過程控制儀表及裝置(共108張PPT)

第八章智能式現(xiàn)場儀表蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子電氣工程系第1頁，共108頁。知識目標(biāo)：

了解HART協(xié)議技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)原理及特點掌握EJA、ST3000、LSⅢ-PA智能差壓變送器使用方法掌握TT302智能溫度變送器使用方法掌握DVC5010智能閥門定位器和現(xiàn)場控制閥的配套使用方法技能目標(biāo)：能操作“智能終端”設(shè)置EJA、ST3000差壓變送器位號、單位、零點和量程能理解運用“過程管理器”設(shè)置LSⅢ-PA差壓變送器原理，并能用“三鍵”對LSⅢ-PA差壓變送器現(xiàn)場操作能寫出DVC5010智能閥門定位器在現(xiàn)場控制閥上的安裝、校準(zhǔn)方法第8章智能式現(xiàn)場儀表第2頁，共108頁。8.4智能式電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和智能式閥門定位器第8章智能式現(xiàn)場儀表8.1現(xiàn)場總線技術(shù)8.2智能差壓變送器8.3智能式溫度變送器第3頁，共108頁。隨著計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、集成電路技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)場總線技術(shù)正在迅猛發(fā)展和擴(kuò)大，它給用戶一個直觀簡單的使用界面和標(biāo)準(zhǔn)的“功能塊”，用戶可以使用那些“圖形化”的語言來構(gòu)筑自己的系統(tǒng)?；诂F(xiàn)場總線技術(shù)的智能式現(xiàn)場儀表由于具有數(shù)字化、智能化、小型化等特點，能夠滿足目前DCS和現(xiàn)場總線系統(tǒng)等自控系統(tǒng)高精度、數(shù)字通訊、自診斷等要求，正在逐漸替代處于工業(yè)自動控制系統(tǒng)現(xiàn)場的模擬變送器和執(zhí)行器。本章主要介紹幾種目前技術(shù)比較成熟的智能式差壓變送器、溫度變送器和智能式閥門定位器。第8章智能式現(xiàn)場儀表第4頁，共108頁。自1983年Honeywell推出智能儀表Smar變送器之后，世界各廠家都相繼推出各有特色的智能儀表。為解決開放性資源的共享問題，從用戶到廠商都強(qiáng)烈要求形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展。目前，有影響的現(xiàn)場總線技術(shù)有：基金會現(xiàn)場總線、LonWorks、PROFIBUS、CAN、HART等，除HART外，均為全數(shù)字化現(xiàn)場總線協(xié)議。從現(xiàn)場總線技術(shù)形成來看，它是控制、計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果；而智能儀表為現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。第5頁，共108頁。全數(shù)字化意味著取消模擬信號的傳送方式，要求每一個現(xiàn)場設(shè)備都具有智能及數(shù)字通信能力，使得操作人員或其它設(shè)備（傳感器、執(zhí)行器等）向現(xiàn)場發(fā)送指令（如設(shè)定值、量程、報警值等），同時也能實時地得到現(xiàn)場設(shè)備各方面的情況（如測量值、環(huán)境參數(shù)、設(shè)備運行情況及設(shè)備校準(zhǔn)、自診斷情況、報警信息、故障數(shù)據(jù)等）。此外，原來由主控制器完成的控制運算也分散到了各個現(xiàn)場設(shè)備上，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性?，F(xiàn)場總線技術(shù)關(guān)鍵之處在于系統(tǒng)的開放性，強(qiáng)調(diào)對標(biāo)準(zhǔn)的共識與遵從，打破了傳統(tǒng)生產(chǎn)廠家各自標(biāo)準(zhǔn)獨立的局面，保證了來自不同廠家的產(chǎn)品可以集成到同一個現(xiàn)場總線系統(tǒng)中，并且可以通過網(wǎng)關(guān)與其它系統(tǒng)共享資源。

第6頁，共108頁。目前，一方面現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)正處在完善和發(fā)展階段，另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的基于4～20mA的模擬設(shè)備還在廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制各個領(lǐng)域。因此，立即全數(shù)字化是不現(xiàn)實的。為滿足從模擬到全數(shù)字化的過渡，HART協(xié)議應(yīng)運而生。它采用頻移鍵控（FSK）技術(shù)在4～20mA模擬信號上疊加不同的頻率信號來傳送數(shù)字信號。由于4～20mA模擬信號標(biāo)準(zhǔn)將在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)存在，因此學(xué)習(xí)基于HART協(xié)議技術(shù)的現(xiàn)場儀表和基于現(xiàn)場總線技術(shù)的智能儀表具有重要意義。第7頁，共108頁。8.1.2HART協(xié)議1.HART協(xié)議簡介

HART(HighwayAddressableRemoteTransducer)，可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議，是美國Rosemount公司于1985年推出的一種用于現(xiàn)場智能儀表和控制室設(shè)備之間的通信協(xié)議。HART裝置提供具有相對低的帶寬，適度響應(yīng)時間的通信，經(jīng)過20多年的發(fā)展，HART技術(shù)在國外已經(jīng)十分成熟，并已成為全球智能儀表的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

HART協(xié)議采用基于Bell202標(biāo)準(zhǔn)的FSK頻移鍵控信號，在低頻的4～20mA模擬信號上疊加幅度為0.5mA的音頻數(shù)字信號進(jìn)行雙向數(shù)字通訊，數(shù)據(jù)傳輸率為1.2Mbps。由于FSK信號的平均值為0，不影響傳送給控制系統(tǒng)模擬信號的大小，保證了與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容性。在HART協(xié)議通信中，主要的變量和控制信息由4～20mA傳送，在需要的情況下，另外的測量、過程參數(shù)、設(shè)備組態(tài)、校準(zhǔn)、診斷信息通過HART協(xié)議訪問。第8頁，共108頁。HART通信采用的是半雙工的通信方式。HART協(xié)議參考ISO/OSI(開放系統(tǒng)互連模型)，采用了它的簡化三層模型結(jié)構(gòu)，即第一層物理層，第二層數(shù)據(jù)鏈路層和第七層應(yīng)用層。第一層：物理層。規(guī)定了信號的傳輸方法、傳輸介質(zhì)，為了實現(xiàn)模擬通信和數(shù)字通信同時進(jìn)行而又互不干擾，HART協(xié)議采用頻移鍵控技術(shù)FSK，即在4～20mA模擬信號上迭加一個頻率信號，頻率信號采用Be11202國際標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字信號的傳送波特率設(shè)定為1200bps，1200Hz代表邏輯“1”，2200Hz代表邏輯“0”，信號幅值0.5mA，如圖8.1所示。第9頁，共108頁。第10頁，共108頁。通信介質(zhì)的選擇視傳輸距離長短而定。通常采用雙絞同軸電纜作為傳輸介質(zhì)時，最大傳輸距離可達(dá)到1500ｍ。線路總阻抗應(yīng)在230～1100Ω之間。第二層：數(shù)據(jù)鏈路層。規(guī)定了HART幀的格式，實現(xiàn)建立、維護(hù)、終結(jié)鏈路通訊功能。HART協(xié)議根據(jù)冗余檢錯碼信息，采用自動重復(fù)請求發(fā)送機(jī)制，消除由于線路噪音或其它干擾引起的數(shù)據(jù)通訊出錯，實現(xiàn)通訊數(shù)據(jù)無差錯傳送。現(xiàn)場儀表要執(zhí)行HART指令，操作數(shù)必須合乎指定的大小。每個獨立的字符包括1個起始位、8個數(shù)據(jù)位、1個奇偶校驗位和一個停止位。由于數(shù)據(jù)的有無和長短并不恒定，所以HART數(shù)據(jù)的長度也是不一樣的，最長的HART數(shù)據(jù)包含25個字節(jié)。第七層：應(yīng)用層。為HART命令集，用于實現(xiàn)HART指令。命令分為三類，即通用命令、普通命令和專用命令。第11頁，共108頁。2.HART協(xié)議遠(yuǎn)程通信硬件現(xiàn)場儀表的HART協(xié)議部分主要完成數(shù)字信號到模擬電流信號的轉(zhuǎn)換，并實現(xiàn)對主要變量和測量、過程參數(shù)、設(shè)備組態(tài)、校準(zhǔn)及診斷信息的訪問。圖8.2是HART協(xié)議通信模塊結(jié)構(gòu)框圖。

圖8.2HART協(xié)議通信模塊結(jié)構(gòu)框圖第12頁，共108頁。

HART通信部分主要由D/A轉(zhuǎn)換和Bell202MODEM及附屬電路來實現(xiàn)。其中，D/A變換作用是直接將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成4～20mA電流輸出，以輸出主要的變量。Bell202MODEM及其附屬電路的作用是對疊加在4～20mA環(huán)路上的信號進(jìn)行帶通濾波放大后，HART通信單元如果檢測到FSK頻移鍵控信號，則由Bell202MODEM將1200Hz的信號解調(diào)為“1”，2200Hz信號解調(diào)為“0”的數(shù)字信號，通過串口通信交MCU，MCU接收命令幀，作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。然后，MCU產(chǎn)生要發(fā)回的應(yīng)答幀，應(yīng)答幀的數(shù)字信號由MODEM調(diào)制成相應(yīng)的1200Hz和2200Hz的FSK頻移鍵控信號，波形整形后，經(jīng)AD421疊加在環(huán)路上發(fā)出。D/A變換器采用AD421，它是美國ADI公司推出的一種單片高性能數(shù)模轉(zhuǎn)換器，由環(huán)路供電，16位數(shù)字信號以串行方式輸入，可以將數(shù)字信號直接轉(zhuǎn)換成4～20mA電流輸出。第13頁，共108頁。HARTMODEM采用Smar公司的HT2012，是符合Bell202標(biāo)準(zhǔn)的半雙工調(diào)制解調(diào)器，實現(xiàn)HART協(xié)議規(guī)定的數(shù)字通信的編碼或譯碼。它一方面與MCU的異步串行通信口進(jìn)行串行通信，一方面將輸入的不歸零的數(shù)字信號調(diào)制成FSK信號，再經(jīng)AD421疊加在4～20mA的回路上輸出，或者將回路信號經(jīng)帶通濾波、放大整形后取出FSK信號解調(diào)為數(shù)字信號，從而實現(xiàn)HART通信。由于HART數(shù)字通信的要求，有0.5mA的正弦波電流信號疊加在4mA電流上，因此整個硬件電路必須保證在3.5mA以下還能正常工作，因此實現(xiàn)系統(tǒng)的低功耗設(shè)計非常重要。第14頁，共108頁。3.HART通信軟件HART通信程序也即為HART協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層的軟件實現(xiàn)，是整個現(xiàn)場儀表軟件設(shè)計的關(guān)鍵。在HART通信過程中，主機(jī)（上位機(jī)）發(fā)送命令幀，現(xiàn)場儀表通過串行口中斷接收到命令幀后，由MCU作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生應(yīng)答幀，由MCU觸發(fā)發(fā)送中斷，發(fā)出應(yīng)答幀，從而完成一次命令交換。

