簡述現(xiàn)場總線型智能壓力變送器校驗(yàn)方式及方法
發(fā)表時(shí)間:2019-03-29|? 聯(lián)系電話:15601403222 、 13915181149
現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)目前正在向著智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,隨著計(jì)算機(jī)、通信和微處理器技術(shù)的發(fā)展,控制系統(tǒng)逐步由分布控制(DCS)向現(xiàn)場總線(FCS)控制的模式推進(jìn),就地儀表設(shè)備也由模擬量逐步向數(shù)字量儀表的方向發(fā)展。為了適應(yīng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的要求,現(xiàn)場總線型智能壓力變送器得到了迅速發(fā)展。由于現(xiàn)場總線型智能壓力變送器與傳統(tǒng)意義上的模擬型、智能型智能壓力變送器有了本質(zhì)上的區(qū)別,所以現(xiàn)階段對現(xiàn)場總線儀表設(shè)備的維護(hù)及校準(zhǔn)溯源方法則是眾說紛紜,分歧很大。下面分析現(xiàn)場總線型智能壓力變送器計(jì)量校驗(yàn)的必要性,并對現(xiàn)場總線型智能壓力變送器校驗(yàn)的必要性及方式方法進(jìn)行論述。
一、現(xiàn)場總線型智能壓力變送器校驗(yàn)的必要性
現(xiàn)場總線系統(tǒng)作為新興的總線協(xié)議,得到了部分過程用戶的采用,也有了一些典型的應(yīng)用案例,如一些石油石化煉油項(xiàng)目。
現(xiàn)場總線系統(tǒng)作為一種數(shù)字式通信網(wǎng)絡(luò),使過去采用點(diǎn)到點(diǎn)式的模擬量信號傳輸變?yōu)槎帱c(diǎn)一線的串行數(shù)字式傳輸。因而,現(xiàn)場總線型智能壓力變送器大幅度減少了系統(tǒng)中的模擬信號,從而幾乎消除了回路的誤差。并且全數(shù)字化雙向通信在提高了系統(tǒng)的測量和控制精度的同時(shí),也使系統(tǒng)組態(tài)和調(diào)試更加方便。智能壓力變送器功能模塊的設(shè)定,數(shù)據(jù)的傳輸交換完全可以通過數(shù)字通訊工具或上位機(jī)交互實(shí)現(xiàn)。
然而,目前有一些看法過分?jǐn)U大了現(xiàn)場總線和數(shù)字通訊工具的范疇,希望通過采用現(xiàn)場總線系統(tǒng)消除系統(tǒng)誤差,僅用數(shù)字通訊工具實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)的維護(hù)和校準(zhǔn)。片面的認(rèn)為通過現(xiàn)場總線智能壓力變送器的強(qiáng)大的功能模塊,數(shù)據(jù)交互功能以及自身的自檢報(bào)警功能,通過數(shù)字通訊工具對現(xiàn)場總線型智能壓力變送器進(jìn)行組態(tài)和調(diào)試就可以實(shí)現(xiàn)智能壓力變送器的長久可靠性和誤差的消除。這是混淆了對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)的概念,并且完全違背了校準(zhǔn)和溯源的概念,也不符合《中華人民共和國計(jì)量法》關(guān)于保障國家計(jì)量單位制的統(tǒng)一和量值傳遞的相關(guān)規(guī)定。
現(xiàn)場總線型智能壓力變送器一般由***傳感器、程控放大器、AD轉(zhuǎn)換電路、CPU微處理器、調(diào)制解調(diào)芯片及外接接口等組成。但是一次傳感器級的誤差無法通過現(xiàn)場總線系統(tǒng)減少或消除,一次傳感器擔(dān)任著將非電量/非線性信號轉(zhuǎn)化為線性模擬電信號的重任,傳感器材料及二次儀表電路中數(shù)模轉(zhuǎn)換電路是誤差的主要來源。數(shù)字通訊工具只能對系統(tǒng)的數(shù)字部分進(jìn)行組態(tài)和調(diào)整,而無法對傳感器部分和模擬信號部分進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整。通俗地說,無論采用什么系統(tǒng)協(xié)議,校準(zhǔn)過程變量回路,我們都需要***的過程變量溯源基準(zhǔn)進(jìn)行量值傳遞,如校準(zhǔn)壓力智能壓力變送器,需要***的壓力校準(zhǔn)器或模塊來進(jìn)行校準(zhǔn)比對。
