智能变送器的设计方案

智能变送器的设计方案（共4篇）

智能变送器的设计方案 篇1

工业生产中,压力变送器主要用于连续地测量工艺参数,因而用量最大,广泛应用于冶金、电力、化工、煤化工、核电、建材、船舶、机械制造、垃圾处理、高速公路及城市供热等领域。随着工业自动化控制的快速发展,其对压力变送器的应用要求也越来越高,比如: 精度、稳定性和连续的工作模式,而且压力变送器长期与油、水、汽、高温、低温、振动冲击、电磁干扰、潮气、强酸、强碱或强腐蚀介质接触,故对其膜片材料、外壳及防腐性能等均提出了更高的要求[1~3]。近年来,随着国家安全法规的执行以及系统的智能升级,要求变送器必须具备SIL完整性安全认证、HART通信、Profi Bus或FF总线协议功能。

重庆四联测控技术有限公司组织研发队伍,设计了一款具有自主知识产权的高性能智能压力变送器,在此笔者着重给出其设计原理和实现方法。

1 系统组成

高性能智能压力变送器( 图1) 由电源、复合传感器、显示器、SD2015 HART通信模块、CPU处理器、ADS1241 信号采集模块和外部防雷模块组成。其中复合传感器、HART通信模块、CPU处理器是产品的核心部件。

1. 1 信号采集

采用应变电阻原理在半导体上制作复合传感器,传感器基体受力发生变化时应变电阻也发生变化,在恒流激励下,电阻上的电压变化量与压力变化量成正比关系。信号放大后经高速采样AD转换为数字信号,送入CPU处理器完成运算。

ADS1241 是具有24 位分辨率的高精度、动态特性的 Δ-Σ 型模拟/数字转换器,具有24 位无丢码特性和21 位有效分辨率。具有可选的输入缓冲,可以提高输入阻抗,使其可以直接与变送器或微小电平信号连接。而内置的熔断电流源则可以检测传感器的开路或短接状态。

1. 2 显示模块

高性能智能压力变送器设计有专用液晶显示器,采用超宽温LCD,适用于- 35℃ ~ + 85℃,解决了我国东北和西北地区超低温环境的变送器应用问题。配合CPU处理器,可显示压力、电流和百分比。进行压力显示的单位有m A、MPa、k Pa、Pa、gf / cm2、kgf/cm2、mm H2O、in H2O、ft H2O、mbar、bar、psi、mm Hg、in Hg、Torr、atm共16 种单位,可适用于全球不同的地区。

1. 3 HART通信模块

采用新型SD2015 HART通信模块,SD2015是专为实现HART协议而设计的CMOS单芯片调制解调器,符合HART协议的通用命令、常用命令和专用命令。SD2015 使用相位连续的频移键控FSK技术,传输速率1 200b / s,半双工通信,符合HART协议物理层要求。芯片的典型工作电流在5. 0V电压时为150μA,3. 3V时为90μA,低于现有的HART调制解调器芯片。误码率小于百万分之一,是HART协议要求的百分之一。

SD2015 功耗低、可靠性强,尤其适用于关注功耗的应用场合。芯片只需外加少量无源元件,即可满足HART物理层规范功能要求,包括调制与解调、输入信号滤波、载波检测及发送信号波形整形等。低功耗的SD2015 和CPU M3030RFC应用,使得产品功耗大为降低,为进一步开发无线变送器创造了有利条件。

1. 4 CPU处理模块

高性能智能压力变送器采用了低功耗的M3030 系列微处理器,其优势有: 运行速度快,最大运行频率16MHz; 24 位单端差分; 8KByte的FLASH存储器; 有8 种放大倍数设置,最大可达128 倍; 多功能UART串行通信功能; 两个DMAC通道; CRC计算电路; 监视定时器; 主时钟产生电路和子时钟产生电路; 87 个I/O端口和10 个外部中断管脚。

采用M3030 处理器构成的控制的系统,主要实现故障信号的分类与识别、等级设置、屏蔽,显示驱动与中断触发; 完成对变送器的非线性和温度影响的补偿校正时,进行自动运算功能; 运行系统软件,对测量数据进行计算、存储和处理,还可以通过反馈回路进行自动增益比调节,以使采集数据达到最佳。