(1)在上電或復(fù)位后，主程序要對通信部分進(jìn)行初始化，主要包括波特率設(shè)定、串口工作方式設(shè)定、清通信緩沖區(qū)、開中斷等。(2)在初始化完成之后通訊部分就一直處在準(zhǔn)備接收狀態(tài)下，一旦上位機(jī)有命令發(fā)來，HT2012的載波檢測口變?yōu)榈碗娖?，觸發(fā)中斷，啟動接收，程序就進(jìn)入接收部分。然后完成主機(jī)命令的解釋并根據(jù)命令去執(zhí)行相應(yīng)的操作，最后按一定的格式生成應(yīng)答幀并送入通信緩沖區(qū)，啟動發(fā)送，完成后關(guān)閉SCI。(3)在發(fā)送應(yīng)答幀之后，再次進(jìn)入等待狀態(tài)，等待下一條主機(jī)命令。HART協(xié)議因具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，通用性強(qiáng)的特點。使得它成為全球應(yīng)用最廣的現(xiàn)場通信協(xié)議，已成為工業(yè)上實際的標(biāo)準(zhǔn)。第15頁，共108頁。8.1.3現(xiàn)場總線協(xié)議現(xiàn)場總線是用于過程控制現(xiàn)場儀表與控制室之間的一個標(biāo)準(zhǔn)的、開放的、雙向的多站數(shù)字通信系統(tǒng)。隨著計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、集成電路技術(shù)的發(fā)展，以全數(shù)字式現(xiàn)場總線(FIELDBUS）為代表的互聯(lián)規(guī)范，正在迅猛發(fā)展和擴(kuò)大。由于采用現(xiàn)場總線將使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)安裝費用減少并且易于維護(hù)；用戶可以自由選擇不同廠商、不同品牌的現(xiàn)場設(shè)備達(dá)到最佳的系統(tǒng)集成等一系列的優(yōu)點，現(xiàn)場總線技術(shù)正越來越受到人們的重視。近十幾年由于現(xiàn)場總線的國際標(biāo)準(zhǔn)不能建立，現(xiàn)場總線發(fā)展的種類較多，約有40余種：如德國西門子公司的ProfiBus，法國的FIP，英國的ERA，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，丹麥ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），MODBus，SDS，Arcnet，國際標(biāo)準(zhǔn)組織-基金會現(xiàn)場總線FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美國的DeviceNet與ControlNet等。工業(yè)常用的現(xiàn)場總線的種類有：基金會現(xiàn)場總線FF；LonWorks；ProfiBus和CAN等。

第16頁，共108頁。1.FF總線FF是現(xiàn)場總線基金會（FieldbusFoundation）的縮寫?，F(xiàn)場總線基金會是國際公認(rèn)的、惟一不附屬于企業(yè)的非商業(yè)化國際標(biāo)準(zhǔn)化組織。其宗旨是制定單一的國際現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。FF協(xié)議的前身是以美國Fisher-Rosemount公司為首，聯(lián)合Foxboro、Yokogawa、ABB、Siemens等80家公司制定的ISP協(xié)議，還有以Honeywell公司為首，聯(lián)合歐洲等地的150家公司制定的WorldFIP協(xié)議。迫于用戶的壓力，支持ISP和WorldFIP的兩大集團(tuán)于1994年9月握手言和并成立了現(xiàn)場總線基金會FF（FieldbusFoundation）。FF以ISO/OSI模型為基礎(chǔ)，以其物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層為FF通信模型的相應(yīng)層次，并在此基礎(chǔ)上增加了用戶層?；饡F(xiàn)場總線分為低速現(xiàn)場總線與高速現(xiàn)場總線兩種。低速現(xiàn)場總線H1的傳輸速率為31．25kbps，高速現(xiàn)場總線HSE的傳輸速率為100Mbps，H1支持總線供電和本質(zhì)安全特性。無中繼器時的最大通信距離為1900m，有中繼器時可延長到9500m。非總線供電時，最多可直接連接32個節(jié)點，在總線供電時，可直接連接最多13個節(jié)點，在本質(zhì)安全要求時，可直接連接6個節(jié)點。如加中繼器最多可連接240個節(jié)點。通信介質(zhì)可為雙絞線、光纜或無線電。第17頁，共108頁。FF采用可變長幀結(jié)構(gòu)，每幀有0～251個有效字節(jié)。Semiconductor、National、SiemensYokogawa等公司可以提供FF的通信芯片。全世界已有120多家用戶和制造商成為現(xiàn)場總線基金會的成員?；饡聲依耸澜缟蠋缀跛械闹饕詣踊O(shè)備供應(yīng)商?，F(xiàn)場總線基金會成員所生產(chǎn)的自動化設(shè)備占全世界市場的90%以上的份額?；饡?qiáng)調(diào)中立與公正，所有的成員均可參加規(guī)范的制定和評估，所有的技術(shù)成果由基金會擁有和控制。由中立的第三方負(fù)責(zé)產(chǎn)品的注冊和測試等。因而，基金會現(xiàn)場總線具有一定的權(quán)威性、公正性和廣泛性。第18頁，共108頁。2.LonWorksLonWorks是局部操作網(wǎng)絡(luò)（LocaloperatingNetwork）的縮寫。是由美國Echelon公司研制，于1990年正式公布的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。采用了ISO/OSI模型中完整的七層協(xié)議，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，通過網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計簡化為參數(shù)設(shè)置。網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線、電力線等，在傳輸距離小于130m時，最高傳輸速率為1.25Mbps。最遠(yuǎn)傳輸距離為27km，通信速率為78kbps，結(jié)點總數(shù)可達(dá)32000個。Works總線的信號傳輸采用可變長幀結(jié)構(gòu)，每幀的有效字節(jié)可取0～288個，其所采用的LonTalk通信協(xié)議被封裝在神經(jīng)元芯片（Neuron）中。該技術(shù)包括一個稱之為LNS網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的管理平臺，對LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)提供全面的管理和服務(wù)：安裝、配置、監(jiān)測、診斷等。LonWorks網(wǎng)又可通過各種連接設(shè)備接入IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)，與IT應(yīng)用實現(xiàn)無縫的結(jié)合。第19頁，共108頁。ProfiBus自1984年開始研制現(xiàn)場總線產(chǎn)品，現(xiàn)已成為歐洲首屈一指的開放式現(xiàn)場總線系統(tǒng)，歐洲市場占有率大于40%，廣泛應(yīng)用于加工自動化、樓宇自動化、過程自動化、發(fā)電與輸配電等領(lǐng)域。1996年6月ProfiBus被采納為歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170第二卷。PNO為其用戶組織，核心公司有：Siemens公司，E+H公司，Samson公司，Softing公司等。ProfiBus技術(shù)特性：ProfiBus以ISO7498為基礎(chǔ)，以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)OSI（OpenSystemInterconnection）作為參考模型，定義了物理傳輸特性，總線存取協(xié)議和應(yīng)用功能。ProfiBus家族包括ProfiBus-DP，ProfiBus-PA，ProfiBus-FMS。ProfiBus-DP（DecentralizedPeriphery）是一種高速和便宜的通信連接，用于自動控制系統(tǒng)和設(shè)備級分散的I/0之間進(jìn)行通信。第20頁，共108頁。ProfiBus-FMS（FieldBusMessageSpecification）用來解決車間級通用性通信任務(wù)。與LLI（LowerLayerInterface）構(gòu)成應(yīng)用層，F(xiàn)MS包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有力的通信服務(wù)，LLI協(xié)調(diào)了不同的通信關(guān)系，并向FMS提供了不依賴設(shè)備訪問數(shù)據(jù)鏈路層。ProfiBus-PA（ProcessAutomation）專為過程自動化而設(shè)計的，它可使傳感器和執(zhí)行器接在一根共用的總線上。根據(jù)IEC61158-2國際標(biāo)準(zhǔn)，ProfiBus-PA可用雙絞線供電技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的ProfiBus-DP協(xié)議和描述現(xiàn)場設(shè)備的PA行規(guī)。當(dāng)使用電纜耦合器，ProfiBus-PA裝置能很方便的連接到ProfiBus-DP網(wǎng)絡(luò)。第21頁，共108頁。CAN(ControllerAreaNetwork)是控制器局域網(wǎng)的簡稱，它由物理層、鏈路層和應(yīng)用層構(gòu)成。它是由德國BOSCH公司于1986年為解決現(xiàn)代汽車中眾多測量控制部件之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信總線?，F(xiàn)已被列入ISO國際標(biāo)準(zhǔn)，稱為ISO11898。CAN的主要技術(shù)特點：（1）CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點不分主從，任一節(jié)點均可在任意時刻主動地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點發(fā)送信息，通信方式靈活，利用這一特點可方便地構(gòu)成多機(jī)備份系統(tǒng)。（2）CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點信息具有不同的優(yōu)先級，可滿足對實時性的不同要求，高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)最多可在134微秒內(nèi)得到傳輸。第22頁，共108頁。（3）CAN采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，當(dāng)多個節(jié)點同時向總線發(fā)送信息時，優(yōu)先級較低的節(jié)點會主動地退出發(fā)送，而最高優(yōu)先級的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從而節(jié)省了總線沖突的仲裁時間。（4）CAN只需通過報文濾波即可實現(xiàn)點對點、一點對多點及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)，無需專門的“調(diào)度”。（5）CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km（速率5kbps以下）；通信速率最高可達(dá)1Mbps(此時通信距離最長為40m)。（6）CAN上的節(jié)點數(shù)主要決定于總線驅(qū)動電路，目前可達(dá)110個；報文標(biāo)識符可達(dá)2032種（CAN2.0A），而擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)（CAN2.0B）的報文標(biāo)識符幾乎不受限制?？傊?，現(xiàn)場總線技術(shù)最本質(zhì)的三大特點是：信號傳輸數(shù)字化、控制功能分散化、開放性與互操作性。第23頁，共108頁。8.2智能差壓變送器8.2.1EJA智能差壓變送器1994年日本橫河電機(jī)公司推出了DpharpEJA差壓、壓力智能變送器，其外形如圖8.3所示。1998年初又在此基礎(chǔ)上推出了改進(jìn)型DpharpEJA***A系列智能差壓變送器。兩個系列的結(jié)構(gòu)原理是一樣的，只是后者的性能比前者有了較大的提高。EJA智能差壓變送器工作原理框圖如圖8.4所示。它由單晶硅諧振式傳感器和智能電氣轉(zhuǎn)換部件兩個主要部分組成。單晶硅諧振式傳感器上的兩個H形振動梁分別將差壓、壓力信號轉(zhuǎn)換為頻率信號，并采用頻率差分技術(shù)。將兩頻率差數(shù)字信號直接輸出到脈沖計數(shù)器計數(shù)，計數(shù)到的兩頻率差值傳遞到微處理器內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。特性修正存貯器的功能是貯存單晶硅諧振式傳感器在制造過程中的機(jī)械特性和物理特性，通過修正以滿足傳感器特性要求的一致性。

