智能型變送器推動(dòng)自控發(fā)展

  一，前言  
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，以信息化為基礎(chǔ)的自動(dòng)化控制成為趨勢(shì)！分布全場(chǎng)的在各個(gè)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)單元向控制**回傳現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)工況，像是一雙雙“眼睛”，而控制單元就像一雙雙“手”，怎樣操作,操作多大幅度，全憑這一雙雙“眼睛”去配合，—這就是分布式操作系統(tǒng)。這是一個(gè)由過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí)組成的以通信為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其基本核心是分散控制、**操作、分級(jí)管理、配置靈活。這樣的系統(tǒng)的出現(xiàn)，引起了自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革。而以通訊為中心的分布式操作系統(tǒng)其實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)就是變送器，輸出或者輸入都離不開(kāi)變送器應(yīng)用。然而傳統(tǒng)意義下的變送器以其本身的特點(diǎn)在控制領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。但適應(yīng)新的分控系統(tǒng)發(fā)展的要求，以智能型為基礎(chǔ)的變送器與傳感器配合，形成對(duì)傳感器數(shù)據(jù)處理，信號(hào)調(diào)理，據(jù)有HART協(xié)議，顯示或者儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，自動(dòng)校正和自動(dòng)補(bǔ)償?shù)裙δ艿谋O(jiān)測(cè)單元才是一個(gè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化精準(zhǔn)控制的前提。


  二，特點(diǎn)  
智能變送器與模擬變送器相比,具有以下明顯特點(diǎn): A,具有雙向通信能力通信使變送器可以輸出更多的信息,發(fā)揮更多的作用。如在輸出被測(cè)參數(shù)方面,可以按所需的工程單位傳送,也可進(jìn)行一些函數(shù)換算輸出。除輸出被測(cè)參數(shù)外,還可以取得許多與變送器有關(guān)的信息,供備查之用,如位號(hào)、測(cè)量范圍、接液材料,*后調(diào)整日期等。同時(shí)配合手持終端的使用,可以使儀表的校驗(yàn)和調(diào)整產(chǎn)生大的變化,實(shí)現(xiàn)了調(diào)整遙控化（不必現(xiàn)場(chǎng)拆卸），零點(diǎn)和量程調(diào)整獨(dú)立化（調(diào)整零點(diǎn)和調(diào)整量程互不影響，一次設(shè)定便完成），儀表標(biāo)簽內(nèi)置化，儀表信息數(shù)字化。對(duì)于和分布式控制系統(tǒng)配套的就更加方便,只需在計(jì)算機(jī)上就可對(duì)其直接操作。由于配用專(zhuān)用效驗(yàn)儀器，也提高了大大提高變送器系統(tǒng)的**性。B,具有自檢診斷功能 當(dāng)變送器或者傳感器有故障時(shí),可以準(zhǔn)確清晰地在手持終端或計(jì)算機(jī)屏幕上顯示故障信息,為維修人員迅速地排除故障提供了方便,提高了系統(tǒng)的可靠性和可用性。C,模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)同時(shí)具備，具有多種通訊協(xié)議，HART,485。當(dāng)前分布控制系統(tǒng)以信息技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)造的數(shù)據(jù)通訊模式就要求變送器具有能適應(yīng)的傳輸方式，HART、485與傳統(tǒng)的毫安信號(hào)配合可以在更**的傳輸中使智能變送器具有邏輯和反饋信號(hào)等。D,測(cè)量精度高 由于智能變送器內(nèi)部使用數(shù)字技術(shù)取代了,使傳感器測(cè)量得到的信號(hào)線性化更好,更好地補(bǔ)償溫度靜壓變化的影響,因而進(jìn)一步提高了變送器的精度。智能變送器內(nèi)裝一個(gè)用于補(bǔ)償溫度變化的溫度傳感器,這個(gè)溫度傳感器把測(cè)出的介質(zhì)溫度與變送器傳感元件設(shè)計(jì)工作溫度相比較,若有差值,可經(jīng)CPU進(jìn)行運(yùn)算并進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償;有的智能變送器還內(nèi)裝測(cè)壓元件,這個(gè)測(cè)壓元件能夠測(cè)出差壓變送器的工作靜壓,并通過(guò)CPU進(jìn)行運(yùn)算,以修正差壓變送器因靜壓所造成的零點(diǎn)變化。E，具有更大的量程比 智能變送器的*大量程比可達(dá)400比1,這樣可以減少變送器的規(guī)格品種。如，通常壓力比較寬廣的現(xiàn)場(chǎng)采用智能的變送器減少使用規(guī)格種類(lèi)；而溫度測(cè)量的僅需一種規(guī)格。因此,采用智能變送器提高了變送器的通用性和互換性。F,輸出可設(shè)定為恒流信號(hào)源 這一特點(diǎn)不僅可作為系統(tǒng)正確性檢查的二次校正手段,而且還可以進(jìn)行控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模擬,檢查控制系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程,為自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)試帶來(lái)方便。G,具有PID控制功能 PID功能屬軟件功能,在產(chǎn)品硬件上沒(méi)額外增加,所以帶PID功能的變送器同樣可以在大量變送器的場(chǎng)合發(fā)揮作用。通過(guò)PID功能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)化，PID控制功能的是現(xiàn)場(chǎng)總線儀表的趨勢(shì)。

