电流变送器范文1
【关键词】传感器 变送器 选用
一、一体化温度变送器
一体化温度变送器一般由测温探头（热电偶或热电阻传感器）和两线制固体 电子 单元组成。采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内，从而形成一体化的变送器。一体化温度变送器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。
热电阻温度变送器是由基准单元、R/V转换单元、线性电路、反接保护、限流保护、V/I转换单元等组成。测温热电阻信号转换放大后，再由线性电路对温度与电阻的非线性关系进行补偿，经V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的4～20mA的恒流信号。
热电偶温度变送器一般由基准源、冷端补偿、放大单元、线性化处理、V/I转换、断偶处理、反接保护、限流保护等电路单元组成。它是将热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后，再帽由线性电路消除热电势与温度的非线性误差，最后放大转换为4～20mA电流输出信号。为防止热电偶测量中由于电偶断丝而使控温失效造成事故，变送器中还设有断电保护电路。当热电偶断丝或接解不良时，变送器会输出最大值（28mA）以使仪表切断电源。一体化温度变送器具有结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。一体化温度变送器的输出为统一的4～20mA信号；可与微机系统或其它常规仪表匹配使用。也可用户要求做成防爆型或防火型测量仪表。
二、压力变送器
压力变送器也称差变送器，主要由测压元件传感器、模块电路、显示表头、表壳和过程连接件等组成。它能将接收的气体、液体等压力信号转变成标准的电流电压信号，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。
压力变送器的测量原理是：流程压力和 参考 压力分别作用于集成硅压力敏感元件的两端，其差压使硅片变形（位移很小，仅μm级），以使硅片上用半导体技术制成的全动态惠斯登电桥在外部电流源驱动下输出正比于压力的mV级电压信号。由于硅材料的强性极佳，所以输出信号的线性度及变差指标均很高。工作时，压力变送器将被测物理量转换成mV级的电压信号，并送往放大倍数很高而又可以互相抵消温度漂移的差动式放大器。放大后的信号经电压电流转换变换成相应的电流信号，再经过非线性校正，最后产生与输入压力成线性对应关系的标准电流电压信号。
压力变送器根据测压范围可分成一般压力变送器（0.001MPa～20MP3）和微差压变送器（0～30kPa）两种。
三、液位变送器
1、浮球式液位变送器
浮球式液位变送器由磁性浮球、测量导管、信号单元、电子单元、接线盒及安装件组成。
一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿测量导管上下移动。导管内装有测量元件，它可以在外磁作用下将被测液位信号转换成正比于液位变化的电阻信号，并将电子单元转换成4～20mA或其它标准信号输出。该变送器为模块电路，具有耐酸、防潮、防震、防腐蚀等优点，电路内部含有恒流反馈电路和内保护电路，可使输出最大电流不超过28mA，因而能够可靠地保护电源并使二次仪表不被损坏。
2、浮简式液位变送器
浮筒式液位变送器是将磁性浮球改为浮筒，它是根据阿基米德浮力原理设计的。浮筒式液位变送器是利用微小的金属膜应变传感技术来测量液体的液位、界位或密度的。它在工作时可以通过现场按键来进行常规的设定操作。
3、静压或液位变送器
该变送器利用液体静压力的测量原理工作。它一般选用硅压力测压传感器将测量到的压力转换成电信号，再经放大电路放大和补偿电路补偿，最后以4～20mA或0～10mA电流方式输出。
四、电容式物位变送器
电容式物位变送器适用于工业 企业 在生产过程中进行测量和控制生产过程，主要用作类导电与非导电介质的液体液位或粉粒状固体料位的远距离连续测量和指示。
电容式液位变送器由电容式传感器与电子模块电路组成，它以两线制4～20mA恒定电流输出为基型，经过转换，可以用三线或四线方式输出，输出信号形成为1～5V、0～5V、0～10mA等标准信号。电容传感器由绝缘电极和装有测量介质的圆柱形金属容器组成。当料位上升时，因非导电物料的介电常数明显小于空气的介电常数，所以电容量随着物料高度的变化而变化。变送器的模块电路由基准源、脉宽调制、转换、恒流放大、反馈和限流等单元组成。采用脉宽调特原理进行测量的优点是频率较低，对周围元射频干扰、稳定性好、线性好、无明显温度漂移等。
五、超声波变送器
超声波变送器分为一般超声波变送器（无表头）和一体化超声波变送器两类，一体化超声波变送器较为常用。一体化超声波变更新器由表头（如LCD显示器）和探头两部分组成，这种直接输出4～20mA信号的变送器是将小型化的敏感元件（探头）和 电子 电路组装在一起，从而使体积更小、重量更轻、价格更便宜。超声波变送器可用于液位。物位测量和开渠、明渠等流量测量，并可用于测量距离。
六、锑电极酸度变送器
锑电极酸度变送器是集PH检测、自动清洗、电信号转换为一体的 工业 在线 分析 仪表，它是由锑电极与 参考 电极组成的PH值测量系统。在被测酸性溶液中，由于锑电极表面会生成三氧化二锑氧化层，这样在金属锑面与三氧化二锑之间会形成电位差。该电位差的大小取决于三所氧化二锑的浓度，该浓度与被测酸性溶液中氢离子的适度相对应。如果把锑、三氧化二锑和水溶液的适度都当作1，其电极电位就可用能斯特公式 计算 出来。