第24頁，共108頁。圖8.3EJA智能差壓變送器外形智能電氣轉(zhuǎn)換部分采用大規(guī)模集成電路，并將放大器制成專用集成化小型電路ASIC，從而減少了零部件，提高了放大器自身的可靠性，其體積也可以做得很小。智能電氣轉(zhuǎn)換部分的功能如下。第25頁，共108頁。圖8.4EJA智能差壓變送器工作原理框圖第26頁，共108頁。（1）將傳感器來的信號，經(jīng)微處理器(CPU)處理和D/A電路，轉(zhuǎn)換成一個對應(yīng)于設(shè)定測量范圍的4～20mA摸擬信號輸出。（2）內(nèi)置存貯存放單晶硅諧振式傳感器在制造過程中的機(jī)械特性和物理特性，包括環(huán)境溫度特性、靜壓特性、傳感器輸入輸出特性以及用戶信息(位號、測量范圍，阻尼時間常數(shù)、輸出方式、工程單位等)。經(jīng)CPU對它們進(jìn)行運算處理和補(bǔ)正后，可使變送器獲得優(yōu)良的溫度特性、靜壓特性及輸入輸出特性。（3）通過輸入輸出接口（I/O接口）與外部設(shè)備（如手持智能終端BT200或HART275和DCS中帶通信功能的I/O卡），以數(shù)字通信的方式傳遞數(shù)據(jù)。由于疊加在模擬信號上的數(shù)字信號的平均值為0，因此數(shù)字頻率信號對4～20mADC模擬信號不產(chǎn)生任何擾動影響。EJA有兩個通訊協(xié)議，一個是橫河自己的BRAIN通訊協(xié)議，頻率為2.4kHz，另一個是HART通訊協(xié)議，頻率為1.2kHz。兩個協(xié)議是不兼容的：疊加在4～20模擬信號上，只能是BRAIN或HART數(shù)字信號中的一種。第27頁，共108頁。2.檢查和調(diào)整（1）安裝接線圖8.5為變送器的接線端子，電源線接在“SUPPLY”的4號＋、－端子上，因為它是兩線制，所以電源線也就是信號線。“CHECK”端子1是接線用的，可以接內(nèi)阻小于10Ω的電流表或其它校驗儀表，也可以不接。2為接地端子，變送器外部也有接地端子3，兩端子可任選一個接地，接地電阻≤100Ω。如要連接智能終端，可將智能終端的兩根通訊線鉤在變送器電源端子或其它中間端子，但不能直接鉤在供電電源的上。圖8.5接線端子圖第28頁，共108頁。（2）檢查變送器運行是否正常，可以有兩種方法檢查。使用智能終端BT200檢查的方法是：①將BT200的通訊線連接在變送器回路，并打開電源；②按“ENTER”鍵，智能終端上即能顯示儀表型號、位號及自檢情況；③再按“F1”鍵，便顯示儀表百分輸出、工程單位輸出、放大器溫度，并7s刷新一次；④其它如變送器的測量范圍、膜盒部件、規(guī)格型號都可以在BT200上檢查。如BT200連到變送器后顯示“Communicationerror”，則表示通訊線路有故障，無法通訊。第29頁，共108頁。如變送器有故障，則顯示“SELFCHECKERROR”（自檢錯誤），此時要按功能鍵“F2”以進(jìn)一步檢查故障在哪一部分。使用內(nèi)藏顯示計檢查。如線路發(fā)生故障，則內(nèi)藏顯示計上無顯示。如變送器發(fā)生故障，則顯示計上顯示故障代碼，如“E07”等。然后根據(jù)說明書上代碼所對應(yīng)的故障，逐個加以解決。

（3）零點調(diào)整

變送器的零點調(diào)整有兩種方法。使用變送器殼體上的調(diào)零螺釘。在變送器的外殼上有調(diào)零螺釘，如零位不對，可以用它來進(jìn)行調(diào)整。但是有時儀表工為防止不相關(guān)的人亂調(diào)零點，用智能終端BT200將外調(diào)螺釘設(shè)在“禁止”狀態(tài)，這時就不能用外調(diào)螺釘調(diào)整。所以在調(diào)整之前，先要將外調(diào)螺釘設(shè)在允許狀態(tài)。使用智能終端BT200進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整方法見BT200的操作使用。第30頁，共108頁。（4）量程調(diào)整變送器的量程調(diào)整也有兩種方法：一是通過智能終端，二是通過外調(diào)螺釘。關(guān)于前一種方法，后面智能終端的操作有介紹；對無智能終端，用外調(diào)螺釘調(diào)量程的方法如下：

①打開電源，并預(yù)熱5min；

②向變送器內(nèi)通0kPa的壓力；

③用鈍頭細(xì)棒按動內(nèi)藏顯示器面板上的量程設(shè)置按鈕，內(nèi)藏顯示計顯示“LSET”（下限設(shè)定）；

④調(diào)節(jié)外部調(diào)零螺釘，至輸出信號為0%（4mADC）；

⑤按動量程設(shè)置按鈕，內(nèi)藏顯示計顯示“HSET”（上限設(shè)定）;