  三，原理  
智能變送器的線路板模塊是一塊采用專(zhuān)用集成電路（ASICS）和表面封裝技術(shù)的模塊。模塊接收來(lái)自傳感器的信號(hào)并進(jìn)行優(yōu)化。輸出部分將信號(hào)進(jìn)行D/A裝換，并可與HART和分控系統(tǒng)軟件進(jìn)行通信。
輸入轉(zhuǎn)換  A/D轉(zhuǎn)換電路采用低功耗集成電路，將信號(hào)進(jìn)行一系列的優(yōu)化轉(zhuǎn)化。
智能處理 智能變送器中心模塊同時(shí)控制輸入和輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換工作的，并且自動(dòng)診斷及實(shí)現(xiàn)數(shù)字通訊。工作時(shí)，傳感器的測(cè)量信號(hào)被模塊所處理，并作為數(shù)字存儲(chǔ)，以確保精密的修正和工程單位的轉(zhuǎn)換。此外也能完成傳感器的線性化、量程比、阻尼時(shí)間、報(bào)警以及其它功能設(shè)定。 
EEPROM存儲(chǔ)  EEPROM存儲(chǔ)所有的特性及數(shù)字微調(diào)的參數(shù)，存儲(chǔ)器為非易失性的，因此即使斷電，所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)仍能完好保持，以隨時(shí)實(shí)現(xiàn)智能通訊。 
輸出轉(zhuǎn)換 D/A轉(zhuǎn)換將經(jīng)過(guò)變送器的經(jīng)過(guò)校正的裝換成輸出信號(hào)給回路，達(dá)到變送目的。
數(shù)字通訊 通過(guò)一臺(tái)通訊器，對(duì)智能變送器進(jìn)行測(cè)試。

  四，結(jié)論  
現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化大量采用現(xiàn)代智能型的傳感器與執(zhí)行器，使得這些智能儀器之間的信號(hào)傳遞不再局限于模擬信號(hào)，傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接方式也必然帶來(lái)連線復(fù)雜、系統(tǒng)不可靠等弊端。因而需要一種能夠在工廠現(xiàn)場(chǎng)傳遞總線方式，即現(xiàn)場(chǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)。智能變送器就是為適用此種現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)而產(chǎn)生的，這是一種必然的趨勢(shì)。如德國(guó)莫特的智能溫度變送器MTP系列也是為適應(yīng)現(xiàn)代這種分控系統(tǒng)而研制出來(lái)的，在溫度監(jiān)測(cè)方面就具非常不錯(cuò)的效果。介質(zhì)可視化的進(jìn)步，才能推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程！