智能差壓變送器的初級應用

 一、前 言

基于微處理器的現(xiàn)場智能儀表是順應現(xiàn)場總線而產(chǎn)生的，同樣，現(xiàn)場智能儀表的應用也為現(xiàn)場總線的開發(fā)與應用提供了良好的基礎并提出新的問題，供專家研究。現(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*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。可以說，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用

以下關(guān)于智能變送器的實際應用例子、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)。這套流量計的設計差壓值為10KPa，但一直無法正常運行。現(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。考慮到該空氣流量小，工藝管道小，及原始設計中相應的藝參數(shù)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(guī)定的系列中選取，實際驗證設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zui大差壓值。出乎意料的是，zui大差壓值竟達100KPa，是原設計值的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*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(shù)個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*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，且有自設定、自校驗能力。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，保證各種設定數(shù)據(jù)的性。

（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。

（4） 如何突破通訊協(xié)議上各自為政的局面，實現(xiàn)通訊的標準化、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。總之，即使沒有相應的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，zui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)場智能儀表應用的初級經(jīng)驗奉獻于同行。