⑥接通測量范圍上限壓力；

⑦調(diào)節(jié)外部調(diào)零螺釘，直至輸出信號為100%（20mADC）；

⑧按動量程設(shè)置按鈕，使變送器由調(diào)整狀態(tài)回到正常測量狀態(tài)。第31頁，共108頁。3.HART275智能終端的基本操作（1）簡要說明智能差壓變送器具有智能通訊功能，所以它的測量范圍設(shè)定、調(diào)整、自診斷可以在智能終端上進(jìn)行，也可以在執(zhí)行相同通訊協(xié)議的DCS上進(jìn)行。DpharpEJA智能差壓變送器帶Brain規(guī)程數(shù)字通訊時，其智能終端為BT200，帶HART協(xié)議數(shù)字通訊時，可以和羅斯蒙特的手持終端275通訊?，F(xiàn)介紹HART275的通訊方法。HART275智能終端外形如圖8.6所示。它由顯示單元和鍵盤組成。采用智能終端可在控制室、現(xiàn)場及回路的任一點處與變送器通訊。連接點與電源之間必須具有一個至少250Ω的電阻與變送器并聯(lián)，連接是不分正負(fù)極的。第32頁，共108頁。（2）操作鍵的使用方法如圖8.6所示，HART275智能終端有以下操作鍵。功能鍵F1、F2、F3、F4，用于確認(rèn)顯示于屏幕底部的操作命令。移位鍵5個，其功能是移動光標(biāo)到所需的菜單項。電源開/關(guān)鍵（I/O）1個，其功能是開關(guān)電源。第二功能鍵（SHIFT）3個，當(dāng)按時，與字母/數(shù)字鍵相組合，可輸入字母/數(shù)字鍵上對應(yīng)位置的字母?；驁D8.6HART275智能終端外形第33頁，共108頁。字母/數(shù)字鍵，當(dāng)不按第二功能鍵時，輸入數(shù)字；在按下第二功能鍵時，輸入字母。下面舉例說明操作鍵的用法：輸入15時，按輸入SO時，按（3）參數(shù)設(shè)置①位號設(shè)置（TAGNO）打開HART智能終端的電源，顯示畫面如圖8.7(a)所示。選擇[DeviceSetup]→[Basicsetup]→[Tag]出現(xiàn)如下設(shè)定Tag的畫面，如圖8.7(d)所示。在設(shè)定畫面上輸入數(shù)據(jù)第34頁，共108頁。圖8.7位號設(shè)置畫面第35頁，共108頁?！纠?】將Tag（位號）從[YOKOGAWA]變?yōu)椋跢IC-1A］圖8.8輸入數(shù)據(jù)操作步驟第36頁，共108頁。輸入數(shù)據(jù)后，按［ENTER］（F4）鍵，將數(shù)據(jù)存儲在HART智能終端中，結(jié)果如圖8.9所示。第37頁，共108頁。按熱鍵（HotKey），調(diào)出[量程值]設(shè)定畫面如圖8.10所示，按熱鍵（HotKey），調(diào)出[量程值]設(shè)定畫面，設(shè)置壓力單位，選擇[PressUnit]→[ENTER]（F4）→［3UnitinH2O］→［SEND］（F2）→［SEND］顯示消失，單位更改成功。圖8.10設(shè)置測量單位②設(shè)置測量單位【例2】將測量單位從mmH2O變更為inH2O。第38頁，共108頁。調(diào)整測試表測量范圍到0.BOVERLOADORETERBODYFAUT#總之，現(xiàn)場總線技術(shù)最本質(zhì)的三大特點是：信號傳輸數(shù)字化、控制功能分散化、開放性與互操作性。（5）CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km（速率5kbps以下）；(1)在上電或復(fù)位后，主程序要對通信部分進(jìn)行初始化，主要包括波特率設(shè)定、串口工作方式設(shè)定、清通信緩沖區(qū)、開中斷等。S-SFC發(fā)出指令，變送器接收指令。(3)在發(fā)送應(yīng)答幀之后，再次進(jìn)入等待狀態(tài)，等待下一條主機(jī)命令。由于TT302溫度變送器可以接收多種輸入信號，各種信號將與不同的端子連接，因此由多路轉(zhuǎn)換器根據(jù)輸入信號的類型，將相應(yīng)端子連接到信號調(diào)理電路，由信號調(diào)理電路進(jìn)行放大，再由A/D轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量。LOWLOOPRESStaticPressensor]→[2.基金會強(qiáng)調(diào)中立與公正，所有的成員均可參加規(guī)范的制定和評估，所有的技術(shù)成果由基金會擁有和控制。（4）DVC5010智能閥門定位器的組態(tài)②變送器接收[WAKE-UP]脈沖，即從模擬輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換到通信狀態(tài)【例3】將量程從0到2500mmH2O調(diào)整為500到3500mmH2O圖8.11量程值設(shè)置畫面選擇［4LRV］，鍵入下限值500，按F4鍵確認(rèn)。選［5URV］，設(shè)置上限值，鍵入3500，按F4鍵確認(rèn)。按［SEND］（F2）鍵，發(fā)送數(shù)據(jù)，［SEND］顯示消失，更改量程成功。③量程設(shè)置第39頁，共108頁。【例4】現(xiàn)將輸出模式由線性（出廠默認(rèn)）變?yōu)殚_方。圖8.12輸出模式設(shè)置

選擇［SqRoot］，按［ENTER］（F4）鍵，按［SEND］（F2）鍵，將數(shù)據(jù)發(fā)送至變送器，［SEND］顯示消失，設(shè)置成功。

④ 輸出模式（線性/開方）設(shè)置設(shè)置步驟：由[1.Devicesetup]→[2.BasicSetup]→[3.Xferfnctn]，進(jìn)入如圖8.12所示畫面。第40頁，共108頁?！纠?】從［Linear］變更為［Sqroot］。設(shè)置步驟：由[1.Devicesetup]→[4.DetailedSetup]→[4.Displaycondition]→[2.Displayfnctn]調(diào)出如圖8.13所示畫面。圖8.13顯示模式設(shè)置畫面選擇［Squareroot］，按ENTER(F4)鍵確認(rèn)，按SEND（F2）鍵，發(fā)送數(shù)據(jù)。

⑤內(nèi)藏顯示表的顯示模式第41頁，共108頁。⑦內(nèi)藏顯示表的顯示設(shè)置

顯示方式設(shè)置步驟：由[1.Devicesetup]→[4.DetailedSetup]→[4.Displaycondition]→[2.DisplayMode]；選擇［UserSet］，按ENTER(F4)鍵確認(rèn)，按SEND（F2）鍵，發(fā)送數(shù)據(jù)。

設(shè)置用戶自定義單位設(shè)置步驟：由[1.Devicesetup]→[4.DetailedSetup]→[4.Displaycondition]→[3.EngrdisprangeDisplay]→[EngrUnit]

工程單位上、下限設(shè)置步驟：由[1.Devicesetup]→[4.DetailedSetup]→[4.Displaycondition]→[3.Engrdisprange]→[2.EngrdispLRV]，[3.EngrdispURV]輸入上、下限值，按ENTER(F4)鍵確認(rèn)，按SEND（F2）鍵，發(fā)送數(shù)據(jù)。

第42頁，共108頁。⑧設(shè)置靜壓單位：將靜壓單位由“mmH2O”變?yōu)椤癒pa”設(shè)置步驟：由[1.Devicesetup]→[4.DetailedSetup]→[1.Sensors]→[3.StaticPressensor]→[2.StaticPresunit]，選擇［Kpa］，按ENTER（F4）鍵。按SEND（F2）鍵，傳送數(shù)據(jù)。⑨輸出測試設(shè)置：該功能用于輸出一恒流源3.2mA（－5%）－21.6mA（110%）以檢查回路?！纠?】輸出12mA（50%），以檢查恒流源。設(shè)置步驟：由[1.Devicesetup]→[2.Diag/Service]→[2.Looptest]進(jìn)入如圖8.14所示畫面。設(shè)置控制模式為手動模式，按OK（F4）鍵。選擇［Other］，按ENTER（F4）鍵。輸入［12］，按ENTER（F4）鍵，輸出12mA恒流，按OK（F4）鍵。要結(jié)束回路測試，選擇［END］，按ENTER（F4）鍵，按OK（F4）鍵。第43頁，共108頁。圖8.14恒流檢查第44頁，共108頁。4.故障處理變送器的故障分兩部分，一部分是過程系統(tǒng)的故障，另一部分是變送器本身的故障，這里指的是后一部分。（1）用HART275檢查故障。（2）用內(nèi)藏指示計檢查故障。第45頁，共108頁。8.2.2ST3000智能差壓變送器ST3000智能差壓變送器是由美國霍尼韋爾公司開發(fā)的，其外形如圖8.15所示。是利用單片機(jī)與微位移式差壓敏感元件相結(jié)合而產(chǎn)生的智能差壓變送器，實現(xiàn)了多功能的檢測和非電量到電量的變換。它是帶微處理器的智能差壓變送器，具有優(yōu)良的性能和出色的穩(wěn)定性。它能測量氣體、液體和蒸汽的流量、壓力和液位。對于被測量的差壓輸出4～20mA模擬量信號和數(shù)字量信號。它也能通過DE協(xié)議實現(xiàn)SFC(智能現(xiàn)場通信器)與霍尼韋爾公司DCS如TDC3000和數(shù)據(jù)庫的雙向通信，從而方便了自診斷、測量范圍重新設(shè)置和自動調(diào)零。第46頁，共108頁。（1）工作原理該變送器由敏感部件和轉(zhuǎn)換部件兩部分組成，其原理框圖8.16所示。

圖8.16ST3000智能差壓變送器原理框圖第47頁，共108頁。被測壓力(差壓)作用到傳感器上，其阻值即發(fā)生相應(yīng)變化。阻值變化通過電橋轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換送入微處理器。同時，環(huán)境溫度和靜壓通過另外兩個輔助傳感器(溫度傳感器和靜壓傳感器)轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換送入微處理器。經(jīng)微處理器運算后送至數(shù)模轉(zhuǎn)換作為變送器輸出4～20mADC標(biāo)準(zhǔn)信號或相應(yīng)數(shù)字信號。ST3000變送器和通常的擴(kuò)散硅壓力變送器相比有較大的不同。主要是敏感元件為復(fù)合芯片，并裝有微處理器及引入了軟件補(bǔ)償。在制造變送器的過程中，將每一臺變送器的壓力、溫度、靜壓特性存入變送器的EPROM中，工作時則通過微處理器對被測信號進(jìn)行處理。第48頁，共108頁。（2）敏感元件敏感元件使用無彈性后效的單晶硅材料，采用硅平面微細(xì)加工工藝和離子注入技術(shù)，形成壓敏電阻。這種復(fù)合形的硅壓敏電阻芯片為正方形，厚為0.254mm，邊長為3.43～3.75mm，壓敏電阻放置在圓形膜的邊緣。相鄰電阻取向不同，因而受壓后的阻值變化相反。電阻值的變化由電橋檢測出，由于硅單晶的許多方向都對壓力敏感，因而在不同的靜壓下相同的差壓值不能保證輸出相同的信號，為此需對靜壓進(jìn)行修正。靜壓敏感電阻設(shè)置在緊靠玻璃支撐管的地方。由于硅片與玻璃的壓縮系數(shù)不同，靜壓敏感電阻就可感受到靜壓信號。信號仍由電橋檢出，溫度敏感元件為普通的熱敏電阻。

第49頁，共108頁。（3）轉(zhuǎn)換部分轉(zhuǎn)換部分的作用是在微處理器的控制下采集傳感器送來的復(fù)合信號并對其進(jìn)行補(bǔ)償、運算，再經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的4mA～20mADC信號輸出。采樣的典型速率為：20S內(nèi)，差壓采集120次、靜壓12次、溫度1次。微處理器根據(jù)差壓、靜壓和溫度這三個信號，查詢記錄此復(fù)合芯片特性的存儲器，再經(jīng)運算后得出一個高精確度的信號。在轉(zhuǎn)換部件內(nèi)還有一個存儲器，它是變送器的數(shù)據(jù)庫，存有變送器的量程、測量單位、編號、阻尼時間、輸出方式等，凡可由S-SFC設(shè)定的數(shù)據(jù)都存放在此數(shù)據(jù)庫內(nèi)。第50頁，共108頁。2.S-SFC通信器