锑电极酸度变送器中的固体模块电路由两大部分组成。为了现场作用的安全起见，电源部分采用交流24V为二次仪表供电。这一电源除为清洗电机提供驱动电源外，还应通过电流转换单元转换成相应的直流电压，以供变送电路使用。第二部分是测量变送器电路，它把来自传感器的基准信号和PH酸度信号经放大后送给斜率调整和定位调整电路，以使信号内阻降低并可调节。将放大后的PH信号与温度被偿信号进行迭加后再差进转换电路，最后输出与PH值相对应的4～20mA恒流电流信号给二次仪表以完成显示并控制PH值。
七、酸、碱、盐浓度变送器
酸、碱、盐浓度变送器通过测量溶液电导值来确定浓度。它可以在线连续检测工业过程中酸、碱、盐在水溶液中的浓度含量。这种变送器主要 应用 于锅炉给水处理、化工溶液的配制以及环保等工业生产过程。
电流变送器范文2
概述
现场总线技术是当前自动检测技术的热点之一。从现场总线技术形成来看，它是控制、计算机、通信、网络等技术发展的必然结果；而智能仪表则为现场总线的出现和应用奠定了基础。自1983年Honeywell推出智能仪表--Smar变送器之后，世界各厂家都相继推出各有特色的智能仪表。为解决开放性资源的共享问题，从用户到厂商都强烈要求形成统一标准，促进现场总线技术的形成。目前，几种有影响的现场总线技术有：基金会现场总线、LonWorks、PROFIBUS、CAN、HART，除HART外，均为全数字化现场总线协议。
全数字化意味着将取消传统的模拟信号的传送方式，而要求每一个现场设备都具有智能及数字通信能力，使得操作人员或其他设备（传感器、执行器等）向现场发送指令（如设定值、量程、报警值等），同时也能实时地得到现场设备各方面的情况（如测量值、环境参数、设备运行情况及设备校准、自诊断情况、报警信息、故障数据等）。此外，原来由主控制器完成的控制运算也分散到了各个现场设备上，大大提高了系统的可靠性和灵活性。现场总线技术关键之处在于系统的开放性，强调对标准的共识与遵从，打破了传统生产厂家各自独立标准的局面，保证了来自不同厂家的产品可以集成到同一个现场总线系统中，并且可以通过网关与其他系统共享资源。
目前，一方面现场总线标准正处在完善和发展阶段，另一方面传统的基于4～20mA的模拟设备还在广泛应用于工业控制信各个领域。因此，马上全数字化是不现实的。为满足从模拟到全数字的过渡，HART协议应运而生。HART采用频移键控（FSK）技术。它基于Bell202通信标准，在4～20mA模拟信号上叠加不同的频率信号（2200Hz表示"0"，1200Hz表示"1"）来传送数字信号（见图3）。HART协议的数据传输速率为1200bps（位/秒）。HART现场总线（简称HF）系统采用主从工作方式：主机为1台IBM-PC机；从机为1台或多台遵守HART协议的HF智能变送器。当从机只有1台HF智能变送器，即智能变送器工作在点-点方式下时，可继续使用传统的4～20mA信号进行模拟传输，而测量、调整和测试数据用数字方式传输；当从机为多台HF智能变送器时，即智能变送器工作在多站方式下时，4～20mA信号作废，每台变送器工作电流为4mA左右。所有测量，调整和测试数据均用数字方式传输。由于每台HF变送器有惟一的编号，所以主机能对每一台变送器进行操作。HART提供设备描述语言（DDL），以确保互操作性。应该指出，HART被认为是事实上的工业标准，但它本身并不算现场总线（模拟和数字的混合），只能说是现场总线的雏形，是一种过渡协议。由于4～20mA模拟信号标准将在今后相当长的时间内存在，所以研究HART协议仍具有重要意义。
本文讨论基于HART协议智能变送器的硬件实现的技术问题。一是要解决微功耗的问题，二是要讨论实现HART协议智能变送器通信功能的有效方法。
一、功耗要求
为实现智能变送器的基本功能，如线性化处理、温度补偿、自动零点和量程调整及数字通信等，以下关键器件如微控制器、A/D、D/A、通信芯片及传感器等是所必需的。图1是HART协议智能变送器的原理框图。传感器模拟量信号经A/D转换成数字量后送入单片机，单片机将处理后的数字量通过D/A转换器，经V/I转换电路输出4～20mA标准电流信号。在数字通信时，微处理器通过通信接口芯片及耦合电路，以4～20mA电流环路为介质传送和接收数据。
图1中的存储器（memory），用来存储传感器的特性参数、现场命令、现场状态等工作参数。
图2是图1中通信系统的详细方框图。中心是Bell 202通信标准的HART调制解调器，并在信号的输出端和输入端分别加1个波形整形和带通滤波器，用以加强通信的可靠性。
1.功耗要求
为兼容4～20mA现行标准，HART协议智能变送器必须可工作在4～20mA两线回路中。这就意味可用来为变送器供电的电流不能超过4mA。在实际应用中，为兼容数字与模拟两信号，通常将数据频率信号通过V/I转换电路的调整管，转换为幅度为±0.5mA的频率信号，叠加在两线的4～20mA电流环上（2200Hz表示"0"，1200Hz表示"1"），如图3所示。由于对特性，此信号的平均值为0，因此模拟和数字两种信号互不干扰。但环路上电流瞬时最大值I=4.5mA，最小值I=3.5mA，如果向变送器供电过多，超过3.5mA，将导致数字信号负半周失真。考虑到调节量所需的余量，要求对变送器供电电流一般不要超过3.4mA为好。
2.供电方式