1. 5 补偿系统

为提高变送器的量程比,提高温度性能、线性度及长期稳定性等指标,必须对传感器性能进行补偿校正[4]。高性能智能压力变送器采用数字滤波,能够有效抑制干扰,进行统计处理及去除异常数值等; 应用最先进的神经元补偿算法; 在信号较小时,实现增益自动调节,提高了产品的量程比,也提高了小量程时的产品精度、稳定性和可靠性;增加异常中断功能,识别传感器、电路、设置及数据采样等故障分析点,在产品出现相应故障时直接显示故障现象。软件编程采用C语言,系统主程序流程如图2 所示。

2 硬件电路

高性能智能压力主送器的关键芯片是信号采集模块ADS1241、HART通信模块SD2015 和CPU处理器,其硬件电路如图3 ~ 5 所示。

3 整机性能

高性能智能压力变送器采用了新型的低功耗高性能集成电路、先进的设计思路和优化的补偿算法,提升了产品的性能、质量、可靠性和功能。其主要性能指标如下:

基本精度 ±0.074%,±0.004%

量程比 100∶1

量程范围 差压0~20MPa压力0~70MPa

输出信号 4~20mA叠加HART协议

过载极限 差压42MPa压力105MPa

温度范围 环境温度-40~85℃

温度影响量 ±0.072%/28℃

长期漂移 不大于0.1%/5a

防爆 本安型Ex ia IIC T6隔爆型Ex d IIC T6

防护等级 IP67

高性能智能压力变送器除了常规的应用功能外,新增了独具特色的新功能,具体如下:

a. 集成自诊断功能。通过HART通信启动诊断功能,包括SENSOR、ROM、RAM、EEPROM和软件运行状况; 工作计时器累计工作事件; 超限监视器压力值、传感器温度和电子部件温度; 维护定时器。

b. 操作灵活方便。常规智能压力变送器在设定参数时,必须使用HART手操器。为了提高笔者介绍变送器的使用灵活性,设计时增加了“本地组态”功能。可通过3 个按键,在现场完成HART手操器的功能,如设定变送器的零点、量程、阻尼、输出显示、单位及零点校正等功能。此功能可在0 区爆炸环境中使用。

c. 仿真。可以定时对过程及其自身进行监视,在超过定义数量的事件之后,发送相关的测量值,并同时进行响应,从一个简单的“数值指示器”升级为“数值分析器”。可以通过HART传输诊断事件,输出电流不受影响,诊断原理如图6 所示。也可以在零压力条件下,模拟系统运行,仿真压力值、传感器温度、电子部件温度,输出不同的调试电流,用于系统开车前的检查、联调和系统故障分析。

4 结束语

高性能智能压力变送器经过两年多的构思、设计、测试、完善和工艺布局,进入产业化生产。在电力、冶金、建材、化工、煤化工及石油石化等生产装置中投入运行,证实该变送器的可靠性和精度都比较高,操作灵活、方便、快捷,与同类变送器相比具有较高的性价比。

摘要：介绍一款具有自主知识产权的智能压力变送器,给出其设计原理和实现方法。现场实现应用中,效果良好。

关键词：变送器,原理,HART协议,组态

智能变送器的设计方案 篇2

关键词：智能变送器,ARM 嵌入式系统,信号采集

流量变送在工业、家庭、能源及环保等许多部门有着广泛的用途,它是各种流量仪表和控制器的核心部分,在工业现场总线中也起着重要作用。流量变送经历了由模拟电路、数字电路到单片机实现的发展阶段,由功能简单向智能化方向迈进。近年来蓬勃发展的嵌入式系统日益受到人们的关注,已在许多领域得到广泛应用。嵌入式系统的特点很适合用于流量变送器的设计,可以使流量变送器朝着多功能、高精度和智能化方向进一步发展。