S-SFC智能現(xiàn)場通信器，用于現(xiàn)場和試驗室對智能儀表進(jìn)行組態(tài)(線性化或開方、阻尼時間、壓力單位、量程)、校正、自診斷、檢查輸入壓力、輸出信號、恒流輸出設(shè)定和打印等。（1）工作原理S-SFC智能現(xiàn)場通信器可以連接在變送器和電源之間連線的任意位置上，進(jìn)行簡單的雙向通信。其通信步驟如下：

①S-SFC輸出[WAKE-UP]脈沖。

②變送器接收[WAKE-UP]脈沖，即從模擬輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換到通信狀態(tài)S-SFC發(fā)出指令，變送器接收指令。變送器輸出相應(yīng)的回答，S-SFC接收該回答。變送器輸出相應(yīng)的回答后，即自動恢復(fù)到模擬輸出狀態(tài)。第51頁，共108頁。（2）主要功能使用SFC通信器可在現(xiàn)場或試驗室實現(xiàn)下述功能：①組態(tài)：（可對下列項目進(jìn)行選擇、設(shè)定、顯示和變更）a.量程：b.輸出形式：（有線性，百分比，開方，正作用或反作用等。）c.阻尼時間：（可在0～32S之間確定。）d.測量單位：（有10種。）

②量程調(diào)整：（不需加標(biāo)準(zhǔn)信號就可變更量程）

③自診斷：（a：組態(tài)、檢查；b：通信檢查；c：變送器檢查；d：生產(chǎn)過程檢查）

④校驗調(diào)整：可對零點及上限進(jìn)行調(diào)整。

⑤顯示：變送器內(nèi)存儲器數(shù)據(jù)及SFC內(nèi)存儲器數(shù)據(jù)的顯示。

⑥可作4mA～20mADC電流源。第52頁，共108頁。（3）部件及鍵盤說明(S-SFCⅡ型)①部件說明a.卷紙室：裝有一卷熱敏打印紙。b.打印機(jī)：作為任選件提供，每行打印24個字符，打印出智能現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)和通信數(shù)據(jù)，與SFC組成一體機(jī)。c.顯示：兩行顯示智能現(xiàn)場儀表的信息和數(shù)據(jù)（每行16字符）。d.電源開關(guān)：打開電源開關(guān)時，SFCⅡ自動進(jìn)行自診斷。e.通信電纜插座：用來插入通信電纜套，要求使用廠家提供的專用電纜。f.電池充電器插座：用來插入蓄電池充電器插頭。第53頁，共108頁。②鍵盤說明：a.鍵操作基本原理：按數(shù)字鍵或功能鍵，在顯示器上沒有響應(yīng)表示輸入沒有成功。b.色標(biāo)類別：按各個鍵具有的功能，將鍵分成五種色標(biāo)：綠色鍵主要用于與智能現(xiàn)場儀表聯(lián)絡(luò)并顯示智能現(xiàn)場儀表參數(shù)。橙色鍵主要用于實現(xiàn)與智能現(xiàn)場儀表通訊以及選擇讀出菜單。橄欖色鍵用于輸入數(shù)字。棕黃色鍵主要用于診斷和檢驗。白色鍵主要用于鍵盤控制和輔助操作。c.多功能鍵操作方法：若要輸入鍵右上角的字符，應(yīng)先按ALPHA鍵，使顯示器出現(xiàn)光標(biāo)，然后按想要按的符號鍵。若要輸入鍵中心的功能，數(shù)字或符號，確認(rèn)好顯示器上光標(biāo)位置，直接按需要的鍵。若要輸入鍵上方的功能：則先按SHIFT鍵，使顯示器上出現(xiàn)SHIFT字樣，再按所需功能鍵。第54頁，共108頁。d.各個鍵的功能：

[DEREAD]ID：開始與智能現(xiàn)場儀表通信，在顯示窗上出現(xiàn)智能現(xiàn)場儀表的TAG(標(biāo)號)，在此可讀出、寫或修改TAG號。

DEREAD：開始數(shù)字通信。

[CONF]BCONF：為校正智能現(xiàn)場儀表啟動組態(tài)功能或重新設(shè)定智能現(xiàn)場儀表的參數(shù)。

[DAMP]CDAMP：顯示或修改阻尼時間。

[UNIT]DUNITS：顯示或修改用于表達(dá)流率的工程單位。

[LRVE]0％LRVE0%：顯示智能現(xiàn)場儀表輸出范圍的下限值，在該智能現(xiàn)場儀表中，此值固定在0％。下限值表示智能現(xiàn)場儀表輸出為0％時(或模擬輸出為4mADC)時的流率。

[URVF]URVl00％：顯示智能現(xiàn)場儀表輸出范圍的上限值。上限值表示智能現(xiàn)場儀表輸出為100％(或模擬輸出為20mADC)時的流率。[DECONFMENUITEM]MENUITEM：顯示并選擇相同層次和相同功能中的不同項目。第55頁，共108頁。

DECONF：顯示并選擇作為數(shù)字信號輸出的變量。[SET]GSET：在智能現(xiàn)場儀表的操作中不用此鍵。[NEXT]HNEXT：在組態(tài)功能期間向前卷顯示內(nèi)容。

[PREV]LPREV：在組態(tài)功能期間向后卷顯示內(nèi)容。

[OUTPUT]JOUTPUT：顯示從智能現(xiàn)場儀表傳送到主控制系統(tǒng)的一個百分比值。

INPUT：顯示由智能現(xiàn)場儀表測量的瞬時流率作為實際值。

[CORRECT]KCORRECT：使智能現(xiàn)場儀表調(diào)零，調(diào)零可以在用INPUT鍵讀一數(shù)值時進(jìn)行。

RESET：將智能現(xiàn)場儀表內(nèi)部參數(shù)恢復(fù)到制造廠設(shè)定值。ENTER：將"YES"輸入到熒光屏提示。顯示器向上或向下移動一個級或者將SFCⅡ輸入的數(shù)據(jù)寫到智能現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)庫中。

NON--VOL：將SFCⅡ輸入的數(shù)據(jù)寫到智能現(xiàn)場儀表的非易失存儲器（EEPROM）。第56頁，共108頁。

[9]PRINT9：輸入數(shù)字9。

PRINT：打印出智能現(xiàn)場儀表的內(nèi)部數(shù)據(jù)。這種打印操作稱為配置打印。

[8]FEED8：輸入數(shù)字8。

FEED：使打印紙前進(jìn)一行，并顯示下列字樣。[PRINTFEED]顯示這個字樣時，每按一次鍵打印紙就前進(jìn)一行，按CLR鍵消除此功能。

[SWVER]3：輸入數(shù)字3。

SWVER：顯示智能現(xiàn)場儀表和SFC的軟件譯本。

[ACTPR]OACTPR：打印出智能現(xiàn)場儀表對每個鍵操作的響應(yīng)。[SCRPAD]SCRPAD：將一備忘錄寫到智能現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)庫中。[TIME]TIME：顯示當(dāng)時的年、月、日和時分。第57頁，共108頁。