给变送器系统供电主要有两种方式：一是直接将输入电压稳压成所需电压（5V或3.3V）后向系统供电，这种方法总电流必须控制在4mA以内，二是采用DC-DC供电方式，只要DC-DC变换器的效率足够高，在功耗控制上它比第1种方法要宽松得多，但同时还需要考虑变换器的线性稳定性因素可能带来的负面影响。由于目前微功耗、高性价比的集成电路出现，采用方法一的优越性更多，因为在供电方式上，2种方法都有需考虑对供电电压的适应问题。一般工业现场多为DC 24V，也有DC 36V供电的。一般要求变送器能在DC12～42V供电电压下稳定、可靠地工作，这一方面直接供电方式要比DC-DC变换方式灵活得多。
二、通信系统
1.通信芯片
SMAR公司生产的HT2012为贝尔202标准的单片机CMOS微功耗FSK调制解调器。它是为设计过程控制仪器检测和其他的低功率装备中提供HART通信功能的专用芯片。
HT2012由4个主要功能模块组成：时钟频率、解调器、调制器、载波检测。
HT20l2需要460.8kHz外时钟输入，3～5V供电，低功耗（典型值40μA）[5]。
HT2012调制解调器的半双工的。当一个运转时，调制器和解调器中的另一个会被停止。工作在Bell 202标准，发送、传送和接收调制位速率1200bps。
HT2012使用1200Hz("1")和2200Hz（"0"）Bell 202信号频率，CMOS、TTL兼容。
TH2012具有载波检测输出端OCD，低电平有效，表示对方通信芯片准备进行载波发送，改进了通信的实时性和灵活性。另外，19.2kHz时钟信号输出，也为应用提供了方便。
2.D/A及V/I转换器
为将数字频率信号转换为±0.5mA的频率信号，叠加在两线的4～20mA电流环上，还需要附加耦合电路，这样必然会造成更多的功耗开销。而美国A/D公司的产品AD421[2]，是专为HART协议智能仪表设计的，包括4～20mA电流环的16位D/A转换器。它与HART协议兼容，其开关电流源和滤波器功能块，可HART电压信号向±0.5mA电流信号的转换，为应用带来方便。
AD421基本性能：（1）4～20mA输出；（2）HART兼容，能用于标准HART FSK协议通信；（3）16位分辨率；（4）±0.01%积分的非线性；（5）3V、3.3V或5V可调节电压输出及2.5V和1.25V精度参考，用于自身和系统其他器件；（6）Vcc=5V供电时，750μA最大静态电流，典型值为575μA；（7）可编程报警电流功能，允许变送器发出电流超范围警报，以表示转换器的故障；（8）灵活的高速串行接口。
AD421有2种工作方式：4～20mA输出方式和3.5～24mA报警输出方式。
三、单片机及A/D转换器
1.A/D转换器
为实现智能变送器的功能，在电路硬件设计上，需要1个增益可调的仪表放大器和1个分辨率至少在14位的A/D转换器，来实现对传感器信号的放大和模数转换。这样才能达到智能变送器的高精度、自动调节量程、大量程比的设计要求。对智能差压变送器，还需要对静压和温度进行采样，从而实现对静压和温度的补偿，提高全范围的测量精度。这样，还需要1个多路转换器实现通道间的切换。如果选用分立元件，必然会有相当大的功耗引入，难以满足HART协议智能变送器功耗要求。某些大公司为兼容4～20mA的智能变送器设计了专用A/D转换器，如MAXIM公司的MAX1400和AD公司的AD7714。其共同点是将增益可调的仪表放大器、多路转换器和A/D转换器集成在1个芯片中，功耗在几百μA左右，为实现HART协议智能变送顺提供了方便。
MAX1400基本性能：（1）MAX1400[1]为低功耗、多通道、带SPI同步串行口的∑/ΔA/D转换器；（2）18位分辨率；（3）3个全差分或5个准差分信号输入通道；（4）可编程PGA，选定增益分别为（1，2，4，8，16，32，64或128）；（5）AIN1～AIN6可组成3个全差分输入通道，也可以组合成5个准差输入通道；（6）2个额外的全差分系统校正通道CALOFF和CALGAIN用来作为失调和增益误差的校正；（7）MAX1400内的2个漂移补偿缓冲器，用于隔离所选输入和PGA及调制器的电容性负载的联系。当V+为5V供电时，MAX1400的参考输入为2.5V，模拟输入的变化范围为-Vimax～+Vimax。Vimax=5÷（2×GAIN）。
2.单片机
为实现高性能、微功耗的智能变送器控制电路，单片机选用PIC16C73[7]。它具有功耗低、运行速度快、功耗强等特点。采用长字节指令，所有指令均为单字长，除跳转为双周期指令均为单周期（4个时钟周期）指令。内含看门狗、8级硬件堆栈、192×8RAM、32上定时器、2个捕捉器、5路8位A/D转换器、SPI/I2共用的同步串行口、1个异步发送/接收串口USART、多种中断功能，包括B口RB4～RB7输入电平变化中断。
四、基于HART协议智能压力/差压变送器的设计
图4为HART协议智能压力/差压变送器的电路原理图。电路所用集成电路为上面所提及的，其特点为：集成度高、性/价比好、功耗低、功能强。片间的数据通信采用MOTOROLA公司推出的同步串行接口SPI（Serial Peripheral Interface），同优点是占用MCU资源小，可根据系统的大小随着扩充。在实际应用中，单片机可方便地与带SPI接口的集成电路芯片如A/D、D/A、数据存储器等连接。由于单片机PIC16C73带有SPI串行总线硬件接口，使数据通信速度更高，使用更灵活。
1.电路说明
A/D转换器MAX1400的2个全差分通道AIN1、AIN2和AIN3、AIN4分别对差压传感器TRS1、静压传感器TRS2进行厝数转换。AIN5和AIN6组成准差分输入通道对TRS1的恒流输入进行监测。传感器均为半导体压阻传感器，压阻传感器的特点是它的每个桥臂电阻都比较大，一般为2kΩ，以下均假设它们的桥臂电阻值为2kΩ。采用恒流供电，可以进一步减小传感器的非线性和温度对传感器输出灵敏度的影响。实验得知，压力和差压传感器的等效电阻值在全温度范围内（0～70℃）的变化量是全量程内压力或差压所引起的等效电阻值变化的100倍左右，因此，AIN5所测得的A/D值可以对整个变送器进行温度补偿。为提高变送器的测量精度，须对静压给差压带来的误差进行补偿，所以电路中设计了全差分通道AIN3、AIN4对静压传感器TRS2进行监测，从而可实现对静压的补偿。
