現(xiàn)場總線型智能壓力變送器校驗的必要性和方式方法的簡述

現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)目前正在向著智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展，隨著計算機、通信和微處理器技術(shù)的發(fā)展，控制系統(tǒng)逐步由分布控制（DCS）向現(xiàn)場總線（FCS）控制的模式推進，就地儀表設備也由模擬量逐步向數(shù)字量儀表的方向發(fā)展。為了適應現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的要求，現(xiàn)場總線型智能壓力變送器得到了迅速發(fā)展。由于現(xiàn)場總線型智能壓力變送器與傳統(tǒng)意義上的模擬型、智能型智能壓力變送器有了本質(zhì)上的區(qū)別，所以現(xiàn)階段對現(xiàn)場總線儀表設備的維護及校準溯源方法則是眾說紛紜，分歧很大。下面分析現(xiàn)場總線型智能壓力變送器計量校驗的必要性，并對現(xiàn)場總線型智能壓力變送器校驗的必要性及方式方法進行論述。
 
　　一、現(xiàn)場總線型智能壓力變送器校驗的必要性
現(xiàn)場總線系統(tǒng)作為新興的總線協(xié)議，得到了部分過程用戶的采用，也有了一些典型的應用案例，如一些石油石化煉油項目。
 
現(xiàn)場總線系統(tǒng)作為一種數(shù)字式通信網(wǎng)絡，使過去采用點到點式的模擬量信號傳輸變?yōu)槎帱c一線的串行數(shù)字式傳輸。因而，現(xiàn)場總線型智能壓力變送器大幅度減少了系統(tǒng)中的模擬信號，從而幾乎消除了回路的誤差。并且全數(shù)字化雙向通信在提高了系統(tǒng)的測量和控制精度的同時，也使系統(tǒng)組態(tài)和調(diào)試更加方便。智能壓力變送器功能模塊的設定，數(shù)據(jù)的傳輸交換完全可以通過數(shù)字通訊工具或上位機交互實現(xiàn)。
 
然而，目前有一些看法過分擴大了現(xiàn)場總線和數(shù)字通訊工具的范疇，希望通過采用現(xiàn)場總線系統(tǒng)消除系統(tǒng)誤差，僅用數(shù)字通訊工具實現(xiàn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)的維護和校準。片面的認為通過現(xiàn)場總線智能壓力變送器的強大的功能模塊，數(shù)據(jù)交互功能以及自身的自檢報警功能，通過數(shù)字通訊工具對現(xiàn)場總線型智能壓力變送器進行組態(tài)和調(diào)試就可以實現(xiàn)智能壓力變送器的長久可靠性和誤差的消除。這是混淆了對系統(tǒng)進行維護和校準的概念，并且完全違背了校準和溯源的概念，也不符合《中華人民共和國計量法》關(guān)于保障國家計量單位制的統(tǒng)一和量值傳遞的相關(guān)規(guī)定。
 
現(xiàn)場總線型智能壓力變送器一般由高精度傳感器、程控放大器、AD轉(zhuǎn)換電路、CPU微處理器、調(diào)制解調(diào)芯片及外接接口等組成。但是一次傳感器級的誤差無法通過現(xiàn)場總線系統(tǒng)減少或消除，一次傳感器擔任著將非電量/非線性信號轉(zhuǎn)化為線性模擬電信號的重任，傳感器材料及二次儀表電路中數(shù)模轉(zhuǎn)換電路是誤差的主要來源。數(shù)字通訊工具只能對系統(tǒng)的數(shù)字部分進行組態(tài)和調(diào)整，而無法對傳感器部分和模擬信號部分進行校準和調(diào)整。通俗地說，無論采用什么系統(tǒng)協(xié)議，校準過程變量回路，我們都需要高精度的過程變量溯源基準進行量值傳遞，如校準壓力智能壓力變送器，需要高精度的壓力校準器或模塊來進行校準比對。
 
　　二、現(xiàn)場總線型智能壓力變送器校驗的方式方法
由于現(xiàn)場總線回路是完全的數(shù)字信號回路，所以對回路中輸出信號要由數(shù)字通訊工具，在應用現(xiàn)場可以由上位機來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控和調(diào)整。同時由于不存在模擬信號的傳輸，所以對現(xiàn)場總線型智能壓力變送器的校驗便變成了對單一過程變量量值的校準和溯源。亦即由標準過程變量標準源對現(xiàn)場總線型智能壓力變送器施加標準過程變量，通過數(shù)字通訊工具或上位機監(jiān)控現(xiàn)場總線型智能壓力變送器的數(shù)字輸出（可以設定與標準過程變量標準源相同的計量單位），通過對單一的過程變量量程，線性的對比對現(xiàn)場總線型智能壓力變送器進行校準。
 
具體校驗時分為現(xiàn)場總線網(wǎng)段接入和實驗室單表校驗。對于現(xiàn)場總線網(wǎng)段，數(shù)字通訊工具可以在總線網(wǎng)段的任何一個方便的位置連接，通常是在智能壓力變送器和現(xiàn)場總線接線盒中接入。對于單表校驗方式同樣需要建立總線通訊，一般的連接形式如下圖所示：


 
數(shù)字通訊工具同現(xiàn)場總線型智能壓力變送器建立通訊后，由功能菜單進入校準模式，數(shù)字通訊工具即可以實時監(jiān)控智能壓力變送器的信號輸出，這時即可以進行智能壓力變送器的過程變量校準。
 
具體的校準可以分為零點調(diào)節(jié)，全量程的線性校驗以及對于一次傳感器的滿量程的實驗。同時因為智能壓力變送器輸出指示和標準源輸出為單一的過程變量單位，所以對于現(xiàn)場總線型智能壓力變送器校驗的程序和誤差分析，完全可以參考一次指示表和傳感器的計量檢定規(guī)程進行。
 
　　三、結(jié)束語
　　現(xiàn)場總線型智能壓力變送器的校驗在原理上僅進行過程變量的數(shù)值傳遞。由于消除了4—20mA模擬量的比對，所以在校驗上比傳統(tǒng)的壓力變送器有所簡便。但數(shù)字量的引入，則對信號傳輸回路及系統(tǒng)的組態(tài)提出了進一步的要求。本文主要論述了過程變量的校準，對數(shù)字信號的組態(tài)和調(diào)整涉及不多。這部分內(nèi)容主要取決于現(xiàn)場總線型智能壓力變送器采用何種協(xié)議以及內(nèi)設的功能模塊情況，具體問題需具體分析。


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