嵌入式系统是一种软硬件可扩充或裁减的专用计算机系统,以面向应用为主,是将计算机技术、半导体技术和电子技术以及各个行业的具体应用相结合后的产物。相对于传统的8/16位单片机,嵌入式系统具有速度高、容量大、扩充性能良好、实时性强、并可执行多任务操作系统的特点,因此很适合流量数据的采集和变送,尤其适用于对功能、可靠性、成本、体积或功耗要求严格的应用场合。ARM嵌入式系统是一种新兴的嵌入式系统,占据高性能、低功耗、低成本的嵌入式应用领域的领先地位,本文提出了基于ARM嵌入式系统的频率流量数据的采集和实时变送方案,阐述了软、硬件实现方法,该方案成本低廉并已获得很好的效果。

1 ARM嵌入式系统简介

嵌入式系统的核心是微处理器。ARM体系结构目前被公认为是业界领先的32位嵌入式RISC微处理器结构,其主要优势在于简单的设计和高效的指令集。ARM处理器在汽车、消费、工业控制、网络和无线应用等领域得到广泛应用。ARM处理器高性能、低功耗、体积小的特点适合用于智能流量变送器的设计。

在ARM公司的系列产品中,ARM7系列是面向中低端市场的低功耗32位内核。ARM7系列有多种产品,其中ARM7TDMI适合应用于实时环境。ARM7TDMI同时拥有16位压缩指令集Thumb;支持在片调试;能产生全64位结果的增强型乘法器;嵌入式ICE硬件提供在片断点和调试点支持,这些都为产品的开发提供了很好的环境。流量变送器选择的处理器是S3C44B0X芯片,它的片上资源非常丰富,包括:

(1) 2.5V供电的ARM7TDMI CPU内核带8KB Cache;

(2)外部存储控制器和LCD控制器;

(3) 2通道DMA和8通道10bit ADC输入;

(4) 2通道UART(支持16B FIFO);

(5) 1通道SIO接口和I2C控制器;

(6) 5通道PWM调制输出;

(7)看门狗定时器和带PLL的片内时钟发生器;

(8) 8通道外部中断输入和71个通用I/O端口;

(9)带日历功能的实时时钟(RTC)。

S3C44B0X芯片的上述功能充分满足流量变送的各种要求。以S3C44B0X处理器为核心,基于ARM嵌入式系统的频率流量变送器的系统结构框图如图1所示。

2 硬件电路设计

2.1 信号采集电路设计

频率流量信号来自流量信号转换器,它将流量信号转换为0～10kHz的频率信号。用频率对流量信号传送可以基本不损失精度,这是它的优点。流量转换器输出的频率流量信号通常是正弦波、三角波、矩形脉冲三种波形,幅度为低电平(0～2V)、高电平(3～24V)。对频率信号进行采集的电路如图2所示。该电路起采样、滤波和整形作用。图中LM311构成低通滤波器;4N25光电隔离器将输入信号隔离,对主电路起保护作用;LM393为比较器,形成标准的0～10kHz方波,作为外部中断信号送入S3C44B0X执行中断计数。该电路可以消除10kHz以上的干扰信号,使在0～1OkHz范围内的有用频率信号进入系统,从而保证了采样精度。

2.2 高精度D/A转换电路设计

变送器需要输出的是0～5V、0～10mA或4～20mA的标准信号,用AD420 D/A转换芯片可以实现上述3种信号的输出。AD420是串行输入16位D/A转换芯片,具有0～5V、0～20mA、4～20mA和0～24mA的转换能力,可以满足工业系统大多数信号变送的要求。AD420变送范围的选择由RS1和RS2管脚确定,其真值表如表1所示。

AD420的数字信号输入端是串行输入,有两种工作方式:三线接口和异步接口方式,并分别对应两种工作时序。设计中AD420采用三线接口方式,其时序如图3所示。

ARM嵌入式系统不具备上述时序,需要通过程序实现。AD420和ARM处理器的连接如图4所示,所使用的S3C44B0处理器的端口为TOUT1～TOUT4和EXINT1～EXINT2,AI+和AI-为变送器信号输出端。由于变送器需要和外部器件连接,为了对系统进行保护,AD420和S3C44Bo处理器的连接采用了双路高速光电隔离器HCPL-063L。HCPL-063L是Agilent公司新推出的产品,采用3.3V供电,具有15MBd的速度,适合对ARM处理器的信号进行隔离。