HART通信模块由HT2012和波形整形电路及带通滤波器组成。整形电阻由74HC126（4个三态输出缓冲器）组成，并能通过2个750Ω电阻及2.2μF的耦合电容，将整形后的HT2012发出的电压信号输入到AD421的开关电流源和滤波器功能块中，可实现HART电压信号由±0.5mA电流信号的转换。带通滤波器由图4中细线框中的2个运算放大器及电阻、电容组成。它将4～20mA环路上的±0.5mA HART电流信号转换为HART电压信号，经HT2012解调，再送入单片机串行通信接口中，从而完成数据的接收任务。
AD421除完成4～20mA电流信号输出及HART通信外，还为系统提供电源及参考电压。它的2.5V参考电压供自己和MAX1400使用。
数据存储器选用24LC65，为8KB的串行E2PROM，供电电压2.5～5.5V，功耗：读电流150μA；写电流3mA（5V供电）。用来存放传感器特性参数及现场组态命令、工作参数、通信数据。
HT2012的19.2kHz信号，送入PIC16C73的计数器输入端，用于检测HT2012的工作情况。
HT2012的OCD信号，送入PIC16C73的RB7端。RB7设为中断方式，用于检测通信状态。
2.功耗及电流分配
AD421由4～20mA环路主电源供电，转换的5V电源为自己和24LC65及MAX1400的模拟电路部分供电，设计时须留下功耗余量。AD421工作电流为600μA，24LC65读电流为10μA，MAX1400的模拟电路工作电流不超过100μA，而变送器功耗设计为3.4mA，剩下2.5mA电流供电路其他器件使用。具体分配如下：传感器由恒流二极管3CRC供电0.5mA，剩下2.0mA电流由另一支3CRC恒流后供电路的其他部分使用。这样可避免由于器件在动态和静态工作时功耗的不同而引起4～20mA信号的变化（尽管实验证明这个变化是很小的）。
3CRC恒流原理是：其内部提供一稳定的1.24V从两管脚引出，在这两管脚上接1个电阻即可中输出恒流。计算公式为：I（mA）=1.24/R（kΩ）。只要保证3CRC的工作电压略大于1.24V即可正常工作。
稳压管选用ZRC330。它的稳压值为3.3V，最小工作电流为20μA，最大吸收电流达5mA，温度系数50ppm是比较理想的器件。MAX1400的工作电流值小于150μA（3.3V供电），HT2012的功耗电流40μA，带通滤波器选用运放TLC27L2C，最大功耗电流仅为48μA。整形电路的74HC126工作于低频下最大电流500μA左右，剩下1.25mA电流供单片机消耗。
单片机PIC16C73的功耗在4MHz时钟、Vdd=3V时，为2.0mA；而在4MHz和20MHz时钟、VDD=5V下工作时，电流值分别为2.7mA和13.5mA。可见适当降低单片机工作频率可使其功耗大幅度下降。由于PIC16C73除跳转指令外，均为单字节指令，指令周期仅为4个时钟周期同，其运行速度比其他类型的单片机快，适当降低工作频率其运行速度仍远远满足变送器实时要求。本设计单片机采用1MHz工作频率，其功耗的实验数据小于1mA。
HT2012工作主时钟为特殊的460.8kHz，需要特或向SMAR公司索取。本电路采用1片PIC16C58A[7]单片机，外接1.8432MHz晶振，经单片机4分频后，正好输出460.8kHz的时钟，直接供HT2012使用。PIC16C58A单片机是PIC系列单片机中的低挡产品，功耗与PIC16C73相当。由于电路由增加了1片单片机，整个电路的功耗将超出允许范围。为保证功耗要求，电路设计采用能量分时复用的方法：程序通过V1、V2、V3实现传感器和PIC16C58A的分时复用，即变送器在做A/D转换时，系统给传感器供电，当需要检测通信有无或主动进行通信时，单片机将给传感器的0.5mA关断，而将电流并入3.3V工作电源上，同时启动PIC16C58A。PIC16C58A的功耗指标为32kHz时钟，VDD=3V时典型值小于15μA。由于对PIC16C58A的某一I/O口（如RB）进行置高、置低操作，所以不怕程序"跑飞"，因此不需PIC16C58A片内的WDT功能，将它置于OFF状态，功耗大大降低。因此，PIC16C58A在1.8432MHz的时钟下工作，其功耗不会超过0.5mA。
对数据存储器24LC65的功耗：读电流150μA，没有功耗问题；而写电流3mA，一般出现在数据通信完成之后的很短时间内，只要规定在通信时4～20mA电流信号作废，即可解决功耗要求问题。24LC65一定要接在4～20mA主电源中。
从以上分析，电路功耗小于3.4mA的智能变送器，满足要求。
电流变送器范文3
一、EJA430A压力变送器
EJA430A压力变送器用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度与压力，然后将其转变成4～20mADCTM的电流信号输出。下面简单介绍EJA430A压力变送器的组成，见图1。
二、EJA430A压力变送器的常规维护
1、压力变送器在安装过程中需要检查安装孔的尺寸：如果安装孔的尺寸不合适，传感器在安装过程中，其螺纹部分就很容易受到磨损。