二、現(xiàn)場總線型智能壓力變送器校驗(yàn)的方式方法
由于現(xiàn)場總線回路是完全的數(shù)字信號回路,所以對回路中輸出信號要由數(shù)字通訊工具,在應(yīng)用現(xiàn)場可以由上位機(jī)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控和調(diào)整。同時(shí)由于不存在模擬信號的傳輸,所以對現(xiàn)場總線型智能壓力變送器的校驗(yàn)便變成了對單一過程變量量值的校準(zhǔn)和溯源。亦即由標(biāo)準(zhǔn)過程變量標(biāo)準(zhǔn)源對現(xiàn)場總線型智能壓力變送器施加標(biāo)準(zhǔn)過程變量,通過數(shù)字通訊工具或上位機(jī)監(jiān)控現(xiàn)場總線型智能壓力變送器的數(shù)字輸出(可以設(shè)定與標(biāo)準(zhǔn)過程變量標(biāo)準(zhǔn)源相同的計(jì)量單位),通過對單一的過程變量量程,線性的對比對現(xiàn)場總線型智能壓力變送器進(jìn)行校準(zhǔn)。
具體校驗(yàn)時(shí)分為現(xiàn)場總線網(wǎng)段接入和實(shí)驗(yàn)室單表校驗(yàn)。對于現(xiàn)場總線網(wǎng)段,數(shù)字通訊工具可以在總線網(wǎng)段的任何一個(gè)方便的位置連接,通常是在智能壓力變送器和現(xiàn)場總線接線盒中接入。對于單表校驗(yàn)方式同樣需要建立總線通訊,一般的連接形式如下圖所示:
數(shù)字通訊工具同現(xiàn)場總線型智能壓力變送器建立通訊后,由功能菜單進(jìn)入校準(zhǔn)模式,數(shù)字通訊工具即可以實(shí)時(shí)監(jiān)控智能壓力變送器的信號輸出,這時(shí)即可以進(jìn)行智能壓力變送器的過程變量校準(zhǔn)。
具體的校準(zhǔn)可以分為零點(diǎn)調(diào)節(jié),全量程的線性校驗(yàn)以及對于一次傳感器的滿量程的實(shí)驗(yàn)。同時(shí)因?yàn)橹悄軌毫ψ兯推鬏敵鲋甘竞蜆?biāo)準(zhǔn)源輸出為單一的過程變量單位,所以對于現(xiàn)場總線型智能壓力變送器校驗(yàn)的程序和誤差分析,完全可以參考一次指示表和傳感器的計(jì)量檢定規(guī)程進(jìn)行。
三、結(jié)束語
現(xiàn)場總線型智能壓力變送器的校驗(yàn)在原理上僅進(jìn)行過程變量的數(shù)值傳遞。由于消除了4—20mA模擬量的比對,所以在校驗(yàn)上比傳統(tǒng)的壓力變送器有所簡便。但數(shù)字量的引入,則對信號傳輸回路及系統(tǒng)的組態(tài)提出了進(jìn)一步的要求。本文主要論述了過程變量的校準(zhǔn),對數(shù)字信號的組態(tài)和調(diào)整涉及不多。這部分內(nèi)容主要取決于現(xiàn)場總線型智能壓力變送器采用何種協(xié)議以及內(nèi)設(shè)的功能模塊情況,具體問題需具體分析。
一、現(xiàn)場總線型智能壓力變送器校驗(yàn)的必要性
現(xiàn)場總線系統(tǒng)作為新興的總線協(xié)議,得到了部分過程用戶的采用,也有了一些典型的應(yīng)用案例,如一些石油石化煉油項(xiàng)目。
現(xiàn)場總線系統(tǒng)作為一種數(shù)字式通信網(wǎng)絡(luò),使過去采用點(diǎn)到點(diǎn)式的模擬量信號傳輸變?yōu)槎帱c(diǎn)一線的串行數(shù)字式傳輸。因而,現(xiàn)場總線型智能壓力變送器大幅度減少了系統(tǒng)中的模擬信號,從而幾乎消除了回路的誤差。并且全數(shù)字化雙向通信在提高了系統(tǒng)的測量和控制精度的同時(shí),也使系統(tǒng)組態(tài)和調(diào)試更加方便。智能壓力變送器功能模塊的設(shè)定,數(shù)據(jù)的傳輸交換完全可以通過數(shù)字通訊工具或上位機(jī)交互實(shí)現(xiàn)。
然而,目前有一些看法過分?jǐn)U大了現(xiàn)場總線和數(shù)字通訊工具的范疇,希望通過采用現(xiàn)場總線系統(tǒng)消除系統(tǒng)誤差,僅用數(shù)字通訊工具實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)的維護(hù)和校準(zhǔn)。片面的認(rèn)為通過現(xiàn)場總線智能壓力變送器的強(qiáng)大的功能模塊,數(shù)據(jù)交互功能以及自身的自檢報(bào)警功能,通過數(shù)字通訊工具對現(xiàn)場總線型智能壓力變送器進(jìn)行組態(tài)和調(diào)試就可以實(shí)現(xiàn)智能壓力變送器的長久可靠性和誤差的消除。這是混淆了對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)的概念,并且完全違背了校準(zhǔn)和溯源的概念,也不符合《中華人民共和國計(jì)量法》關(guān)于保障國家計(jì)量單位制的統(tǒng)一和量值傳遞的相關(guān)規(guī)定。