3 软件设计

频率流量信号的采集及变送流程图如图5所示。在用户程序运行之前首先要运行初始化程序。初始化程序是对系统硬件进行初始化配置,类似计算机系统中的BIOS设置。 初始化程序的内容有看门狗、时钟控制寄存器、中断、存储控制寄存器和堆栈等初始化设置。

在用户程序中,定时器中断用来设置采样时间间隔,采样中断则用于频率信号的计数,定时器设为500ms中断一次。ARM系统有很高的中断响应速度,因此可以实现0～ 10kHz的频率流量信号的采样中断。程序中数字滤波采用均值滤波方式。瞬时流量的计算公式为:q=f·Ri/Kt式中,f为脉冲输入信号频率,Hz;Ri为瞬时流量单位时间换算系数;Kt为脉冲输出流量计流量系数。计算出的瞬时流量值由S3C44B0X的TOUT1通用I/O口通过程序转换成串行信号输入AD420,并由EXINT1和EXINT2选择输出范围,最终完成流量值的信号转换。

本文提出了基于ARM的智能流量变送器的设计方法,包括软件和硬件的实现。系统具有如下特点:(1)执行效率高,速度快,可选择多种变送范围;(2) 系统具有较强的保护功能;(3)精度高:变换精度为读数的±0.1%,运算精度优于0.000 1%o;(4)功耗很低。

参考文献

[1] FURBER S.ARM SoC 体系结构[M].田泽,于敦山,盛世敏,译.北京:北京航空航天大学出版社,2002

[2] 王田苗.嵌入式系统设计与实例开发[M].北京:清华大学出版社,2002．

[3] D3C44B0X ARM 开发板使用说明[Z].上海:复旦金海博科技有限公司,2002．

浅谈智能差压变送器的校验 篇3

1. 智能差压变送器校验的内容

整个校验的过程需要运用仪表工对智能差压变送器的安装、校验线路的连接、组态、校准、校验表格填写与数据处理等方面的操作技能。所以,校验的过程具体可以分成六个方面的内容:

(1)校验装置的检查、安装、电路与气路连接

(2)大气零点修正

(3)按要求组态

(4)零点、电流校准与线性校验

(5)处理数据据

(6)断电、拆线与设备归位

2. 器具清单及说明

在校验过程中要用到压力源、标准表、参照表、手操器、智能差变、工具等仪器设备。

2.1 HB6500X1变送器实训系统技术指标及使用方法

整套校验系统由:变送器调校实训系统、数字标准压力校验仪、指针压力表、变送器安装托架、管路连接接头及附件组成。

(1)变送器校验实训系统组成:由高效气压泵、储压罐、控制传感器、智能压力控制器、气压驱动器、精密调节阀(微调阀、回检阀、截止阀)、输出快速接头和连接管路组成;

造压范围:0—1兆帕;

造压速度:小于60秒;

微调范围:0～50千帕;

(2)压力校验单元:HB600F2数字压力校验仪即标准压力模块

量程范围:0到100千帕;

精度:0.05级;

功能:24伏直流电压输出;可直接校验一般压力表、精密压力表、压力变送器、差压变送器、压力开关等仪表。

2.2 3051智能差压变送器技术指标

2.2.1 功能规格

(1)测量范围:-186.8千帕到+186.8千帕

(2)零点与量程:可用本机零点和量程按钮进行调整,或用HART手持智能终端远程调整。零点正、负迁移时,零点负迁移时,量程下限必须大于或等于测量下限;零点正迁移时必须小于或等于测量上限。校验量程必须大于或等于最小量程,选取的最大量程不超过最大量程。

(3)输出:模拟信号为4到20毫安直流电流,可以选择线性输出或平方根输出。数字信号叠加在4到20毫安直流模拟信号上,支持采用HART协议的手操器。

(4)阻尼时间常数:时间常数可调,以0.1秒递增,最小0.1秒,最大16.0秒。

(5)环境温度极限:-40至85摄氏度

(6)静压:在13.79兆帕的静压范围内工作时符合性能规格要求。

2.2.2 铭牌信息

(1)电源:12-45伏直流电压

(2)输出:4～20毫安直流电流

(3)量程:0～100千帕

(4)精度:0.2级(说明标准表的精度不如智能差变高)