2、压力变送器使用过程应注意考虑下列情况：防止变送器与腐蚀性或过热的介质接触；防止渣滓在导管内沉积；测量液体压力时，取压口应开在流程管道侧面，以避免沉淀积渣；测量气体压力时，取压口应开在流程管道顶端，并且变送器也应安装在流程管道上部，以便积累的液体容易注入流程管道中；导压管应安装在温度波动小的地方；测量蒸汽或其它高温介质时，需接加缓冲管等冷凝器，不应使变送器的工作温度超过极限；冬季发生冰冻时，安装在室外的变送器必需采取防冻措施，避免引压口内的液体因结冰体积膨胀，导致传感器损坏；测量液体压力时，变送器的安装位置应避免液体的冲击，以免传感器过压损坏；接线时，将电缆穿过防水接头或绕性管并拧紧密封螺帽，以防雨水等通过电缆渗漏进变送器壳体内。
3、压力变送器本身的检查：检查仪表使用质量，达到准确、灵敏，指示误差、静压误差符合要求，零位正确；仪表零部件完整无缺，无严重锈垢、损坏，铭牌清晰无误，紧固件不得松动，接插件接触良好，端子接线牢固。
三、EJA430A压力变送器常见的故障现象及解决方法
1.压力指示不稳，波动较大
在检查工况时参照其他的工艺参数看看有没有什么变化，如果其他工艺的参数如温度、流量、液位也时有波动，那就是因工况变化而引起的压力变化，此时的压力变送器应该是没有问题的；如果其他工艺条件没有没有变化，只是压力指示在波动，那就看此压力显示带不带控制，一般为调节阀，检查调节阀上的定位器的输出是否在恒定，不是恒定，那就要处理阀门问题了，如果恒定，原因那就出在变送器上了。
在现场把变送器的取压关闭，排放打开，查看变送器是否显示零点。如果显示零点，此变送器的测量是没有问题的，就要检查变送器到DCS机柜的电缆，查看分支电缆和主电缆的屏蔽是否完好，这样的现象通常为屏蔽线断或电缆连接处出现虚接及的电缆芯出现氧化导致接触不良所致。屏蔽不好，其所在的环境存在大量的电磁干扰，这样的波动也是比较严重的。
对于蒸汽介质的压力测量如果指示不稳，应当检查导压管中的凝液量，如果还有伴热，检查伴热管的温度及安装距离，是否对导压管中凝液造成影响。温度过高以及伴热管线和导压管安装距离过近都可能导致凝液气化使测量不准及波动。另外查看导压管的长度是否能够保证使其充分冷凝，并减少工艺介质脉动对测量的影响。
2.没有显示。基本是上可以判断出仪表的电缆松动，出现断路的现象。对于不同的DCS控制系统，在现场电缆断路时，工艺相应点的指示会有不同形式的表现方式。可以根据不同的提示来判断。这样就要从端子柜到现场接线箱和变送器之间的电缆逐点的检查了。
3.指示不随工艺状况变化。此刻就要检查压力变送器的依次排除本体到一次取压阀这条管路上什么地方出现堵塞了。例如在粉料系统的输送过程中的管线上，测量压力的导压管中就有很容易造成死角，使得粉料在导压管中堆积，时间长了就会造成压力传输不过去，使指示不再发生变化了。
4.指示有较大的偏差
检查变送器的零点是否正确，如果变送器零点漂移，就需要对变送器重新调零；并对变送器进行打压校验检查变送器的输出是否线性完好。
三、 结论
本论文简单介绍了EJA430A压力变送器的组成，从安装方式、日常使用及设备自检三个方面论述了压力变送器的日常维护，最后针对其日常使用过程中存在的常见故障进行分析总结，找出了解决问题的方法。对以后EJA430A压力变送器的维护提供了依据。
电流变送器范文4
关键词：变送器 凝结罐 油 压力开关
中图分类号：O6-335
论文主体：
一、 引言
随着社会工业化发展，自动化水平的不断提高，仪表的应用范围也越来越广泛，在诸类仪表中，变送器的应用最为广泛，同时变送器遇到的问题也越来越多样，越来越复杂。在变送器安装、使用、维护过程中遇到的故障类型也越来越多，如没有及时加以解决处理，在一定程度上将影响生产，特别是在重要设备上参加联锁的信号，如发生故障将会导致巨大的损失，甚至危及设备本身的安全。因此，正确使用维护、快速诊断排除变送器故障是仪表维护人员当前面临的现实问题。
二、变送器安装与使用及维护上存在的问题、原因分析及影响
我厂的变送器目前共有两种类型，一种是国产的3851系列电容式智能变送器、还有一种是进口罗斯蒙特3051系列的电容式智能变送器。压力变送器参加联锁的压力测量信号有油压力、动力油压力、风机排气压力等等。差压变送器与节流装置配合用于测量液体、气体或蒸汽的流量，还可以测量容器中的液位。电容式变送器的工作原理：被测介质的两种压力通入高、低压力室，作用在δ元件（即敏感元件）的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。电容式压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。 当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。
在我厂的实际应用过程中，有关压力、差压变送器反映出工艺参数不正确的现象很多：有导压管堵塞的问题，有节流装置、冷凝罐、导压管安装不规范的问题，有电磁干扰的问题、还有维护问题等等。因我厂的许多流量、液位、压力都参与了自动控制，有一些压力、差压还参与了停机控制，若测量精度不高，不仅影响了自动控制的准确性。还会影响生产的稳定性。这都对我们的仪表计量准确性和稳定性提出了更高的要求。
下面就我厂变送器在使用中遇到的一些主要问题及原因分析：
1、安装问题
