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智能变送器的选型及HART协议通讯器的应用

作时间:2017-08-23  来源:  作者:
   

摘 要:智能变送器具有精度高、测量范围广、便于调整及故障诊断等优点而被广泛应用,但在选型的过程中又存在盲目性。对智能变送器的选型进行简单介绍,并对 HART( Highway Addressable Remote Transducer) 协议通信器的使用进行介绍。

引言
         随着新型传感技术、计算机技术和通信技术等在测量领域的应用,微处理器与传统的变送器相结合而形成的智能变送器种类越来越丰富。智能变送器具有双向通信能力、自诊断能力,测量精度高,量程范围广,应用性强等优点。智能变送器还可以通过通讯器进行在线修改参数,便于用户调校,方便用户使用。

1 智能变送器的选型
        智能变送器的选型通常根据实际安装条件、工艺条件、量程范围、精度等级、环境温度和经济性等方面考虑。智能变送器的选型是一个综合性的问题。
1. 1 安装条件
        智能变送器的安装需要充分考虑安装位置。表盘方向应便于观察,安装位置应避免振动源和强电磁场,取压点应靠近变送器。
1. 2 工艺条件
        智能变送器的选型要考虑测量的工艺条件。对于槽罐类的被测对象,槽测量范围变化不大,罐的测量范围变化可能较大。对于一般无腐蚀、清洁介质选型一般的变送器即可。对于有悬浮物、泡沫之类的被测介质可选型单法兰差压变送器。对于被测介质黏度高、有腐蚀性的被测介质应选用隔离型的变送器。在选型时一定要考虑介质对膜盒的影响,否则腐蚀膜盒造成测量误差,甚至工艺设备、人身事故。
1. 3 量程范围
        智能变送器都有测量的量程范围,实际设定的量程应在固有量程的 1 /4 ~ 3 /4 段,这样才能够保证测量的精度。对于需要迁移的变送器,应该根据变送器的安装位置,计算好正负迁移量,再进行迁移,以便提高测量的准确性。
1. 4 精度等级
        智能变送器的选型应该充分考虑测量精度。对于测量要求低,只做显示或者观察趋势变化使用应选测量精度低的变送器; 对于准确度要求较高或者参与工艺联锁的被测量应选精度等级较高的变送器。
1. 5 测量环境温度
        智能变送器内部含有电子元器件,对周围工作环境有要求,选型时应充分考虑环境温度。例如横河的 EJX110A 对周围环境温度要求为 - 40℃ ~ 85℃。对工作过程温度要求是- 40℃ ~ 120℃。

1. 6 经济性
        从经济角度来说,对于不易结晶、黏度小、清洁的介质均可以选用常规的变送器,一台智能变送器比常规变送器贵2 000元左右。被测介质特性、量程相近的可选型同一型号的变送器,以节约采购成本。

1. 7 其他
        在实际选型过程中,还应充分考虑到变送器要求的供电电压、防爆特性、过程接口、表壳耐腐蚀特性、安装支架材质等多方面问题。

2 HART 协议通讯器在智能变送器中的应用
2. 1     HART协议介绍
        HART 协议是美国 ROSEMOUNT 公司于 1985 年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。采用在低频的 4 ~ 20 mA 模拟信号上叠加幅度为 0. 5 mA 的音频数字信号进行双向数字通信,数据传输率为 1. 2 kbps。被测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息均可通过 HART 协议访问。如今在 HART 协议成为统一标准后,越来越多的智能变送器具有 HART 通信功能,HART 协议通讯器的使用越来越普及。

2. 2 HART 协议通讯器的使用方法
         中石油江苏 LNG 公司现场装置中应用的测压变送器基本上以横河 EJA、EJX 系列为主,测温变送器以 ABB 生产的TTH200、TTH300 为主。以上智能压力变送器均具有 HART 通信功能。均可以通过 HART 协议通讯器进行操作。智能变送器与 HART 协议通讯器之间互联需要遵循负载电阻之和在 250~ 600 Ω 之间,太小了不能通讯,太大了变送器无法工作。

         在江苏 LNG 现场实际使用过程中,变送器的回路中一般含有防雷栅、安全栅等设备,回路电阻满足互联要求,无需再串联电阻。可以直接在现场变送器的表头上或者控制室内接线端子上跨接 HART 通讯器进行通信。通过 HART 协议通讯器可以对变送器的量程、单位、阻尼大小等参数进行更改,还可以通过通讯器给出 4 ~ 20 mA 信号进行模拟测试。HART 协议通讯器与现场仪表连接方式见图 1。HART 协议通讯器的操作菜单树见图 2。

HART协议通讯器与现场仪表连接方式

HART 协议通讯器的操作菜单树

3 结语
         伴随着智能变送器生产的规模化,生产成本的降低,具有微处理技术的智能变送器,在石油化工装置中的应用越来越广泛。但在选型过程中需要根据实际情况进行选型,避免选型错误造成 成 本 上 升。与常规变送器相比,智 能 变 送 器 又 具 有HART 通信功能,使用 HART 协议通讯器能够对参数进行在线修改,极大地方便了仪表维护人员,同时也可以使智能变送器发挥最佳工作性能。

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