變送器

　　傳感器和變送器一同構(gòu)成自動(dòng)控制的監(jiān)測(cè)信號(hào)源。不同的物理量需要不同的傳感器和相應(yīng)的變送器。變送器的種類(lèi)很多，用在工控儀表上面的變送器主要有溫度變送器、壓力變送器、流量變送器、電流變送器、電壓變送器等等。

　　主要概念

　　應(yīng)用在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器稱(chēng)為變送器。

　　這個(gè)術(shù)語(yǔ)有時(shí)與傳感器通用。

　　在《自動(dòng)控制原理》中，變送器是把傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀豢刂破髯R(shí)別的信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。至于有時(shí)候與傳感器通用是因?yàn)楝F(xiàn)代的多數(shù)傳感器的輸出信號(hào)已經(jīng)是通用的控制器可以接收的信號(hào)，此信號(hào)可以不經(jīng)過(guò)變送器的轉(zhuǎn)換直接為控制器所識(shí)別。所以，傳統(tǒng)意義上的“變送器”意義應(yīng)該是：“把傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為可以被控制器或者測(cè)量?jī)x表所接受標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的儀器”。在自控中：信號(hào)源-->傳感器-->變送器-->運(yùn)算器控制器-->執(zhí)行機(jī)構(gòu)-->控制輸出。

　　變送器種類(lèi)很多，總體來(lái)說(shuō)就是由變送器發(fā)出一種信號(hào)來(lái)給二次儀表使二次儀表顯示測(cè)量數(shù)據(jù)。

　　將物理測(cè)量信號(hào)或普通電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出或能夠以通訊協(xié)議方式輸出的設(shè)備。一般分為：溫度/濕度變送器，壓力變送器，差壓變送器，液位變送器，電流變送器，電量變送器，流量變送器，重量變送器等。

　　保護(hù)功能

　　1、輸入過(guò)載保護(hù)；

　　2、輸出過(guò)流限制保護(hù)；

　　3、輸出電流長(zhǎng)時(shí)間短路保護(hù)；

　　4、兩線制端口瞬態(tài)感應(yīng)雷與浪涌電流TVS抑制保護(hù)；

　　5、工作電源過(guò)壓極限保護(hù)≤35V；

　　6、工作電源反接保護(hù)。

　　壓力變送器的技術(shù)發(fā)展：

　　壓力、差壓變送器是過(guò)程變量變送器中最重要的一類(lèi)，應(yīng)用范圍很廣，除了可用于壓力、差壓測(cè)量之外，還可用于流量、液位、比重等其他參數(shù)測(cè)量。一條5000t/d的水泥生產(chǎn)線，在工藝流程各關(guān)鍵部位必須設(shè)置壓力變送器，如在窯頭、窯尾，各級(jí)預(yù)熱器的頂部和底部，各次風(fēng)管和冷卻機(jī)各室等，以監(jiān)控工藝正常運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一條新型干法水泥生產(chǎn)線共需設(shè)置壓力變送器約為80臺(tái)。

　　壓力變送器按測(cè)量機(jī)理來(lái)分，最常用的有電容式、電感式、擴(kuò)散硅、振弦式等。除了用于測(cè)窯頭負(fù)壓的DR型微差壓變送器的精確度是0.5%以外，其余大多是0.25%，它的特點(diǎn)是采用4mA～20mA傳輸?shù)哪M儀表，就地顯示表頭為指針式，量程比在6：1左右，穩(wěn)定性為6個(gè)月，這是第一代模擬式變送器。第二代產(chǎn)品是智能變送器，所謂智能的概念是：傳感器和變送器是由微處理器驅(qū)動(dòng)，并且具有通信與自我診斷的能力。智能壓力變送器除了有高精確度（0.1%～0.075%），大量程比（最大可到100：1）和高穩(wěn)定性（1～5年）外，它一般帶有HART協(xié)議或生產(chǎn)公司的協(xié)議，后期的產(chǎn)品還帶有符合現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的FF或PROFIBUS-PA協(xié)議，它就地顯示表改為數(shù)字式，還可用手操器或在控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程組態(tài)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方設(shè)定或遠(yuǎn)方修改變送器組態(tài)數(shù)據(jù)。

　　進(jìn)入21世紀(jì)，第三代變送器——數(shù)字智能式變送器又逐步進(jìn)入人們的視野。第三代變送器由于采用了先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，消除了濕氣、粉塵及其他現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境對(duì)變送器測(cè)量的影響，精確度更高，據(jù)稱(chēng)它的精確度均優(yōu)于0.05%；量程分檔更細(xì)，量程比擴(kuò)大到200?1；穩(wěn)定性達(dá)到5年以上；通訊協(xié)議更全，新的變送器還通過(guò)了安全論證，能保證在工藝條件超過(guò)臨界值時(shí)安全停機(jī)。由于第二代變送器已能滿(mǎn)足水泥廠監(jiān)控要求，且第三代變送器價(jià)格還較高，故筆者認(rèn)為在水泥廠暫不宜推廣。