在蒸汽流量测量中，蒸汽主要涉及两种，一种为外供蒸汽，一种为锅炉的过热蒸汽。外供蒸汽是经过减温减压后的蒸汽，温度不高，且掺有大量水分，且需时用时不用，时刻根据用户的要求改变蒸汽流量。在实际的流量测量过程中有时流量偏大有时流量偏小，非常不稳定，经常需要进行排污，每次排污后变送器的测量又准确了，但蒸汽管道的排污次数多了，又容易导致导压管上各个接点漏汽。在测量过热蒸汽的使用中，发现最大的问题就是有时停机，重新开机后流量就会发生偏差，导致失准，且有时停下来后仍有少许流量显示。一般变送器安装位置低于测量管道。但在实际的安装中，外供蒸汽流量的凝结罐与变送器都高于测量管道，且从节流装置接出来的向下敷设至少1米的导压管路也太短。锅炉的过热蒸汽流量也存在着凝结罐与测量管道的高度不一致问题，导致凝结水的高度不平衡，引起了静压差。
2、导压管堵塞问题
在压力测量中，有时指示的压力不随工况而变化。打开排污阀后只有少量的污水后就没水流出，这是由于水质或压缩空气中会带有少量的浮尘，随着水流而进入导压管沉淀。日积月累的运行，导压管的管壁会腐蚀积垢，出现堵塞现象。
3、变送器设备本身故障问题
在油压力的测量中，由于油压力信号参与停机联锁控制。油压力变送器测量所得的信号传输给计算机，一方面进行显示，另一方面此信号还通过程序比较，当压力低于0.06MPa时，发出缺油停机信号停机。1#机曾发生油压力突然降低引发跳机事故，损失巨大。从油压力信号趋势图上看到压力是瞬时直线下降而导致跳机的，检查变送器后发现变送器的内部模块损坏。虽然我们每年都对变送器进行定期的校验，检定合格后用于生产。由于变送器经过几年的运行后，其精度、灵敏度、稳定性等性能指标都会逐渐降低，内部的膜片、集成块也会损坏发生故障。
4、存在干扰问题
在空压机排气压力的测量中，排气压力信号的波动较大。校验变送器后符合精度要求，排除变送器本身的故障；检查导压管及接头也没有破损、漏气，信号电缆的连接处接触良好。但电缆的走向是通过高配室旁边的电缆桥架引入控制室的。周围存在着大量的电磁干扰。
三、 解决问题的主要方法
1、对蒸汽流量不准问题，经过认真观察，主要是由于设计安装上存在一些问题。差压变送器往低处重新安装，凝结罐的位置移至与测量管道大致平行；过热蒸汽流量的凝结罐也一样移至与测量管道基本平行处。每次投运前，进行管道排污。排污时很容易让冷凝液流失，此时不能马上打开变送器前的二次阀，以防高温蒸汽冲入膜片，损坏变送器。等半小时后建立冷凝液才可开启二次阀投入使用。
2、对冷却水压力变送器，定期进行管道排污。使用年限较长的引压管因氧化结垢严重无法疏通的进行更换。
3、 对不规范的导压管进行了改造，选用了直径为12mm的不锈钢管，重新敷设并保证不小于1：10的倾斜度，使积水和杂物能顺利排出。
4、 针对油压力信号参与联锁控制，符合现场工况的准确测量信号对机组的安全生产非常重要。提出：
a、对变送器进行定期更新，并使用可靠性更好的进口变送器，把换下的变送器作为备件。
b、为了使联锁更加可靠，并在油管上加装三只压力开关，做成三取二，进行停机联锁。如图：
5、对排气压力信号的电磁干扰，重新敷设带屏蔽的控制电缆，避开动力电缆。对参与联锁控制的变送器测量信号，为确保其所测信号符合实际工况，分别在原来测点处增加一只变送器进行测量，并把信号一同送入PLC进行二取一控制。
四、整改后的效果
蒸汽流量自从整改后，因管路引起的静压差大大降低，稳定性和准确性也得到了保证。更换管道后又进行定期排污，管路的堵塞问题也得到了缓解。汽机油处增加了三取二的压力开关信号后，防止了变送器故障产生误信号影响生产，提高了设备运行的安全性和稳定性。更换电缆、加装变送器后信号有了比较，更能真实地反映出实际工况。更换下来的变送器废物利用后节省了生产成本。同时也提高了生产的稳定性。
电流变送器范文5
关键词：带式输送机；软启动；变频器
中图分类号：TH222 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）10-0087-02
福建煤电股份有限公司龙潭煤矿是福建能源集团公司的一对主要骨干矿井，该矿计划投入一条主斜井带式输送机，该输送机设计从斜井巷道中将原煤从+50水平向上斜16度提升至+416水平，全长1500米，其中+416处有一变坡点，该带式输送机设计使用两台200kw电机双驱动。200kw电机启动时对设备和电网的冲击较大，由于大转动惯量机械设备以及负载启动设备在启动时都会产生很大的启动电流，此时电动机中通过的电流往往相当于额定电流的4-7倍，很可能引发设备故障和安全事故。输送带是弹性储能材料，在输送机停止和运行时都储存有大量势能，这种势能的存在危害极大，它将会增加设备的设计强度、刚度要求，增加设备不必要的投入，造成很大的附加成本；减少皮带和其它配件的使用寿命；从长远来看，还将增加设备维修频次，减少皮带有效运行时间。运用变频器的软启动功能，将电机的软启动和皮带机的软启动合二为一，通过电机的慢速启动，带动输送机缓慢运行，将皮带内部贮存的能量缓慢释放，使输送机在启动过程中形成的张力波极小，几乎对皮带不造成损害。
1 方案的选择确定
1.1 方案设计要求
以龙潭煤矿的实际情况，综合各方面的因素和要求，方案需考虑以下几个问题：（1）启动电流不能过大，对电网无大的冲击；（2）因为紧急停车，输送机能够满载启动；（3）启动后，双电机带动传动滚筒能够实现同步；（4）带速可调整；（5）初期投资和后期维护综合考虑，费用最少，性价比最高。
1.2 方案选择
根据方案设计要求，对液体粘性软启动、液力偶合器软启动、变频器软启动等方案原理、优缺点的比较分析。
液体粘性软启动基于牛顿内摩擦定律，以液体粘性和油膜剪切力来传递动力。其优势在于缩短电动机启动电流对电网的冲击时间；启动时的初张力与正常运行时的初张力几乎相等，较液力偶合器至少可降低一级带强，减少设备初次投资；没有启动冲击，延长了输送机减速器、传动滚筒、机架等主要部件的使用寿命，减少了维护费用。缺点是在皮带机电机高速运转下，油液紊流容易发热；内部压力偏大，容易泄露。