現(xiàn)場總線型智能壓力變送器一般由***傳感器、程控放大器、AD轉(zhuǎn)換電路、CPU微處理器、調(diào)制解調(diào)芯片及外接接口等組成。但是一次傳感器級的誤差無法通過現(xiàn)場總線系統(tǒng)減少或消除,一次傳感器擔(dān)任著將非電量/非線性信號轉(zhuǎn)化為線性模擬電信號的重任,傳感器材料及二次儀表電路中數(shù)模轉(zhuǎn)換電路是誤差的主要來源。數(shù)字通訊工具只能對系統(tǒng)的數(shù)字部分進(jìn)行組態(tài)和調(diào)整,而無法對傳感器部分和模擬信號部分進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整。通俗地說,無論采用什么系統(tǒng)協(xié)議,校準(zhǔn)過程變量回路,我們都需要***的過程變量溯源基準(zhǔn)進(jìn)行量值傳遞,如校準(zhǔn)壓力智能壓力變送器,需要***的壓力校準(zhǔn)器或模塊來進(jìn)行校準(zhǔn)比對。
二、現(xiàn)場總線型智能壓力變送器校驗(yàn)的方式方法
由于現(xiàn)場總線回路是完全的數(shù)字信號回路,所以對回路中輸出信號要由數(shù)字通訊工具,在應(yīng)用現(xiàn)場可以由上位機(jī)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控和調(diào)整。同時(shí)由于不存在模擬信號的傳輸,所以對現(xiàn)場總線型智能壓力變送器的校驗(yàn)便變成了對單一過程變量量值的校準(zhǔn)和溯源。亦即由標(biāo)準(zhǔn)過程變量標(biāo)準(zhǔn)源對現(xiàn)場總線型智能壓力變送器施加標(biāo)準(zhǔn)過程變量,通過數(shù)字通訊工具或上位機(jī)監(jiān)控現(xiàn)場總線型智能壓力變送器的數(shù)字輸出(可以設(shè)定與標(biāo)準(zhǔn)過程變量標(biāo)準(zhǔn)源相同的計(jì)量單位),通過對單一的過程變量量程,線性的對比對現(xiàn)場總線型智能壓力變送器進(jìn)行校準(zhǔn)。
具體校驗(yàn)時(shí)分為現(xiàn)場總線網(wǎng)段接入和實(shí)驗(yàn)室單表校驗(yàn)。對于現(xiàn)場總線網(wǎng)段,數(shù)字通訊工具可以在總線網(wǎng)段的任何一個(gè)方便的位置連接,通常是在智能壓力變送器和現(xiàn)場總線接線盒中接入。對于單表校驗(yàn)方式同樣需要建立總線通訊,一般的連接形式如下圖所示:
數(shù)字通訊工具同現(xiàn)場總線型智能壓力變送器建立通訊后,由功能菜單進(jìn)入校準(zhǔn)模式,數(shù)字通訊工具即可以實(shí)時(shí)監(jiān)控智能壓力變送器的信號輸出,這時(shí)即可以進(jìn)行智能壓力變送器的過程變量校準(zhǔn)。
具體的校準(zhǔn)可以分為零點(diǎn)調(diào)節(jié),全量程的線性校驗(yàn)以及對于一次傳感器的滿量程的實(shí)驗(yàn)。同時(shí)因?yàn)橹悄軌毫ψ兯推鬏敵鲋甘竞蜆?biāo)準(zhǔn)源輸出為單一的過程變量單位,所以對于現(xiàn)場總線型智能壓力變送器校驗(yàn)的程序和誤差分析,完全可以參考一次指示表和傳感器的計(jì)量檢定規(guī)程進(jìn)行。
三、結(jié)束語
現(xiàn)場總線型智能壓力變送器的校驗(yàn)在原理上僅進(jìn)行過程變量的數(shù)值傳遞。由于消除了4—20mA模擬量的比對,所以在校驗(yàn)上比傳統(tǒng)的壓力變送器有所簡便。但數(shù)字量的引入,則對信號傳輸回路及系統(tǒng)的組態(tài)提出了進(jìn)一步的要求。本文主要論述了過程變量的校準(zhǔn),對數(shù)字信號的組態(tài)和調(diào)整涉及不多。這部分內(nèi)容主要取決于現(xiàn)場總線型智能壓力變送器采用何種協(xié)議以及內(nèi)設(shè)的功能模塊情況,具體問題需具體分析。
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