由于智能差压变送器的精度往往比较高,要高于标准表的精度,我校使用的变送器校验系统标准表的精度是0.05级,所以根据标准表精度要高于被校表三倍的标准,把智能变送器所要达到的精度定位0.2级。

3. 差压变送器校验操作规程、步骤

3.1 器具检查

(1)对照器具清单检查器具是否具备

(2)HB8600X1压力校验系统:铭牌信息(检查并口述),

检查铭牌后,拧掉输出接头上的堵头,检查封闭“O”型圈是否完好。如出现毛刺立即更换,关闭回检阀和截止阀,适当旋出微调阀。压力校验台上电顺序:上电前先用万用表测试220伏交流电源是否正确,再插上交流电源插座,按下校验台控制电源开关。

(3)标准压力模块,作为标准表使用,检查并口述铭牌信息

检查铭牌后将标准表装到校验台输出接头上,打开电源,选择变送器状态并清零,使用万用表测量标准模块上端电流端子确认电压及极性。然后关闭。

(4)压力表(仅作为指示表):检查并口述量程、单位、精度、最小刻度,然后将精密压力表接到校验台输出接头上。

(5)使用万用表测试大小是否为两百五十欧姆

(6)手操器:打开电源开关看电源是否具备,然后关闭

(7)智能差变(检查并口述):铭牌信息、表体、压室是否清洁、接线端子。

3.2 安装差压变送器

先连接差变和安装板,然后安装到支架上。螺钉对角线安装,均匀用力,不要错丝。排放螺钉底部要高于底座顶部五厘米。

3.3 连接气路

正确使用四氟带密封变送器接头,管线另一接头要在校正完大气零点后再接到校验台输出上。

3.4 正确连接电路部分

重点察看变送器接线端子是否接错。检查无误后申请裁判同意方可通电,通电后正确选择标准压力模块工作状态(通电后如果需要清零则需要拔掉电源线清零然后插上电源线),要检查并口述电流是否显示正常。接线方法是气压模块24伏直流电源接变送器正极,负极出来接经两百五十欧姆电阻到气压模块电流端子正极。

3.5 大气零点修正

使用手操器先在量程下限处设置为零,然后进行零点调整(若以上调整零点不归零可再使用低端微调),调整完后将气管接到校验台输出上。在这里一定注意大气零点调整时差压变送器的正负两个压室必须都通大气。

3.6 使用手操器将变送器进行组态并进行电流徽调。具体步骤如下:

(1)按要求进行组态(如将单位设置为千帕,输出方式设置成线性,阻尼时间设置成0.1秒,设置位号,设置量程)。

(2)检查泄露,按下校验台启动键,待打压完成后,操作截止阀和微调阀加测量上限压力检查泄露,十秒内泄漏量不超过0.01千帕,否则用肥皂水查漏处理。

(3)四毫安电流微调,操作截止阀和微调阀使压力处于测量范围下限时进行四毫安电流微调。先使压力处于测量下限,输入选中四毫安微调之前的电流值,点确认看有没有变化,出现变化后点确认看到没到四毫安,如果不到,把当前的值记下来再进入四毫安电流微调进行反复调整。如果没有变化则选否再输入一遍原电流值。

(4)二十毫安电流微调,操作截止阀和微调阀使压力处于测量范围上限时进行二十毫安电流微调。先使压力处于测量上限,输入选中二十毫安微调之前的电流值,点确认看有没有变化,出现变化后点确认看到没到二十毫安,如果不到,把当前的值记下来再进入二十毫安电流微调进行反复调整。如果没有变化则选否再输入一遍原电流值。

(5)电流调整完毕符合要求后再检查检查零点与量程。下限允许范围为4.000±0.008毫安,上限允许范围为20.000±0.008毫安。

3.7 五点校验

在所选量程范围内按百分之零、百分之二十五、百分之五十、百分之七十五、百分之百取五个测量点,分别进行上、下行程测量,测量过程中注意只能从一个方向缓缓接近测量点。上行程最后一点校完后,使差压上升到上限值的百分之一百零五,保持十秒,然后测下行程。校验完毕压力要归零。十秒后读取数据。各测点正负0.01千帕为正常操作范围不算超调,在此范围内可自由调整到所需点(以到达所需点为准),在确定到达测点后举手示意裁判,十秒后裁判读数,选手记录,然后进入下一点。在选手举手后十秒内压力变化超出正负0.01千帕的算超调。

