浅谈智能压力变送器的初级应用及有待改进之处

 

很长一段时期国内的所谓现场智能仪表正如有关文献所介绍的，由于通讯协议的不兼容，以及兼顾常规仪表4-20mA模拟信号传递等持点，是一种过渡性产品，它既不能降低控制系统的初期安装费用，也不能充分发挥其本身所具有的优越功能，更不能实现现场智能仪表之间的相互信息交换与运作，所以从严格意义上来说还不能真正适应现场总线的需要。 然而，智能压力变送器的诞生可以说标志着新一代智能型仪表的崛起，该仪表采用了高新传感技术、微电子数字处理技术等，与常规变送器相比，具有精度高、稳定性好、可靠性高、 测量范围宽、量程比大等特点，更具优势的是它实现了数字通讯功能。我们可以通过具有相同通讯协议的DCS系统或现场通讯控制器，对智能压力变送器的各种参数进行变更、设定，实现远程调试、人机对话以及各种数据的在线监测，而且智能压力变送器也拥有完善的自诊断功能，可以说，目前的智能压力变送器是替代过去、代表将来现场仪表发展方面的新型变送器。一、智能压力变送器的应用 下面为大家介绍几个金湖鼎诚仪表有限公司系列智能压力变送器的实际应用的例子，需要指出的是，由于市场上存在着各种类型的智能压力变送器，内在功能和特性不尽相同，故所举的例子不一定具有普通性。 1、为孔板流量计实际验证设计差压值 位于内蒙古乌兰察布的一火力发电厂，有一台孔板流量计用于空气流量的测量。这套流量计的设计差压值为10KPa，但一直无法正常运行。现场操作人员只能凭借经验来估算和控制空气流量，给工艺操作伴来随意性和盲目性，同时过多的空气量会使系统中的氧含量升高而威胁系统安全。因为该空气流量小，工艺管道小，及原始设计中相应的艺参数存在偏差，从而使得理论验证原设计差压值变得意义不大。 在安装我公司智能差压变送器后，因其具有显示输入差压值的功能，现场操作人员可以从规定的系列中选取，实际验证设计差压值变得非常方便。在岗位人员的配合下，我们现场测量了该流量计的工作差压值与最大差压值。出乎意料的是，最大差压值竟达100KPa，是原设计值的10倍，无怪乎原孔板流量计不能正常运行。按此差压值，用智能终端修改变送器的测量上限值，实现了空气流量的自动测量，解决了该单位困扰已久的一个难题。在孔板流量计应用中，尤其在小流量、小管道的测量中，可能存在工艺参数不详或与与实际情况存在严重偏差等系列问题，从而引起原始设计差压值的严重误差，导致整套流量计异常。此时，引用智能差压变送器可以起到化繁为简的作用，用它直接实际测量节流件前后的压差，据此修正原始设计值，使疑难问题迎刃而解。 2、可有效简化系统组成 智能差压变送器只须通过简单的设定而获得与输入差压信号平方根关系的输出信号，因而可免于使用差压式流量计的开方环节，简化了测量、控制系统的构成，其好处是不言而喻的。同时，开方后小信号切除又具有独到之处。其一，与普通开方器一样，在输出信号小于切除点时进行完全切除称之为"零切除方式"；其二是在输出信号小于切除点时，输出信号与输入差压信号成线性关系，此称之为"线性切除方式"。两种切除方式的切除点在0%-20%之间连续可调。线性切除方式在测量下限流量时，有益于现场的操作。这样的例子很多，在此就不详细说明。 3、减少仪表备品备件的数量 江西省一化工企业，在氨合成塔主线进口氢、氟混合气流量的测量有大流量测量和小流量测量之说。大流量用于合成塔正常生产时，小流量用于合成塔触媒更新后升温还原阶段。在用常规差压变送器时，在升温还原阶段，需装上小量程差压变送器，实际差压值为16KPa，进行电炉升温时安全气量(即小流量)的测量控制；在升温还原阶段结束后，合成塔投入正常生产时，又需重新换装成大量程差压变送器(实际差压值为254KPa)。常规差压变送器，不具备如此大的量程比。 后来，为满生产需要该化工厂配备了金湖鼎诚仪表有限公司的两台智能差压变送器，利用智能差压变送器量程比大、有自设定、自校验能力的特点，进行主线流量测量。实际使用后表明，仅需通过智能终端在控制室内进行小量程差压值和大量程差压值的修改，即可完成先前同样的目的，避免了常规差压变送器的反复拆装校验，降低仪表工维护量，减少备品表数量。常规差压变送器的量程比都不大，诸如1151差压变送器量程比为6：1，而智能压力变送器的量程比至少可以达到30：1，甚至可达50：1。显而易见用智能压力变送器作为常规4-20mA输出变送器的备品，可大大减少备品仪表的数量。 4、便于各种参数的现场显示 对智能压力变送器进行简单的参数设定，就可以使智能压力变送器内藏LCD模块显示各种不同的数据。如压力变送器可使LCD直接显示输入压力及相应单位，差压变送器，可使LCD指示单位自定的流量工程值等。在某些场合可以省略现场一次指示仪表，如压力表、金属管浮子流量计等而不影响现场的监视与操作。LCD显示模块具有强制自诊断显示功能，一旦被测参数超出量程或变送器本身出现故障，LCD将显示出错代码来替代原设定参数的显示，有利于及时排除故障。如果通过智能终端，还可以从变送器中读出更多的过程信息。 二、智能压力变送器在技术上有待改进的问题 虽然智能压力变送器优点诸多，但在使用中也发现智能压力变送器还存在一些尚需提高的技术问题，具体有以下几点：如何实现对变送器的加密，保证各种设定数据的权威性。努力降低变送器在进行通讯时对供电电源的要求，从而方便进行现场调试、维护。将变送器测出的其它信息，如环境温度、过程介质静压、差压值等可以在智能终端上显示的内容分离出来，以达一表多用。如何突破通讯协议上各自为政的局面，实现通讯的标准化、开放化。 虽然智能压力变送器的价格略高于常规模拟变送器，但其突出的性价比却非常规仪表所能及。上述几例仅归纳了智能压力变送器的几个特点，尚有其它优点限于篇幅就不一一列举了。总之，即使没有相应的DCS系统与之配套，合理选择智能压力变送器，也不存在大材小用问题，它能帮助我们提高生产效率，降低仪表工作量，减少仪表备品备件，拓宽工作思路、提供解决问题新方法、新思路，最终提高生产过程的自动化水平