液力偶合器软启动基于欧拉方程，以液体动量矩的变化来传递动力。其优势在于能使电机空载启动，减少启动时间，降低起动过程中的平均电流；多机驱动时能均衡负荷，减少启动电流的峰值和对电网的冲击电流，降低电网容量；能吸收和隔离扭振及冲击，延长机器的使用寿命；能实行无级调速，有一定的节电效果，可减少电气设备，降低运行费用。缺点：一是采用液力偶合器时，电机必须先空载起动，最初的电流很大，为电机额定电流的4～7倍，还将引起电网电压下降；二是启动时影响到电网内其它设备的正常运行；三是液力偶合器长时工作时，引起液体温度升高，熔化合金塞，引起漏液；四是皮带机的加载时间较短，容易引起皮带张力变化，对皮带带强要求较高。
变频器软启动装置是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。其优势：一是实现皮带机多电机驱动时的功率平衡，采用一拖一控制，当多电机驱动时，采用主从控制；二是实现功率平衡；三是将电机的软起动和皮带机的软起动合二为一；四是因为变频器是一种电子器件的集成，大大降低设备维护量；五是比液力偶合器驱动的效率要高5%～10%。缺点是变频器软启动初期投资费用比前二种略高些。
2 带式运输机软启动的应用
2.1 设定原始参数
输送机设计输送能力121t/h，B=800，带速V=2m/s，倾斜角为16°，传动滚筒2个，考虑单电机驱动能够运行，设计使用两台200kw电机双驱动，输送带采用ST-2000。变频器使用环境良好，周围介质温度不高于+40℃，不低于0℃；空气相对湿度不超过95%；无爆炸危险，且不足以腐蚀金属、无破坏绝缘的气体与尘埃；电压幅值波动不超过±10%。
2.2 变频器主从控制设计
变频器的主从控制设计如图2所示，实现传动滚筒的同步运行。完全独立的两台变频器通过主、从机的同步通讯方式保证双电机的转速、以及功率平衡的：两台电机中任意一台都可作为主机，另一台为从机。变频器对电机的转矩进行独立控制，采用光纤对主从变频器通讯，变频器主从之间可以自动来调整变频器输出转速及功率一致；变频器自带电机的保护：缺相保护、相序保护、启动过流保护、运行过载保护及电机长时间不能启动保护等有效保护电机的正常运行；软启动器面板上设有可调控制参数：软启动时间、启动初始电压、启动电流限制、软停时间、软停级落电压（泵停止功能）、脉动突跳启动（针对突变负载）功能，实际运行可根据工程中设备电机具体情况结合软启动器说明设定或选用。
2.3 变频器的选择
变频器的选择需考虑电机电流和容量的不同情况考虑以下几方面因素：
（1）在连续运行的场合应按变频器的额定输出电流≥（0.5～1.1）电动机的额定电流，即：I变额≥（0.5～1.1）I电额。
（2）加减速时变频器容量的选定：一般情况下对于短时间的加减速而言变频器允许达到额定输出电流130%～150%。
（3）大惯性负载起动时变频器容量的计算：通过变频器过载容量通常多为125%、60S或150%、60S。
（4）频繁加减速运转时变频器容量的选定：根据加速、恒速、减速等各种运行状态下的电流值，考虑安全系数，综合评定。
根据以上对电流，容量的综合考虑，变频器选择250kW/660V变频器。为实现变频器自动主从控制，控制部分选用三菱公司的FX2N系列可编程控制器，实现系统控制的智能化。调速系统采用变频调速装置作为驱动电动机的核心，具有压频控制、矢量控制等多种控制方式，可以设定多种启停运行曲线，满足各种输送机对调速系统的要求。
3 结语
随着电气自动控制化程度的提升，煤矿使用带式输送机将向长运距，大输送量，快带速，智能化等方面发展，带式输送机已成为煤矿高效开采的关键设备。软启动也将随着发展得到更多的应用，如果选型不合理，也会造成巨大的损失。
参考文献
[1] 张世全.软启动的原理及应用.机电技术2004，（2）.
电流变送器范文6
【关键词】自动控制；麦芽糖醇；多元糖醇；DCS
1、过程变量的检测与变送
1.1温度检测与变送
温度是工业生产过程中常见的、最基本的参数之一。从测量体与被测介质接触与否来分，有接触式测温和非接触式测温。接触式测温利用了热平衡的原理。非接触式测温通过接受被测介质发出的辐射热来测量温度。
常用的有热电偶和热电阻。
1.2压力、流量、液位检测及变送
1.2.1压力的测量。由于在现代工业生产过程中测量压力的范围很宽，测量的条件和精度要求各异，按其工作原理不同，压力检测仪表可以分为以下四类:弹性式，液柱式，电气式，活塞式。
1.2.2流量的测量。流量测量的方法很多，按其工作原理可分为：容积式流量计，速度式流量计，质量流量计。
1.2.3液位的测量。液位是指密封容器或开口容器中液面的高低。工业生产中常用的是静压式液位计、电容式液位计。变送器主要用于测量液体、气体或蒸汽的压力、差压、流量、液位等过程参量，并将其转化成标准统一信号DC4-20mA电流输出，以便实现自动检测或自动控制。
2 麦芽糖醇各生产工序自动控制系统的设计
2.1麦芽糖醇生产工艺流程
麦芽糖醇生产工艺可分为两部分，第一部分是将淀粉水解之城高麦芽糖浆，第二部分是将制得的高麦芽糖浆加氢还原制成麦芽糖醇。整个工艺流程如下：淀粉调浆PH调节糖化一次板框脱色一次离子交换液化蒸发加氢二次脱色二次离子交换蒸发色谱分离
提取液蒸发结晶离子交换烘干包装成品
提馀液过滤（离交）蒸发母液罐（贮存）外售醇液
2.2自动调节系统主要仪表及设备：
温度、压力、流量、液位的自动调节主要通过数字调节仪和DCS控制系统来自动调节，DCS控制系统采用上海新华的DCS控制系统。
所需主要仪表设备如下：