3.8 正确填写校验单并处理实验数据

变送器精度按0.2级填写计算,原始数据保留小数点后三位,原始数据、计算数据及其他填写项不得涂改,空格或虚假数据画斜线。

3.9 断电与拆卸

各仪器按顺序断电直到电源插头拔出,标准模块直接断电,压力校验台先断启动,再断电源,然后拔出插头。拆除校验电路,气路,差变装置、卸下标准压力模块及压力表并归位,将回检阀和截止阀为常开状态放掉压力最后接好输出接头,接头以及回检阀和截止阀要处于旋松的状态以备下次使用。清除接头四氟带,工具归位,清洁。

4. 结束语

智能变送器的设计方案 篇4

变送器是火力发电厂中应用最为广泛的一种热工自动化测量装置, 在大型发电机组的热工各异自动化调节系统中, 常作为检测、变送环节来测量液体、气体、蒸汽介质的压力、差压、液位、流量等参数。火力发电厂老型号热工仪表中用的较多的是西安仪表厂引进罗斯蒙特公司技术生产的1151系列电容式变送器等产品, 这些传统变送器可连续地把生产过程中的液体、气体、蒸汽等介质的压力、压差、液位、流量等热工参数的变化转换成4~20m ADC统一信号, 送至调节、显示等有关单元进行显示或控制。随着新型传感技术、计算机技术和通信技术等在测量领域中的广泛应用, 常规功能的变送器与微处理器相结合并赋予智能而成为智能化变送器, 智能化变送器兼有检测信息和信息处理功能。与传统的变送器相比, 智能变送器在精度、重复性、可靠性、量程比等方面, 其技术指标均高, 且便于调校, 功能强大可靠, 特别是智能变送器的通信能力, 为自动控制系统提供了坚实的基础。现在电厂已逐渐选用智能变送器替换一些老型号传统变送器。EJA智能变送器以其小型、轻量, 安装灵活, 日常维护工作量小, 组态灵活简便, 现场调试极为方便等特点日益受到电厂的青睐。

1 EJA型差压压力智能变送器的特点

(1) 采用单晶硅谐振式传感器, 保证±0.075%的高精度, 有效克服了静压、温度等环境因素的影响, 可长期连续可靠地运行。

(2) 采用微电子机械加工高新技术 (MEMS) , 传感器直接输出频率信号, 简化了与数字系统的接口电路。

(3) 体积小、重量轻, 不受安装场所的限制。

(4) 具有完善的自诊断功能与远程通信功能。

2 EJA智能变送器工作原理

在一单晶硅芯片上采用微电子机械加工技术, 分别在其表面的中心和边缘作成两个形状、大小完全一致的H形状谐振梁, 且处于微型真空腔中。硅谐振梁的结构如图1所示。

前硅谐振梁处于由永久磁铁提供的磁场中, 与变送器、放大器等组成正反馈电路, 让谐振梁在回路中产生振荡。

单晶硅的上、下表面受到压力并形成压力差时, 将产生形变, 中心处受到压缩力, 边缘处受到张力, 因而两个H开关谐振梁分别感受不同应变作用, 其结果是中心谐振梁因受压缩力而频率减少, 边缘谐振梁因受张力而频率增加, 即两个频率之差对应不同的压力信号。这样两个H形谐振梁分别将差压、压力信号转换为频率信号, 送到脉冲计数器, 再将两频率之差直接传递到CPU (微处理器) 进行数据处理, 经D/A转换器转换为与输入信号相对应的4~20m A DC的输出信号, 并在模拟信号上叠加一个BRAIN/HART数字信号进行通信。

EJA智能变送器原理如图2所示。膜盒组件中内置的特性修正存储器存储传感器的环境温度、静压及输入/输出特性修正数据, 经CPU运算, 可使变送器获得优良的温度特性和静压特性及输入输出特性。

