變送器是自�(dòng)控制系統(tǒng)的基�(chǔ),它既是獲取信息�傳感�,也是信息工�(yè)的源�。目前,變送器已經(jīng)從模擬型、智能型�(fā)展到了現(xiàn)�(chǎng)總線�。智能型變送器(指采用HART、DE�(xié)議的變送器)是�(shù)字信�(hào)與模擬信�(hào)混合的變送器,它和DCS(分散控制系�(tǒng))的連接仍然采用兩線�。智能型變送器與DCS通信�(shí),在DCS中還必須配有智能�(數(shù)字檢�(cè)卡) ,否�,即使是同一廠家的產(chǎn)品,也不能通信�
不同廠家的DCS和智能型變送器之間一般不能�(jìn)行數(shù)字通信,絕大多�(shù)仍是4~20mA的模擬量傳輸。因此這種智能型變送器的互操作性差,智能作用也不大。隨著計(jì)算機(jī)、通信和微處理�(jī)技�(shù)的發(fā)�,控制系�(tǒng)�(fā)生了新的變革,產(chǎn)生了取代傳統(tǒng)DCS(指未吸納�(xiàn)�(chǎng)總線技�(shù)的DCS)的現(xiàn)�(chǎng)總線控制系統(tǒng)(�(jiǎn)稱FCS)。為了適�(yīng)�(xiàn)�(chǎng)總線控制系統(tǒng)的要�,現(xiàn)�(chǎng)總線型變送器得到了迅速發(fā)展�
全數(shù)字�
�(xiàn)�(chǎng)總線作為一種數(shù)字式通信�(wǎng)�(luò)從控制室一直延伸到生產(chǎn)�(xiàn)�(chǎng),使�(guò)去采用點(diǎn)到點(diǎn)式的模擬量信�(hào)傳輸�?yōu)槎帱c(diǎn)一線的串行�(shù)字式傳輸。在�(xiàn)�(chǎng)總線型變送器�,不論是傳感器電�,還是轉(zhuǎn)換器電路,都是數(shù)字式�。不像智能型變送器那樣,既有數(shù)字電�,又有模擬電�。因�,現(xiàn)�(chǎng)總線型變送器的全�(shù)字性使得變送器的結(jié)�(gòu)更加�(jiǎn)�,其分辨力、測(cè)量速度、穩(wěn)定性都高于智能型變送器�
精確度高
在智能型變送器�,其傳感器有的不是直接轉(zhuǎn)換成�(shù)字的,而是把壓差作用在膜片�,使其產(chǎn)生位�,改變電容或電阻,先輸出電壓,再�(jīng)�(guò)�/�(shù)(A/D)�(zhuǎn)換變成數(shù)字信�(hào)�,送微處理�(jī)。當(dāng)�,也有一些智能型變送器,壓差膜片的位移直接�(zhuǎn)換成頻率信號(hào),沒(méi)有A/D�(zhuǎn)換器。但�,為了保留有4~20mA模擬信號(hào),數(shù)/�(D/A)�(zhuǎn)換器還都是存在的。所�,在智能型變送器�,其信號(hào)傳輸精確度在反復(fù)的A/D和D/A�(zhuǎn)換中有所降低。而現(xiàn)�(chǎng)總線型變送器中不存在A/D和D/A�(zhuǎn)換電�,所以不�(huì)�(chǎn)生A/D和D/A的轉(zhuǎn)換誤�,因而信�(hào)的傳輸精確度有所提高,故�(xiàn)�(chǎng)總線型變送器要比智能型變送器精確度高�
抗干擾能力強(qiáng)
在模擬型和智能型變送器�,信�(hào)是以4~20mA的連續(xù)形式存在�,信�(hào)值的變化可以�(wú)限小,因�,噪聲和信號(hào)畸變?cè)谀M信號(hào)傳輸中是�(wú)法避免的。也就是�(shuō),變送器傳輸模擬信號(hào)�(shí)�(wěn)定性較�,零�(diǎn)容易漂移。而在�(xiàn)�(chǎng)總線型變送器�,信�(hào)的有效值只有兩�(gè)�0�1,電平較�,一般的噪聲很難扭曲它,只有在很大的干擾出現(xiàn)�(shí),才可能使信�(hào)�(fā)生畸�。所�,現(xiàn)�(chǎng)總線型變送器要比智能型變送器(�(dāng)它傳�4~20mA模擬信號(hào)�(shí))的抗干擾能力�(qiáng)�
�(nèi)嵌控制功�
�(xiàn)�(chǎng)總線型變送器除了保持智能型變送器�(yōu)良的�(cè)量性能�,還增加了運(yùn)算和控制功能。在每臺(tái)�(xiàn)�(chǎng)總線型變送器中都�(nèi)嵌有PID控制、邏輯運(yùn)�、算�(shù)�(yùn)算、累加等模塊,用戶通過(guò)組態(tài)軟件�(duì)這些功能模塊�(jìn)行任意調(diào)�,以�(shí)�(xiàn)參數(shù)的現(xiàn)�(chǎng)控制。由于現(xiàn)�(chǎng)總線型變送器就安裝在生產(chǎn)�(shè)備附�,使信號(hào)傳輸?shù)木嚯x大大縮短,這不但提高了回路的控制質(zhì)�,降低了回路的不�(wěn)定�,而且還可取消控制柜,�(jìn)一步節(jié)省了控制室的空間�
高速通信
智能型變送器不論是采用HART通信�(xié)�,還是采用DE通信�(guī)�,其通信速率都不�,因此不能有效地�(shí)�(xiàn)�(shí)�(shí)控制。現(xiàn)�(chǎng)總線型變送器要像4~20mA系統(tǒng)那樣�(shí)�(xiàn)閉環(huán)�(shí)�(shí)控制需要更高的通信速率。由于高速需要更大的電源消�,這�(gè)要求就與本質(zhì)安全�(chǎn)生了矛盾。因�,需要選擇適�(dāng)?shù)耐ㄐ潘俾?,使系統(tǒng)的通信�(fù)荷盡可能��
�(xiàn)�(chǎng)總線型變送器采用通信�(diào)度系�(tǒng)�(lái)控制變量的采�、算法的�(zhí)行和通信系統(tǒng)的優(yōu)�。如FF(FieldFoundation,�(xiàn)�(chǎng)總線基金�(huì))把數(shù)�(jù)分為周期性和非周期性兩部分:對(duì)周期性數(shù)�(jù)必須�.aspx"title="系統(tǒng)"style="text-decoration:underline;color:blue">系統(tǒng)所需的周期內(nèi)處理完畢;而對(duì)非周期性數(shù)�(jù)則可以在通信通道空閑�(shí)傳輸。這樣的通信�(diào)度就使得�(xiàn)�(chǎng)總線型變送器具有了和模擬型變送器一樣的通信速率,并�(dá)到了和模擬控制系�(tǒng)一樣的高速閉�(huán)控制性能�
多變量測(cè)�
所謂多變量�(cè)量是指一�(tái)變送器可以同時(shí)�(cè)量多�(gè)�(guò)程變量。在�(guò)去的模擬通信方式�,測(cè)量一�(gè)變量就需要一�(duì)�(dǎo)�,因�,每�(tái)變送器只能�(cè)量一�(gè)�(guò)程變量。而采用了�(xiàn)�(chǎng)總線通信方式�,由于每�(tái)�(xiàn)�(chǎng)總線型變送器�(nèi)配有多�(gè)感測(cè)元件,它就可以同�(shí)�(cè)量多�(gè)�(guò)程變�,并通過(guò)�(xiàn)�(chǎng)總線傳輸出去。例�,在�(xiàn)�(chǎng)總線型流量變送器�,除了測(cè)量流體流量外,還可以�(cè)量過(guò)程壓�、溫度等多種變量;再例如,在�(xiàn)�(chǎng)總線型液位變送器中,除了�(cè)量容器的液位�,還可以�(cè)量介�(zhì)密度、容器內(nèi)壓力和溫度等多種變量�
系統(tǒng)綜合成本�
�4~20mA通信方式�,變送器只能�(cè)量一�(gè)物理變量,如果要將這�(gè)�(cè)量變量轉(zhuǎn)換為控制上必要的�(shù)�(jù),還需要其他附屬的儀�。例�,測(cè)量帶有溫度和壓力�(bǔ)�?shù)恼羝髁繒r(shí),需�3�(tái)變送器分別�(cè)量溫度、壓力和壓差(流量)。而在�(xiàn)�(chǎng)總線控制系統(tǒng)中,則只需要一�(tái)�(xiàn)�(chǎng)總線型變送器就可以了。這不但使系統(tǒng)�(jié)�(gòu)大大�(jiǎn)�,而且還降低了系統(tǒng)的綜合成�,減少了系統(tǒng)安裝和調(diào)試費(fèi)��
真正的互操作�
�(xiàn)�(chǎng)總線通信方式正在向國(guó)際標(biāo)�(zhǔn)化推�(jìn),標(biāo)�(zhǔn)化確保了互操作性的�(shí)�(xiàn)。所謂互操作性是指來(lái)自不同廠家的�(shè)備可以互相通信,并且可以在多廠家的�(huán)境中完成功能的能�?;ゲ僮餍允共煌瑥S家的�(shè)備可以互相使�,其控制系統(tǒng)的組成是自由的。凡是符合現(xiàn)�(chǎng)總線�(guó)際通信�(biāo)�(zhǔn)的現(xiàn)�(chǎng)總線�(shè)�,不論是哪一�(gè)廠家生產(chǎn)的都可以互相交換信息。這樣,用戶就不必圍繞著某一家儀表公司選擇設(shè)備,控制系統(tǒng)�(gòu)成的自由度大大增�,用戶能夠以的性能/�(jià)格比�(gòu)成符合自己要求的控制系統(tǒng)�
維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��
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