A-DE：模擬和數(shù)字通信之間的轉(zhuǎn)換。

[STAT]：顯示智能現(xiàn)場儀表自診斷的結(jié)果。

F/SDIR：在智能現(xiàn)場儀表操作中不用此鍵。

[SPAN]SPAN：顯示當(dāng)前示值范圍。

URL：無效。

[ALPHA]ALPHA：先按此鍵，輸入一個字母字符。顯示框光標(biāo)并允許輸入鍵右上角的數(shù)字。

[SHIFT]SHIFT：先按此鍵輸入鍵上方標(biāo)注的功能，顯示SHIFT--并允許輸入這些功能。

[CLR]CLR：清除顯示窗的內(nèi)容并將SFCⅡ置于輸入等待狀態(tài)按此鍵，向熒光屏提示回答“NO”。

第58頁，共108頁。3.回路連接圖8.17回路連接圖第59頁，共108頁。ST3000具有自診斷功能，使用SFC就可通過自診斷功能檢查變送器通信、回路和操作狀態(tài)。具體診斷信息說明如表8.1所示。表8.1ST3000故障診斷信息說明表需重新進(jìn)行校正零校準(zhǔn)量過大量程校準(zhǔn)量過大輸入壓力過大或變送器有故障已丟失電子模件的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)傳感器溫度過高現(xiàn)行狀態(tài)未知CORRECTRESET#EXCESSZEROCORR#EXCESSSPANCORR#M.BOVERLOADORETERBODYFAUT#NODACTEMPCOM#SENSOROVERTEMP#STATUSUNKNOWN#說明診斷信息1.非臨界誤差第60頁，共108頁。通訊不能執(zhí)行回路負(fù)荷電阻過大/電源電壓過低SFC和變送器不能正常通訊請求不能進(jìn)行的功能LKD回路電阻值太小變送不做應(yīng)答FAILEDCOMNHIRES/LOWVOLTILLEGALRESPONSEINVAUDREQUESTLOWLOOPRESNOXMTRRESPONE說明顯示信息3.通訊錯誤傳感器特性化PROM有故障電子系統(tǒng)有故障變送器儀表有故障輸入錯誤CHARPROMFAOITELECTONICFAULTMETERDODYFAULTSUSPECTWPUT說明 診斷錯誤信息2.臨界誤差（此時ID，OUTPUT和STATUS功能仍然有效，臨界狀態(tài)信息顯示3秒鐘，然后顯示PRESSSTATUS）第61頁，共108頁。輸入范圍過大恒穩(wěn)電流設(shè)定值超過允許范圍擊錯鍵用SFC進(jìn)行算術(shù)運算的結(jié)果超出顯示范圍ENTRTY>SENRANGEEXCESSIVEOUTPUTKEYNOTALLOWED>RANGE說明顯示信息4.操作故障第62頁，共108頁。（1）精度高工作在模擬方式其精度為±0.1％，工作在數(shù)字方式下精度為±0.075％。許多產(chǎn)品的精度高達(dá)±0.05％。（2）高重復(fù)性由于完美的溫度、壓力補(bǔ)償，致使全智能壓力變送器有很高的重復(fù)性而不象傳統(tǒng)變送器那樣倍受晝夜溫差變化（及冬夏溫差變化）引起的過大誤差影響，而這種影響遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)變送器的參考精度±0.25％，高達(dá)±0.025％，甚至更高。（3）高可靠性ST3000全智能壓力變送器的高可靠性是傳統(tǒng)型變送器的八倍。其平均無故障時間可達(dá)100多年。這樣的驚人數(shù)字是智能差壓變送器集成了當(dāng)代高新科技成果的證明。（4）寬遷移率全智能壓力變送器的遷移率可達(dá)+1900％，-2000%，而普通壓力變送器+500%，-600％。第63頁，共108頁。（5）寬域溫度靜壓力補(bǔ)償在機(jī)器人生產(chǎn)線上，對每一臺變送器的全工作溫度(88個補(bǔ)償點)，壓力范圍逐點進(jìn)行測試，并將全部數(shù)據(jù)存于各自的EPROM中，以便大幅度改善全智能壓力變送器的性能。（6）寬量程比寬范圍的量程比，使得變送器本身的實用性、適用性得以提高，給用戶及設(shè)計者帶來方便，減少備用備件的庫存量。在測量流量變化大的場合，用一臺全智能差壓變送器可以代替兩臺傳統(tǒng)變送器才能解決的流量測量問題。美國霍尼韋爾公司的全智能差壓變送器STDl20、STDl2F其量程比高達(dá)400：1。（7）完善的自診斷功能全智能差壓變送器可以通過SFC(智能現(xiàn)場通訊器)完成自診斷功能，可提供27種診斷信息，共有三個級別的診斷：變送器級、回路級、系統(tǒng)級。在SFC智能現(xiàn)場通訊器上可顯示十三種工程單位。（8）雙向通訊通過SFC可以對變送器編程、檢查、校驗和重新組態(tài)。如果能將智能差壓變送器與DCS聯(lián)用，可在萬能操作站上觀察到全部特征參數(shù)，并可以在TDC3000的鍵盤上編程、校驗和組態(tài)等。第64頁，共108頁。傳統(tǒng)的變送器在調(diào)校時，應(yīng)拆出現(xiàn)場離線校驗，既影響生產(chǎn)又是很繁瑣難干的工作。許多變送器分別安裝在高塔頂、深井處或高壓區(qū)、高溫區(qū)、核輻射區(qū)、危險爆炸的場合、劇毒區(qū)，甚至人們很難到達(dá)的地點等。這樣就涉及人們在校驗現(xiàn)場儀表時冒生命危險，有時很難開展工作。智能差壓變送器可以在線，并不必將變送器從現(xiàn)場拆下，在儀表室就可以方便、安全地對變送器進(jìn)行校驗、調(diào)整和重新組態(tài)等。第65頁，共108頁。8.2.3LSⅢ-PA差壓變送器LSⅢ-PA差壓變送器是由蘭州煉油化工儀表廠引進(jìn)西門子技術(shù)開發(fā)的，外形如圖8.18所示。一個圓蓋用螺釘固定在變送器的前面和后面，前蓋安裝一個觀察玻璃窗以便在數(shù)字表頭上直接讀取所測得的數(shù)值，電氣接線盒的入口既可以安裝在左側(cè)，也可以安裝在右側(cè)方便現(xiàn)場接線；可以使用三個輸入鍵本地編程，又可以通過PROFIBUS接口遠(yuǎn)程編程；對于特殊應(yīng)用場合的參數(shù)可通過PROFIBUS-PA接口獲??；符合“本安”和“隔爆”防爆類型要求的變送器可以安裝在有潛在爆炸危險區(qū)域內(nèi)，該變送器通過EC認(rèn)證，符合歐洲CENELEC標(biāo)準(zhǔn)。第66頁，共108頁。1.LSⅢ-PA智能差壓變送器工作原理LSⅢ-PA智能差壓變送器采用模塊化設(shè)計方法，其結(jié)構(gòu)由測量裝置部分和電子裝置部分組成。1-密封膜片2-O形圈3-過載膜片4-硅壓力傳感器5-過程法蘭6-測量元件本體7-填充液圖8.19差壓測量裝置原理圖第67頁，共108頁。（1）差壓測量裝置LSⅢ-PA智能差壓變送器測量裝置結(jié)構(gòu)如圖8.19所示。差壓通過密封膜片和填充液作用于硅壓力傳感器。如果超出測量極限，過載膜片將受壓發(fā)生形變，直至一個密封膜片支撐在測量元件的腔體上，以保護(hù)硅壓力傳感器過載。測量膜片由于受到所施加的差壓而變形，于是，分布在膜片中的4個電橋壓電電阻器的電阻值將發(fā)生變化，從而使得電阻橋路的輸出電壓與差壓成比例地變化。（2）電子裝置部分電子裝置部分工作原理如圖8.20所示。輸入差壓ΔP可以由傳感器轉(zhuǎn)換為電子信號，并由儀表放大器進(jìn)行放大，在模數(shù)轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。數(shù)字信息將在微處理器內(nèi)進(jìn)行計算，其線性度和溫度響應(yīng)將通過電氣隔離接口在PROFIBUS-PA上進(jìn)行校正、傳送，測量元件、電子裝置的數(shù)據(jù)以及參數(shù)數(shù)據(jù)都保存在兩片非易失性存儲器EEPROM存儲器中。第一片存儲器與測量元件耦合連接，第二片存儲器與電子裝置連接。因此，電子裝置和測量元件的更換非常容易。第68頁，共108頁。1-測量元件傳感器；2-儀表放大器；3-模數(shù)轉(zhuǎn)換器；4-微處理器5-電氣隔離；6-非易失性存儲器；7-PROFIBUS-PA接口；8-三個輸入鍵9-數(shù)字表頭；10-電源；11-DP/PA耦合器；12-總線主站圖8.20LSⅢ-PA差壓變送器電氣原理圖第69頁，共108頁。2.LSⅢ-PA智能差壓變送器使用圖8.20中的三個輸入鍵可用于直接在現(xiàn)場對變送器本地編程，PROFIBUS接口可進(jìn)行遠(yuǎn)程編程，例如進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、在數(shù)字表頭上觀察測量結(jié)果、出錯信息和操作模式等。具體參數(shù)如表8.2所示。第70頁，共108頁。診斷 ●·事件計數(shù)器·從屬指示器·維護(hù)定時器·仿真功能·零點校正顯示·極限變送器·過載報警可自由編程的LCD ●特性曲線輸入 ●特性曲線調(diào)整 ● ●總線地址●●小數(shù)點位置 ● ●顯示的物理單位 ● ●測量值顯示● ●按鍵或功能失效● ●調(diào)零 ● ●電氣阻尼 ● ●參數(shù)化方法輸入鍵PROFIBUS接口第71頁，共108頁。由于帶有狀態(tài)值和診斷值的測量結(jié)果在PROFIBUS-PA上進(jìn)行循環(huán)數(shù)據(jù)傳送；參數(shù)化和出錯信息的輸出進(jìn)行非循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸。因此，需要借助于SIMATICPDM（過程設(shè)備管理器）工具，使用用戶接口，通過軟件程序組態(tài)生產(chǎn)現(xiàn)場的變送器，可以簡單地設(shè)置、修改過程數(shù)據(jù)并檢查數(shù)據(jù)是否可信。此外，還可以在線監(jiān)控選定的過程值、報警以及設(shè)備狀態(tài)信息。SIMATICPDM核心功能：（1）設(shè)置和修改設(shè)備參數(shù)；（2）設(shè)定點比較以及實際參數(shù)分配；（3）條目可靠性檢查；（4）仿真；（5）診斷；（6）管理；（7）調(diào)試功能，比如過程設(shè)備電路測試數(shù)據(jù)；（8）通過LifeList，無需組態(tài)知識即可診斷參數(shù)分配和現(xiàn)場設(shè)備。第72頁，共108頁。8.3智能式溫度變送器

智能式溫度變送器有采用HART協(xié)議通信方式，也有采用現(xiàn)場總線通信方式，前者技術(shù)比較成熟，產(chǎn)品的種類也比較多；后者的產(chǎn)品近幾年才問世，國內(nèi)尚處于研究開發(fā)階段。通常，智能式溫度變送器均具有如下特點：（1）通用性強(qiáng)智能式溫度變送器可以與各種熱電阻或熱電偶配合使用，并可接受其它傳感器輸出的電阻或毫伏信號，并且量程可調(diào)范圍很寬，量程比大；（2）使用方便靈活通過上位機(jī)或手持終端可以對智能式溫度變送器所接受的傳感器的類型、規(guī)格以及量程進(jìn)行任意組態(tài)，并可對變送器的零點和滿度值進(jìn)行遠(yuǎn)距離調(diào)整；第73頁，共108頁。（3）具有各種補(bǔ)償功能實現(xiàn)對不同分度號熱電偶、熱電阻的非線性補(bǔ)償，熱電偶冷端溫度補(bǔ)償，熱電阻的引線補(bǔ)償，零點、量程的自校正等，并且補(bǔ)償精度高；（4）具有控制功能實現(xiàn)現(xiàn)場就地控制；（5）具有通信功能可以與其它各種智能化的現(xiàn)場控制設(shè)備以及上層管理控制計算機(jī)實現(xiàn)雙向信息交換；（6）具有自診斷功能定時對變送器的零點和滿度值進(jìn)行自校正，以避免產(chǎn)生漂移；對輸入信號和輸出信號回路斷線報警，被測參數(shù)超限報警，變送器內(nèi)部各芯片進(jìn)行監(jiān)測，工作異常時給出報警信號等。本節(jié)以smar公司的TT302溫度變送器為例進(jìn)行介紹。

