淺談智能變送器的初級(jí)應(yīng)用及有待改進(jìn)之處

很長(zhǎng)一段時(shí)期國(guó)內(nèi)的所謂現(xiàn)場(chǎng)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(hào)傳遞等持點(diǎn)，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(fèi)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(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)智能儀表之間的相互信息交換與運(yùn)作，所以從嚴(yán)格意義上來說還不能真正適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)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(cè)量范圍寬、量程比大等特點(diǎn)，更具優(yōu)勢(shì)的是它實(shí)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(chǎng)通訊控制器，對(duì)智能變送器的各種參數(shù)進(jìn)行變更、設(shè)定，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)試、人機(jī)對(duì)話以及各種數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測(cè)，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(chǎng)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(gè)金湖鼎誠(chéng)儀表有限公司系列智能變送器的實(shí)際應(yīng)用的例子，需要指出的是，由于市場(chǎng)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(jì)實(shí)際驗(yàn)證設(shè)計(jì)差壓值

  位于內(nèi)蒙古烏蘭察布的一火力發(fā)電廠，有一臺(tái)孔板流量計(jì)用于空氣流量的測(cè)量。這套流量計(jì)的設(shè)計(jì)差壓值為10KPa，但一直無法正常運(yùn)行?，F(xiàn)場(chǎng)操作人員只能憑借經(jīng)驗(yàn)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(shí)過多的空氣量會(huì)使系統(tǒng)中的氧含量升高而威脅系統(tǒng)安全。因?yàn)樵摽諝饬髁啃?，工藝管道小，及原始設(shè)計(jì)中相應(yīng)的藝參數(shù)存在偏差，從而使得理論驗(yàn)證原設(shè)計(jì)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(chǎng)操作人員可以從規(guī)定的系列中選取，實(shí)際驗(yàn)證設(shè)計(jì)差壓值變得非常方便。在崗位人員的配合下，我們現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量了該流量計(jì)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(jì)值的10倍，無怪乎原孔板流量計(jì)不能正常運(yùn)行。按此差壓值，用智能終端修改變送器的測(cè)量上限值，實(shí)現(xiàn)了空氣流量的自動(dòng)測(cè)量，解決了該單位困擾已久的一個(gè)難題。在孔板流量計(jì)應(yīng)用中，尤其在小流量、小管道的測(cè)量中，可能存在工藝參數(shù)不詳或與與實(shí)際情況存在嚴(yán)重偏差等系列問題，從而引起原始設(shè)計(jì)差壓值的嚴(yán)重誤差，導(dǎo)致整套流量計(jì)異常。此時(shí)，引用智能差壓變送器可以起到化繁為簡(jiǎn)的作用，用它直接實(shí)際測(cè)量節(jié)流件前后的壓差，據(jù)此修正原始設(shè)計(jì)值，使疑難問題迎刃而解。

2、可有效簡(jiǎn)化系統(tǒng)組成

  智能差壓變送器只須通過簡(jiǎn)單的設(shè)定而獲得與輸入差壓信號(hào)平方根關(guān)系的輸出信號(hào)，因而可免于使用差壓式流量計(jì)的開方環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了測(cè)量、控制系統(tǒng)的構(gòu)成，其好處是不言而喻的。同時(shí)，開方后小信號(hào)切除又具有獨(dú)到之處。其一，與普通開方器一樣，在輸出信號(hào)小于切除點(diǎn)時(shí)進(jìn)行完全切除稱之為"零切除方式"；其二是在輸出信號(hào)小于切除點(diǎn)時(shí)，輸出信號(hào)與輸入差壓信號(hào)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(diǎn)在0%-20%之間連續(xù)可調(diào)。線性切除方式在測(cè)量下限流量時(shí)，有益于現(xiàn)場(chǎng)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(cè)量有大流量測(cè)量和小流量測(cè)量之說。大流量用于合成塔正常生產(chǎn)時(shí)，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(shí)，在升溫還原階段，需裝上小量程差壓變送器，實(shí)際差壓值為16KPa，進(jìn)行電爐升溫時(shí)安全氣量(即小流量)的測(cè)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(shí)，又需重新?lián)Q裝成大量程差壓變送器(實(shí)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(chéng)儀表有限公司的兩臺(tái)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(yàn)?zāi)芰Φ奶攸c(diǎn)，進(jìn)行主線流量測(cè)量。實(shí)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(yàn)，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(chǎng)顯示

  對(duì)智能變送器進(jìn)行簡(jiǎn)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(chǎng)合可以省略現(xiàn)場(chǎng)一次指示儀表，如壓力表、金屬管浮子流量計(jì)等而不影響現(xiàn)場(chǎng)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(cè)參數(shù)超出量程或變送器本身出現(xiàn)故障，LCD將顯示出錯(cuò)代碼來替代原設(shè)定參數(shù)的顯示，有利于及時(shí)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(diǎn)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(diǎn)：

1. 如何實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)對(duì)供電電源的要求，從而方便進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、維護(hù)。
3. 將變送器測(cè)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(shí)現(xiàn)通訊的標(biāo)準(zhǔn)化、開放化。

 
  雖然智能變送器的價(jià)格略高于常規(guī)模擬變送器，但其突出的性價(jià)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(gè)特點(diǎn)，尚有其它優(yōu)點(diǎn)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(dòng)化水平。