淺談智能變送器的初級應(yīng)用及有待改進(jìn)之處

很長一段時期國內(nèi)的所謂現(xiàn)場智能儀表正如有關(guān)文獻(xiàn)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模擬信號傳遞等持點，是一種過渡性產(chǎn)品，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)揮其本身所具有的優(yōu)越功能，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，所以從嚴(yán)格意義上來說還不能真正適應(yīng)現(xiàn)場總線的需要。

  然而，智能變送器的誕生可以說標(biāo)志著新一代智能型儀表的崛起，該儀表采用了高新傳感技術(shù)、微電子數(shù)字處理技術(shù)等，與常規(guī)變送器相比，具有精度高、穩(wěn)定性好、可靠性高、 測量范圍寬、量程比大等特點，更具優(yōu)勢的是它實現(xiàn)了數(shù)字通訊功能。我們可以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，對智能變送器的各種參數(shù)進(jìn)行變更、設(shè)定，實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)試、人機(jī)對話以及各種數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測，而且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。

一、智能變送器的應(yīng)用

  下面為大家介紹幾個金湖鼎誠儀表有限公司系列智能變送器的實際應(yīng)用的例子，需要指出的是，由于市場上存在著各種類型的智能變送器，內(nèi)在功能和特性不盡相同，故所舉的例子不一定具有普通性。

1、為孔板流量計實際驗證設(shè)計差壓值

  位于內(nèi)蒙古烏蘭察布的一火力發(fā)電廠，有一臺孔板流量計用于空氣流量的測量。這套流量計的設(shè)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)驗來估算和控制空氣流量，給工藝操作伴來隨意性和盲目性，同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。因為該空氣流量小，工藝管道小，及原始設(shè)計中相應(yīng)的藝參數(shù)存在偏差，從而使得理論驗證原設(shè)計差壓值變得意義不大。

  在安裝我公司智能差壓變送器后，因其具有顯示輸入差壓值的功能，現(xiàn)場操作人員可以從規(guī)定的系列中選取，實際驗證設(shè)計差壓值變得非常方便。在崗位人員的配合下，我們現(xiàn)場測量了該流量計的工作差壓值與最大差壓值。出乎意料的是，最大差壓值竟達(dá)100KPa，是原設(shè)計值的10倍，無怪乎原孔板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，解決了該單位困擾已久的一個難題。在孔板流量計應(yīng)用中，尤其在小流量、小管道的測量中，可能存在工藝參數(shù)不詳或與與實際情況存在嚴(yán)重偏差等系列問題，從而引起原始設(shè)計差壓值的嚴(yán)重誤差，導(dǎo)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(shè)計值，使疑難問題迎刃而解。

2、可有效簡化系統(tǒng)組成

  智能差壓變送器只須通過簡單的設(shè)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，其好處是不言而喻的。同時，開方后小信號切除又具有獨到之處。其一，與普通開方器一樣，在輸出信號小于切除點時進(jìn)行完全切除稱之為"零切除方式"；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，此稱之為"線性切除方式"。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。這樣的例子很多，在此就不詳細(xì)說明。

3、減少儀表備品備件的數(shù)量

  江西省一化工企業(yè)，在氨合成塔主線進(jìn)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。在用常規(guī)差壓變送器時，在升溫還原階段，需裝上小量程差壓變送器，實際差壓值為16KPa，進(jìn)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)。常規(guī)差壓變送器，不具備如此大的量程比。

  后來，為滿生產(chǎn)需要該化工廠配備了金湖鼎誠儀表有限公司的兩臺智能差壓變送器，利用智能差壓變送器量程比大、有自設(shè)定、自校驗?zāi)芰Φ奶攸c，進(jìn)行主線流量測量。實際使用后表明，僅需通過智能終端在控制室內(nèi)進(jìn)行小量程差壓值和大量程差壓值的修改，即可完成先前同樣的目的，避免了常規(guī)差壓變送器的反復(fù)拆裝校驗，降低儀表工維護(hù)量，減少備品表數(shù)量。常規(guī)差壓變送器的量程比都不大，諸如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(dá)到30：1，甚至可達(dá)50：1。顯而易見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數(shù)量。

4、便于各種參數(shù)的現(xiàn)場顯示

  對智能變送器進(jìn)行簡單的參數(shù)設(shè)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)。如壓力變送器可使LCD直接顯示輸入壓力及相應(yīng)單位，差壓變送器，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、金屬管浮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(qiáng)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出現(xiàn)故障，LCD將顯示出錯代碼來替代原設(shè)定參數(shù)的顯示，有利于及時排除故障。如果通過智能終端，還可以從變送器中讀出更多的過程信息。

二、智能變送器在技術(shù)上有待改進(jìn)的問題

  雖然智能變送器優(yōu)點諸多，但在使用中也發(fā)現(xiàn)智能變送器還存在一些尚需提高的技術(shù)問題，具體有以下幾點：

1. 如何實現(xiàn)對變送器的加密，保證各種設(shè)定數(shù)據(jù)的權(quán)威性。
2. 努力降低變送器在進(jìn)行通訊時對供電電源的要求，從而方便進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試、維護(hù)。
3. 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(dá)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(biāo)準(zhǔn)化、開放化。

 
  雖然智能變送器的價格略高于常規(guī)模擬變送器，但其突出的性價比卻非常規(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)點限于篇幅就不一一列舉了。總之，即使沒有相應(yīng)的DCS系統(tǒng)與之配套，合理選擇智能變送器，也不存在大材小用問題，它能幫助我們提高生產(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，最終提高生產(chǎn)過程的自動化水平。