第74頁，共108頁。8.3.2TT302智能式溫度變送器圖8.21TT302溫度變送器外形TT302溫度變送器是smar公司生產(chǎn)制造的符合FF通信協(xié)議的第一代現(xiàn)場總線智能儀表，其外形如圖8.21所示。它主要通過熱電阻(RTD)或熱電偶測量溫度，也可以使用其它具有電阻或毫伏輸出的傳感器，例如：高溫計、負(fù)載傳感器、電阻位置指示器等。由于采用數(shù)字技術(shù)，它能夠使用多種傳感器，量程范圍寬，單值或差值測量，現(xiàn)場與控制室之間接口簡單，并可大大減少安裝、運行及維護(hù)的費用。TT302具有兩個通道，也就是說有兩個測量點，這樣可以降低每條通道的費用。第75頁，共108頁。TT302是smar公司推出的現(xiàn)場總線系統(tǒng)的一部分?，F(xiàn)場總線是一個完整的系統(tǒng)，它能夠把控制功能分散到現(xiàn)場設(shè)備中。利用現(xiàn)場總線系統(tǒng)能夠?qū)⒍鄠€現(xiàn)場設(shè)備互聯(lián)的特點，可以構(gòu)建強(qiáng)大的控制策略。功能模塊概念的引入使用戶可以很容易地瀏覽和操縱一個復(fù)雜的控制策略。另一個優(yōu)點是提高了靈活性，控制命令不需要重新接線或改變?nèi)魏斡布纯赏瓿伞Ｋ鼈兌伎梢栽诰W(wǎng)絡(luò)中作為主站使用，也可以通過磁性編程工具進(jìn)行本地調(diào)整，這樣在一般應(yīng)用條件下，就不再需要組態(tài)器或控制臺。TT302溫度變送器的硬件構(gòu)成原理框圖如圖8.22所示，在結(jié)構(gòu)上它由輸入板、主電路板和液晶顯示器組成。第76頁，共108頁。圖8.22TT302溫度變送器硬件構(gòu)成原理框圖第77頁，共108頁。（1）輸入板輸入板包括多路轉(zhuǎn)換器、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器和隔離部分，其作用是將輸入信號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的數(shù)字信號，傳送給CPU，并實現(xiàn)輸入板與主電路板的隔離。由于TT302溫度變送器可以接收多種輸入信號，各種信號將與不同的端子連接，因此由多路轉(zhuǎn)換器根據(jù)輸入信號的類型，將相應(yīng)端子連接到信號調(diào)理電路，由信號調(diào)理電路進(jìn)行放大，再由A/D轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量。隔離部分包括信號隔離和電源隔離。信號隔離采用光電隔離，用于A/D轉(zhuǎn)換器與CPU之間的控制信號和數(shù)字信號的隔離；電源隔離采用高頻變壓器隔離，供電直流電源先調(diào)制為高頻交流，通過高頻變壓器后整流濾波轉(zhuǎn)換成直流電壓，再給輸入板上各電路供電。隔離的目的是為了避免控制系統(tǒng)可能多點接地形成地環(huán)電流而引入干擾，保證系統(tǒng)的正常工作。輸入板上的環(huán)境溫度傳感器用于熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償。第78頁，共108頁。（2）主電路板主電路板包括微處理器系統(tǒng)、通信控制器、信號整形電路、本機(jī)調(diào)整部分和電源部分。微處理器系統(tǒng)由CPU和存儲器組成。CPU控制整個儀表各組成部分的協(xié)調(diào)工作，完成數(shù)據(jù)傳遞、運算、處理、通信等功能。存儲器有PROM，RAM和EEPROM，PROM用于存放系統(tǒng)程序；RAM用于暫時存放運算數(shù)據(jù)；CPU芯片外的EEPROM用于存放組態(tài)參數(shù)，即功能模塊的參數(shù)。在CPU內(nèi)部還有一片EEPROM，作為RAM備份使用，保存標(biāo)定、組態(tài)和辨識等重要數(shù)據(jù)，以保證變送器停電后來電能繼續(xù)按原來設(shè)定狀態(tài)進(jìn)行工作。通信控制器和信號整形電路與CPU一起共同完成數(shù)據(jù)的通信。通信控制器實現(xiàn)物理層的功能，完成信息幀的編碼和解碼、幀校驗、數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。信號整形電路對發(fā)送和接收的信號進(jìn)行濾波和預(yù)處理等。第79頁，共108頁。本機(jī)調(diào)整部分由兩個磁性開關(guān)即干簧管組成，用于進(jìn)行變送器就地組態(tài)和調(diào)整。其方法是在儀表的外部利用磁棒的接近或離開觸發(fā)磁性開關(guān)動作，進(jìn)行變送器的組態(tài)和調(diào)整，而不必打開儀表的端蓋。TT302溫度變送器是由現(xiàn)場總線電源通過通信電纜供電，供電電壓為9～32VDC。電源部分將供電電壓轉(zhuǎn)換為變送器內(nèi)部各芯片所需電壓，為其供電。變送器輸出的數(shù)字信號也是通過通信電纜傳送的，因此通信電纜同時傳送變送器所需的電源和輸出信號，這與二線制模擬式變送器類似。（3）液晶顯示器液晶顯示器是一個微功耗的顯示器，用于接收從CPU來的數(shù)據(jù)并顯示。可以顯示四位半數(shù)字和五位字母。第80頁，共108頁。TT302溫度變送器的軟件由系統(tǒng)程序和功能模塊兩部分構(gòu)成。系統(tǒng)程序使變送器各部分電路能正常工作并實現(xiàn)規(guī)定功能，同時完成各組成部分之間的管理。功能模塊提供了各種功能，用戶可以按要求的功能，選擇所需要的功能模塊。變送器提供的功能模塊主要有以下幾種。（1）資源模塊RES該功能模塊包含與資源相關(guān)的硬件數(shù)據(jù)。（2）轉(zhuǎn)換功能模塊TRD將輸入/輸出變量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的工程數(shù)據(jù)。（3）顯示轉(zhuǎn)換DSP用于組態(tài)液晶顯示屏上的過程變量。（4）組態(tài)轉(zhuǎn)換DIAG提供在線測量功能模塊執(zhí)行時間，檢查功能模塊與其它程序之間的連接。（5）模擬輸入AI此功能模塊從轉(zhuǎn)換功能模塊獲得輸入數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后傳送給其它功能模塊，AI模塊具有量程轉(zhuǎn)換、過濾、平方根及去掉尾數(shù)等功能。第81頁，共108頁。（6）PID控制功能PID此功能模塊包含多種功能：如設(shè)定值及變化率范圍調(diào)整、測量值濾波及報警、前饋、輸出跟蹤等。（7）增強(qiáng)的PID功能EPID它除了具有PID控制功能模塊所有的標(biāo)準(zhǔn)功能之外，還包括無擾動或強(qiáng)制手動/自動切換等功能。（8）輸入選擇器ISEL該功能模塊具有四路模擬輸入，可供輸入?yún)?shù)選擇，或參照一定標(biāo)準(zhǔn)選擇，如最好、最大、最小、中等或平均。（9）運算功能塊ARTH提供預(yù)設(shè)公式，可進(jìn)行各種計算。（10）信號特征描述CHAR同一曲線可描述兩種信號特征，反向函數(shù)可用于回讀變量特征描述。（11）分層SPLT主要用于分層及時序。它收到來自PID功能模塊的輸出，根據(jù)所選算法進(jìn)行處理，產(chǎn)生兩路模擬輸出。（12）模擬警報AALM該功能模塊具有動態(tài)或靜態(tài)報警限位、優(yōu)先級選擇、暫時性報警限位、擴(kuò)展階躍設(shè)定點和報警限位或報警檢查延遲等功能，可以避免錯誤報警、重復(fù)報警。第82頁，共108頁。（13）設(shè)定點斜坡發(fā)生器SPG該功能模塊按事先確定的時間函數(shù)產(chǎn)生設(shè)定點，主要用于溫度控制、批處理等。（14）計時器TIME它包含四個由組合邏輯產(chǎn)生的離散輸入，被選定的計時器可對輸入信號進(jìn)行測量、延遲、擴(kuò)展等。（15）超前/滯后功能模塊LLAG它提供動態(tài)變量補(bǔ)償，通常用于前饋控制。（16）常量模塊CT它提供模擬及離散輸出常數(shù)。（17）輸出選擇/動態(tài)限位OSDL它有兩種算法：輸出選擇，實現(xiàn)對離散輸入信號的輸出選擇；動態(tài)限位，專門用于燃燒控制的雙交叉限位。操作人員可以通過上位管理計算機(jī)或掛接在現(xiàn)場總線通信電纜上的手持式組態(tài)器，對變送器進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)，調(diào)用或刪除功能模塊；對于帶有液晶顯示的變送器，也可以使用磁性編程工具對變送器進(jìn)行本地調(diào)整。