单插法兰智能液位变送器，铂热电阻wzp-231，酸碱计量泵，酶计量泵，PH计，电导率仪，PH记录仪和电导率记录仪，电动调节阀，一体化电磁流流量计，压力变送器，彩色无纸记录仪（配声光报警器带万能模拟量输入、报警输出及以太网接口），电磁流量计，电接点压力表，行程开关，继电器，三通电动调节阀，气动薄膜调节阀，变频器，电动单座调节阀，防爆型压力变送器，铂热电阻wzp-240，智能自整定PID调节仪，双光柱数字显示仪，8路声光报警模块，电动执行器等。
2.3麦芽糖醇生产各工序的自动控制系统的设计
各工序均有相应的自动控制系统的设计，自动控制系统的设计及所需主要的仪表设备说明如下。
各个物料罐的液位、温度信号的测量，通过无纸记录仪显示简易示意图如图。
2.3.1淀粉调浆及液化工序自动控制系统的设计
调浆罐、上料罐、PH调节罐的液位分别由各自的液位变送器将测得的信号传送至DCS控制系统，在工控计算机上显示液位，并通过控制各罐的电动调节阀自动调节液位，在超高液位和超低液位时设置报警，并在工控机上显示报警。
PH调节罐的PH值和电导率用PH计和电导率仪测得信号并分别传送至现场的PH记录仪和电导率记录仪，同时传送至DCS控制系统，在工控计算机上显示PH值和电导率值，并通过控制酸碱计量泵来调节PH罐的PH值，通过控制酶计量泵来调节酶的用量。
各罐的温度通过铂热电阻分别将电阻信号传送至DCS控制系统，并在工控机上显示温度值。
上料罐搅拌电机由DCS控制。
一次和二次喷射进料流量均由电磁流量计将信号传送至DCS并在工控机上显示，流量由电动执行器控制；喷射出料温度由温度变送器测得信号并传送至DCS，在工控机上显示，蒸汽流量由电动执行器通过DCS控制。温度由进料流量和蒸汽流量实现自控。
一次和二次闪蒸出料泵由DCS控制，层流罐的液位由液位变送器将测得信号传送至DCS，并通过电动执行器控制。
盘管被压由压力变送器将测得信号传送至DCS，并在工控机上显示压力，通过电动执行器实现自动控制。
2.3.2糖化工序自动控制系统的设计
各糖化罐的液位由液位变送器测得4-20mA信号，温度由铂热电阻测得电阻信号，均传送至相应的12通道无纸记录仪并显示各罐的液位和温度，根据各罐液位要求设置液位报警信号，一旦超出要求的温度和液位，可通过无纸记录仪自动调节各罐的电动进料阀门控制液位，同时发出声光报警。
2.3.3板框脱色工序自动控制系统的设计
各脱色罐的液位及温度分别通过液位变送器和铂热电阻将测量的信号传送至相应的无纸记录仪，并显示各自液位和温度，通过设置相应的液位高低限报警，通过声光报警，无纸记录仪将信号传送至电动调节阀以调节进料流量，进料流量由电磁流量计测得信号并将信号传送至无纸记录仪并显示总流量和瞬时流量。
液压自动板框压滤机采用活塞式压力继电器与电接点压力表及行程开关配合，实现制动控制。该机液压系统如图所示。该系统可自动完成从板滤加压倒拉开滤板卸渣的整个工作循环。压滤机滤板系统压力通过电接点压力表测得压力值并通过调节电接点压力表的设定值，在压力到达（或开机时低于）下限时，电接点压力表的活动触点（电源公共端）与下限触头接通，继电器动作，接通电机，电机启动；当压力达到上限设定值时，电接点压力表的活动触点与设定指针上的上限触头接通，继电器动作，切断电机电源，电机停转，当压滤机到达一端行程开关位置时，行程开关接通电机正传电源，电机正传，到达另一端行程开关位置时，行程开关接通电机反传电源，电机反传，如此往复，实现自控。
2.3.4蒸发工序自动控制系统的设计
蒸发工序自动控制系统的设计比较复杂。一次蒸发、二次蒸发、三次蒸发、四次蒸发工序自动控制系统的设计方式基本相同。
蒸发进料流量由电动执行器通过DCS控制。蒸发进料流量通过电磁流量计将信号传送给DCS，并通过现场的触摸屏电脑控制电动执行器，触摸屏电脑和工控机共享，实现两地控制。
各效体温分离室温度由铂热电阻将信号传给DCS，一效分离室温度由DCS调节三通电动调节阀（控制蒸汽、进料）实现控制。
闪蒸出料浓度由质量流量传感器将信号传送给DCS，与调节蒸汽流量的电动调节阀实现串级控制。闪蒸出料液位由液位变送器将闪蒸罐液位信号传送给DCS，通过工控机自动调节电动调节阀，以实现对闪蒸罐液位的控制，并在工控机上显示液位。
各分离器真空压力由绝对压力变送器将信号传送至DCS，并在工控机上显示绝对压力。
各效体料液泵、真空泵、冷凝水泵、出料三通电动调节阀均由DCS控制。
2.3.5加氢工序自动控制系统的设计
沉降槽、脱色糖液储罐、糖液计量槽、洗涤槽液位、氢化液罐液位分别用各自的液位变送器将信号传给DCS，并在工控机上显示液位，糖液泵电机、涤槽搅拌电机和出料电动阀、氢压机启动电机均将信号传送至DCS，通过工控机控制。
反应釜温度、压力分别用防爆型铂热电阻和防爆型压力变送器将信号传送至DCS，并在工控机上显示温度和压力值，反应釜蒸汽流量通过气动薄膜调节阀控制，气动薄膜调节阀自动调节反应釜温度至设定温度。将反应釜搅拌电机接变频器，并将信号传送至DCS，通过工控机控制其启停。
2.3.6结晶工序自动控制系统的设计
立式结晶预结晶罐温度自动控制由铂热电阻将测得的信号传送给DCS，通过调节控制蒸汽流量的电动调节阀来实现温度的自动控制；预结晶罐液位自动控制由液位变送器将测得的信号传送给DCS，通过调节控制进料流量的电动调节阀来实现料位的自动控制；预结晶罐搅拌电机由变频器控制，并将信号传至DCS，通过工控机实现两地控制。1-4号立式结晶罐的液位、温度分别通过各自的液位变送器、铂热电阻将信号传至DCS，通过调节控制进料流量的电动调节阀和控制蒸汽的电动调节阀实现对各罐料位和温度的自动控制，各罐搅拌与预结晶罐的搅拌自控设计类似。
进水流量通过电磁流量计将测得的信号传送至DCS，并通过工控机实现对进水流量电动调节阀的控制。
参考文献