　　智能溫度變送器的技術(shù)發(fā)展：

　　溫度也是過(guò)程變量變送器中很重要的一類(lèi)，它是測(cè)量流量、密度及其他過(guò)程變量的基本要素之一。一條5000t/d的水泥生產(chǎn)線，在工藝流程及重要設(shè)備的關(guān)鍵部位必須設(shè)置溫度變送器，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一條新型干法水泥生產(chǎn)線共需設(shè)置壓力變送器約為80～100臺(tái)。

　　基于在溫度測(cè)量的發(fā)展上已取得了巨大進(jìn)步，它也促進(jìn)了在過(guò)程控制工業(yè)領(lǐng)域中溫度變送器精確度、可靠性和重復(fù)性的提高，同時(shí)也為過(guò)程控制質(zhì)量的不斷提高做出了貢獻(xiàn)。

　　所謂智能溫度變送器指的是將溫度傳感器技術(shù)和附加的電子部件結(jié)合在一起的一種溫度變送器，它可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方設(shè)定或遠(yuǎn)方修改組態(tài)數(shù)據(jù)?？v觀當(dāng)前的溫度變送器市場(chǎng)及水泥行業(yè)的應(yīng)用，主要有三大類(lèi)不同的智能溫度變送器產(chǎn)品。從應(yīng)用和成本的角度來(lái)看，每一類(lèi)智能溫度變送器都有其優(yōu)點(diǎn)和不足之處。

　　1、防風(fēng)雨型溫度變送器這類(lèi)溫度變送器通常裝在對(duì)變送器性能有很高要求、苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合，如在窯尾、分解爐、五級(jí)預(yù)熱器等。這類(lèi)溫度變送器被封裝在密封的殼體內(nèi)，而這種殼體通常由不銹鋼制成，其特點(diǎn)是精確度高、可靠性高、安全性好、防風(fēng)雨，它的主要缺點(diǎn)是價(jià)格較高。它通常都帶有現(xiàn)場(chǎng)表頭，可現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視、調(diào)整和組態(tài)。

　　2、DIN導(dǎo)軌安裝、儀表盤(pán)安裝型溫度變送器這類(lèi)溫度變送器可以采用DIN導(dǎo)軌安裝，通常在控制室內(nèi)安裝使用。它價(jià)格便宜，安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單，可以通過(guò)改變組態(tài)來(lái)匹配不同類(lèi)型的溫度傳感器。由于同遠(yuǎn)程安裝的傳感器之間的連接導(dǎo)線較長(zhǎng)導(dǎo)致測(cè)量精確度較低。在水泥廠磨系統(tǒng)可推薦使用這類(lèi)溫度變送器。

　　3、一體化溫度變送器這類(lèi)溫度變送器可以直接安裝在溫度傳感器的DIN連接頭上，它的優(yōu)點(diǎn)是安裝費(fèi)用低廉，體積小巧，兼容各種類(lèi)型的溫度傳感器。由于這種溫度變送器直接安裝在溫度傳感器的接頭上，所以電氣連接和傳感器接線都非常簡(jiǎn)單。水泥廠的窯系統(tǒng)除要求高的部位外，可采用一體化溫度變送器，磨系統(tǒng)也可選用。

　　智能溫度變送器所采用的通訊協(xié)議和壓力變送器一樣，處于支配地位是HART協(xié)議，另外還帶有符合現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的FF或PROFIBUS-PA協(xié)議的產(chǎn)品。

　　過(guò)程變量變送器的技術(shù)發(fā)展：

　　當(dāng)前過(guò)程變量變送器主要發(fā)展趨勢(shì)是無(wú)線應(yīng)用、更小的外形尺寸及多變量過(guò)程變送器的應(yīng)用。由于有些水泥大集團(tuán)局部輔助流程已采用了無(wú)線技術(shù)，無(wú)線變送器也將受到我國(guó)水泥行業(yè)的關(guān)注。將無(wú)線功能加到過(guò)程變量變送器是物有所值，考慮到有些水泥廠占有的物理空間很大，有些工藝測(cè)量的位置難于安裝，而有些工藝測(cè)量點(diǎn)環(huán)境十分惡劣，用傳統(tǒng)的硬連線安裝器件成本又過(guò)高，如果消除過(guò)程變量變送器和控制電路之間連接，改用無(wú)線通訊能夠節(jié)約能源，減少配線和維護(hù)費(fèi)用，故將無(wú)線功能加到過(guò)程變量變送器是物有所值。

　　在新型干法水泥生產(chǎn)線中，過(guò)程變量變送器作為監(jiān)控的眼睛是非常重要的，它精確度、可靠性、穩(wěn)定性、安全性的提高，為過(guò)程控制質(zhì)量和最終產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高做出了貢獻(xiàn)。