第83頁，共108頁。智能式電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的構(gòu)成原理與第4章介紹的模擬式電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)相同，但是智能式電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)采取了新穎的結(jié)構(gòu)部件。伺服放大器中采用了微處理器系統(tǒng)，所有控制功能均可通過編程實現(xiàn)，而且還具有數(shù)字通信接口，從而具有HART協(xié)議或現(xiàn)場總線通信功能，成為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中的一個節(jié)點。有的伺服放大器中還采用了變頻技術(shù)，可以更有效地控制伺服電機(jī)的動作。減速器采用新穎的傳動結(jié)構(gòu)，運行平穩(wěn)、傳動效率高、無爬行、摩擦小。位置發(fā)送器采用了新技術(shù)和新方法，有的采用霍爾效應(yīng)傳感器，直接感應(yīng)閥桿的縱向或旋轉(zhuǎn)動作，實現(xiàn)了非接觸式定位檢測；也有的采用特殊的電位器，電位器中裝有球軸承和特種導(dǎo)電塑料材質(zhì)做成的電阻薄片；還有的采用磁阻效應(yīng)的非接觸式旋轉(zhuǎn)角度傳感器。第84頁，共108頁。智能式電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常都有液晶顯示器和手動操作按鈕，用于顯示執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種狀態(tài)信息和輸入組態(tài)數(shù)據(jù)以及手動操作。因此與模擬式電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比，智能式電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有如下的一些優(yōu)點：（1）定位精度高，并具有瞬時起停特性以及自動調(diào)整死區(qū)、自動修正、長期運行仍能保證可靠地關(guān)閉和良好的運行狀態(tài)等；（2）推桿行程的非接觸式檢測；（3）更快的響應(yīng)速度，無爬行、超調(diào)和振蕩現(xiàn)象；（4）具有通訊功能，可通過上位機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的按鈕進(jìn)行調(diào)試和參數(shù)設(shè)定；（5）具有故障診斷和處理功能，能自動判別輸入信號開路、電動機(jī)過熱或堵轉(zhuǎn)、閥門卡死通信故障、程序出錯等，并能自動地切換到閥門安全位置，當(dāng)供電電源斷電后，能自動地?fù)Q到備用電池上，使位置信號保存下來。第85頁，共108頁。在石油化工裝置自動化控制系統(tǒng)中，控制閥的選用對精度而言至關(guān)重要，它的使用情況影響到產(chǎn)品質(zhì)量，并關(guān)系到裝置安全生產(chǎn)，智能閥門定位器比普通定位器有許多優(yōu)點。（1）實時信息控制、提高安全性操作人員可以依靠閥門工作信息有根據(jù)地對過程控制進(jìn)行管理，確保及時控制；可以從現(xiàn)場接線盒、端子板或控制室使用手操器、PC機(jī)或系統(tǒng)工作站選取信息，將人員危險發(fā)生的機(jī)會減到最小，并且不必親臨現(xiàn)場，提高安全性；可以把閥門泄漏檢測儀或限位開關(guān)接到智能數(shù)字式閥門控制器的輔助端子，免得額外增加現(xiàn)場布線，若發(fā)生超限該儀表將會報警。（2）結(jié)構(gòu)可靠、加快開工準(zhǔn)備步驟結(jié)構(gòu)經(jīng)久耐用，全密封結(jié)構(gòu)阻止了震動、溫度和腐蝕性環(huán)境對它的影響，獨立的防風(fēng)雨現(xiàn)場接線盒把現(xiàn)場導(dǎo)線接點和儀表其它部分隔離開；操作人員通過遠(yuǎn)程識別每臺儀表，檢驗它的校準(zhǔn)情況，查閱對比以前存儲的維修記錄及其它更多信息，達(dá)到盡快啟動回路的目的。第86頁，共108頁。（3）自診斷與控制能力數(shù)字式閥門控制器可進(jìn)行下列診斷：①關(guān)鍵閥門使用跟蹤參數(shù)；②儀表健康狀態(tài)參數(shù)；③預(yù)定格式閥門性能階躍維護(hù)測試。關(guān)鍵閥門使用跟蹤參數(shù)可監(jiān)控閥桿的總行程（行程累積）及閥桿行程轉(zhuǎn)向（周期）的次數(shù)。如果儀表的內(nèi)存、處理器或檢測器有任何問題，則儀表的健康狀態(tài)參數(shù)報警。一旦有問題發(fā)生，可確定該儀表將如何對該問題做出反應(yīng)。假如，若壓力檢測器有故障時，儀表是否應(yīng)當(dāng)關(guān)閉？也可選擇哪一個元件出毛病將引起儀表關(guān)閉（問題是否嚴(yán)重，足以引起關(guān)閉）。這些參數(shù)指示以報警形式報告。監(jiān)控性報警可以提供有關(guān)有問題的儀表、閥門或過程的瞬間指示。第87頁，共108頁。DisplayMode]；②變送器接收[WAKE-UP]脈沖，即從模擬輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換到通信狀態(tài)第58頁，共108頁。(1)在上電或復(fù)位后，主程序要對通信部分進(jìn)行初始化，主要包括波特率設(shè)定、串口工作方式設(shè)定、清通信緩沖區(qū)、開中斷等。TT302是smar公司推出的現(xiàn)場總線系統(tǒng)的一部分。（4）組態(tài)轉(zhuǎn)換DIAG提供在線測量功能模塊執(zhí)行時間，檢查功能模塊與其它程序之間的連接。如果能將智能差壓變送器與DCS聯(lián)用，可在萬能操作站上觀察到全部特征參數(shù)，并可以在TDC3000的鍵盤上編程、校驗和組態(tài)等。根據(jù)IEC61158-2國際標(biāo)準(zhǔn)，ProfiBus-PA可用雙絞線供電技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的ProfiBus-DP協(xié)議和描述現(xiàn)場設(shè)備的PA行規(guī)。本章主要介紹幾種目前技術(shù)比較成熟的智能式差壓變送器、溫度變送器和智能式閥門定位器。相鄰電阻取向不同，因而受壓后的阻值變化相反。Looptest]進(jìn)入如圖8.SIMATICPDM核心功能：（1）通用性強(qiáng)智能式溫度變送器可以與各種熱電阻或熱電偶配合使用，并可接受其它傳感器輸出的電阻或毫伏信號，并且量程可調(diào)范圍很寬，量程比大；第38頁，共108頁。阻值變化通過電橋轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換送入微處理器。（4）標(biāo)準(zhǔn)控制與診斷數(shù)字式閥門控制器包含標(biāo)準(zhǔn)的控制與診斷。標(biāo)準(zhǔn)控制包括A0與PID功能塊。標(biāo)準(zhǔn)診斷包括下列診斷測試：①動態(tài)誤差帶；②驅(qū)動信號；③輸出信號。動態(tài)誤差帶、驅(qū)動信號及輸出信號是動態(tài)掃描測試。這些測試是在被控制的速度下轉(zhuǎn)變傳送器塊（伺服機(jī)構(gòu)）的設(shè)定點并繪出閥門的操作以確定閥門的動態(tài)性能。例如，動態(tài)誤差帶測試是滯后與死區(qū)加“回轉(zhuǎn)”。滯后與死區(qū)是靜態(tài)的質(zhì)量。然而由于閥門是在運動著的，就帶來了動態(tài)誤差和“回轉(zhuǎn)”誤差。動態(tài)掃描測試給出了較好的指示，即閥門在過程條件下將如何操作，那將是動態(tài)而不是靜態(tài)。以FISHER-ROSEMOUNT公司生產(chǎn)的FIELDVUEDVC5010智能閥門定位器為例，介紹智能閥門定位器結(jié)構(gòu)特點和使用方法。

第88頁，共108頁。2.FIELDVUEDVC5010智能閥門定位器（1）結(jié)構(gòu)特點①裝有高集成度的微處理器智能型現(xiàn)場儀表，即可安裝在直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，也可以安裝在旋轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)上。②主要組成部分：有壓電閥、模擬數(shù)字印刷電路板、LCD（液晶顯示）、供輸入組態(tài)數(shù)據(jù)及手動操作的按鍵、行程檢測系統(tǒng)、殼體和接線盒等部分組成。③有替換的功能模板提供二線制4~20mA的閥位反饋信號；通過數(shù)字信號指示兩個行程極限，兩個限定值可獨立設(shè)置最大值和最小值，用數(shù)字顯示；自動運行過程中，當(dāng)閥位沒有達(dá)到給定值時能進(jìn)行報警，微處理器有故障也能報警，報警時信號中斷。這種定位器耗氣量極小、安裝簡單、調(diào)試方便、調(diào)節(jié)品質(zhì)佳、抗震動、免維修、不受環(huán)境影響。只要按動功能鍵，就可以調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的動作速度、流量特性、行程和分程控制，并有LCD顯示。

第89頁，共108頁。（2）組態(tài)說明在組態(tài)方式下，可根據(jù)現(xiàn)場需要進(jìn)行如下的設(shè)置：①輸入電流范圍0~20mA或4~20mA；給定的上升或下降特性；②定位速度的限定；③分程控制、可調(diào)的初值和終值；④階躍響應(yīng)、自適應(yīng)或整定；⑤作用方向，輸出壓力隨設(shè)定值增大的上升、下降特性；⑥輸出壓力范圍，初始值和終值；⑦位置限定，最小值和最大值（報警值）；⑧自動關(guān)閉功能；⑨根據(jù)所需的閥特性，可對行程進(jìn)行糾正并作如下選擇：直線，等百分比1：25，等百分比1：50，其它特性。

第90頁，共108頁。（3）DVC5010智能閥門定位器的裝配①在費希爾公司滑桿執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的安裝如圖8.23所示。

圖8.23DVC5010型數(shù)字式閥門控制器在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的安裝第91頁，共108頁。

具體步驟如下：把控制閥與工藝管線壓力隔開，釋放閥體兩側(cè)壓力并排放閥兩側(cè)工藝介質(zhì)。關(guān)斷通往執(zhí)行機(jī)構(gòu)的所有壓力管線，釋放執(zhí)行機(jī)構(gòu)