现场总线通讯协议
IEC(******电工委员会)对现场总线(Fieldbus)的定义是“安装在制造和过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。”它是一种全数字化、双向、串行、多站的通信网络,一对导线上可传输多种信息。纯数字的现场总线智能变送器,是根据现场总线通信协议开发出来的一种变送器。它已不是传统意义上的变送器,而是同时起着变送、控制和通信的作用。在整个控制系统中,每台变送器都是一个网络接点。使用现场总线后,自控系统的配线、安装、调试和维护等方面的费用可以大大降低,随着现场总线控制系统(FCS)的发展应用,作为现场总线控制系统基础的现场总线智能变送器必将被广泛应用。
组成
智能压力变送器一般是由传感器、微处理器、存储器及模数、数模转换器组成。传感器用来检测被测量的信号,其所用材料因厂家而异。横河EJA为硅谐振式,把被测参数转换为硅梁的振动频率;ST300的传感器是扩散硅复合半导体式,把被测参数转换为硅芯片电阻值的变化;1151、3051及富士的FCX-A/C是硅微电容式,通过测电容来获得被测的差压或压力值,而8600系列智能变送器则为电感式。微处理器是智能变送器的核心,负责对数据的综合运算处理,如对检测信号线性化、量程重调、函数运算、工作单位换算及诊断与通讯功能。存储器用来存贮供微处理器调用的各种常数、程序及变送器的组态等,一般都是可擦写的。模数、数模转换器是将模拟信号与数字信号进行相互转换,传感器的检测信号到微处理器须用模数转换器,微处理器输出4~20mA信号须用数模转换器。智能变送器需要输出一路数字信号与DCS进行通讯,并附有一智能现场通讯器(SFC)或称手操器来与变送器通讯。此外,智能变送器备有后备电源,以免停电时存储器内数据丢失。
性能指标功能规格
测量范围:0-0.125-41370KPa
零点与量程
数字、智能
可用本机量程和零点按钮调整,或用HART手操器远程调整
模拟、线性
量程和零点连续可调
零点正、负迁移
零点负迁移时,量程下限须***大于或等于-URL;零点正迁移时,量程上限须***小于或等于+URL。校验量程须***大于或等于***小量程。
输出
数字、智能:
4~20mA DC,用户可选择线性或平方根输出。数字过程变量叠加在4~20mA 信号上,可供采用HART协议的上位机使用
应用
当前的智能变送器一般都是既有数字信号又有模拟信号的混合式智能变送器,与DCS的通讯是以传递4~20mA模拟信号为主,然后在其上面叠加数字信号用来远程设定零点、量程以及对变送器的校验、组态和诊断等。它只是为和现有DCS兼容而设计的,是真正意义上的全数字式智能变送器(如现场总线型智能变送器)的过渡产品。与常规模拟变速器相比,智能变速器在应用中具有以下特点:
量程范围宽,量程比大
智能变送器一般都具有宽广的量程范围,量程比大,从30:1到100:1,有的甚至达到400:1。变送器的量程比是指***大测量范围(URV)与***小测量范围(LRV)之比[1]。智能变送器量程与常规模拟变送器相比,***大的好处就是可以减少库存量,在不更换表的情况下随时更改量程,而不用顾忌量程超限。例如中原大化集团有限责任公司由于新增了3套三聚******装置,中间副产品CO2都要返回尿素装置的中压吸收塔进行重新吸收,而吸收CO2就要大大增加进人中压吸收塔的氨量,这样用来测氨的仪表量程要由原来的10 t/h扩大到30t/h,这时用智能变送器就非常方便,在线调整一下量程就可以了,不用重新更换仪表。如果是常规模拟变送器就要更换量程较大的新表。
维护简单方便
用手持通信器与智能变送器通信可选在现场变送器接线端子处或主控室控制柜内的接线端子处。这样仪表检修人员可在相对较安全、周围环境较好的控制室来对变送器进行量程修改、参数设置、仪表维护等工作。中原大化集团有限责任公司尿素装置有一测液氨罐液位的仪表,在开车阶段总是指示有误,原因是开车阶段与生产正常阶段液氨的密度不同造成仪表指示不准。只能是开车时给变送器设一测量范围,生产正常时再设一测量范围。另外,开车时现场容易漏氨等有害气体,仪表维护人员每次不得不戴着防毒面具来进行处理。如果用智能变送器代替原先的模拟仪表,可以同时解决上述问题,在控制室就可对仪表进行参数修改,保证了人员的人身安全。需要注意的是,手持通信器不能直接连在仪表控制回路中给变送器供电的电源两端,原因是电源为低阻抗,手持通信器在它两端无法读取信息,一般要求回路电阻在250~600Ω,电阻太小不能通讯,电阻太大变送器工作就会异常。
