi)現場(chǎng)智能儀表應用的初級經驗奉獻于同行(xíng)。
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