该设备通过I/O口与外部设备 (如手持智能终端BT200或275以及分散控制系统DCS中带通信功能的I/O卡) 以数字通信方式传递数据, 即高频2.4k Hz (BRAIN协议) 或1.2k Hz (HART协议) 数字信号叠加在4~20m A信号线上。在进行通信时, 频率信号对4~20m A信号不产生任何影响。

3 EJA的优良性能

(1) 优良的温度影响特性:温度变化对EJA没有影响, 这是由传感器的固有结构决定的。

(2) 优良的静压影响特性。当加有静压 (工作压力) 时, 两个形状、尺寸、材质完全一致的谐振梁形变相同, 频率变化也一致, 偏差自动清除 (公式和图类似温度影响) 。

(3) 优良的单向过压特性。接液膜片与膜盒本体采用独创的波纹加工技术, 外部压力增大到某一数值时, 接液膜片能与本体完全接触, 硅油传递给传感器的压力不随承受外力的增加而增加, 从而实现对传感器的保护。

(4) 安装灵活:可无需支架, 直接安装, 常规使用, 无需三阀组, 节省安装费用, 减少运行中的泄露点数, 方便维护工作。

(5) 组态灵活简便:可通过计算机或手操器对变送器组态, 也可通过变送器上的量程设置按钮和调零按钮进行现场调整。

4 EJA智能变送器在火力发电厂的应用

电厂锅炉给水流量是很重要的热工参数, 测点位于省煤器的入口即1号高压加热器出口, 介质温度与负荷相关。当机组带300MW满负荷时, 介质温度为283℃左右, 介质压力为18.2MPa左右。

当机组启动或甩负荷运行时, 介质温度、压力会变化, EJA智能变送器以其较宽温度范围的适应能力、优良的温度影响特性、静压影响特性解决了普通传感器量程比小、测量值易受温度静压变化的影响、精度低、零漂大等问题。

此外, 使用EJA A系列智能变送器的优越还在于它的通信能力。它有BRAIN、HART、FF三种通信协议可供选择。EJA智能型变送器选型时, 可通过选择不同的输出信号代码, 来选择其智能化程度。选择代码D, 可实现4~20m A, BRAIN协议数字通信, 相应采用BT200型手持智能终端;选择代码E, 可实现4~20m A, HART协议通议, 相应采用BT275型手持终端 (又称手操器) ;选择代码F, 即可实现FF现场总线通信。

EJA A系列智能变送器测量范围、位号的设置, 自诊监控和零点调整均能在手操智能终端 (手操器) 进行操纵。目前电厂工程师们常用智能终端进行现场调整, 如图3所示。

在手操器中, 最常用的是275Hart通用手操器, 具有全开放式的设计特点, 可适用任何一个厂家的任何一台遵循通信协议的智能变送器。手操器由电池供电, 将它接到变送器的信号线上, 操作人员就可对变送器的存储器发送与接受信息。通过手操器, 操作人员便可在控制室或现场接线处设定变送器的参数、诊断潜在的故障, 而不必将变送器从现场拆下到试验室进行标定。而且1台手操器可适用于多台智能变送器。这种远方通信的方式, 大大降低了维护工作量, 操作人员不必进入危险或恶劣的场所就能对变送器进行组态。比如采用EJA110A变送器测锅炉给水流量, 测点位于省煤器的入口即1号高压加热器出口, 满负荷时介质温度高达283℃左右, 夏天环境温度高, 操作人员可不必爬上锅炉省煤器入口段而直接在控制室端子柜对变送器进行组态, 降低了劳动强度。

电厂目前采用EJA智能型变送器时, 通常选输出信号代码为D或E。EJA智能型变送器和电厂控制系统DCS的连接采用两线制, 通过I/O与DCS中的带通信功能的I/O卡以数字通信方式传递数据。EJA智能变送器部分系列产品如电厂常用的EJA110A差压变送器、EJA130A高静压差压变送器、EJA430A压力变送器、EJA440A高压力变送器等, 一开始就按现场总线设计, 采用现场总线兼容模块, 而不要求对变送器作任何改动, 既可充分发挥智能变送器的能力, 又保留日后重新选择的余地。当时机成熟时, 就可向现场总线转移, 而不会损失在高性能智能变送器上所花投资。

5 结语