選擇溫度變送器的理由
2005/3/15 16:55:00
[摘要] 本文將詳細(xì)闡述了在熱工處理和自動化生產(chǎn)中溫度的測量和傳輸。 [關(guān)鍵詞] 測量、溫度變送器、直接測量 當(dāng)進(jìn)行溫度測量時,有兩種辦法可以將測量信號引入到監(jiān)控室或著控制室。第一種方法是利用傳感器的輸出端子將現(xiàn)場RTD或熱電偶產(chǎn)生的信號(歐姆或著mA電壓線號)如圖1那樣傳輸。另一種方法是在測量點的附近按裝溫度變送器,變送器將傳感器信號放大后通過雙絞線傳輸?shù)娇刂剖覂?nèi)如圖2。 圖1 利用補償導(dǎo)線或著四線低阻抗導(dǎo)線連接到監(jiān)控室的方法 圖2 帶溫度變送器雙交線的接線 一般而言,直接配線策略較為便宜并且容易實現(xiàn),從成本考慮,有些人只將溫度變送器應(yīng)用于重要的回路中。在當(dāng)今電子產(chǎn)品日宜成熟的今天,把溫度變送器應(yīng)用到最簡單的測量中成本并不比直接配線成本高,并且使用這樣的變送器可以節(jié)省時間、避免維護(hù)帶來的一系列頭疼問題。特別是當(dāng)測量點距離控制室很遠(yuǎn)時,這種帶變送器的接線更具有特點和優(yōu)勢。 1減少配線費用 使用直接配線到控制系統(tǒng)的傳感器需要遠(yuǎn)距離配線,遠(yuǎn)距離配線時,不僅導(dǎo)線本身十分容易破損,并且成本花費相當(dāng)于普通用變送器4-20mA信號的屏蔽銅導(dǎo)線的2倍以上。其實一般用戶不愿意將原有的傳感器改為變送器,因為他們錯誤地認(rèn)為改用變送器的時候還需要重新使用4-20mA信號線,而事實不是這樣的,溫度變送器可以直接連接到過去傳感器、RTD或熱電偶引出的導(dǎo)線將線上,控制室而不需要重新配任何線。這就意味著沒有額外的安裝時間和著導(dǎo)線材料,但可以獲得溫度變送器的所有優(yōu)勢。 2保護(hù)信號不受現(xiàn)場干擾 目前在很多工業(yè)環(huán)境中,RFI(無線射頻干擾)以及EMI(電磁干擾)都會嚴(yán)重影響過程測量信號,在消除RFI和EMI這些導(dǎo)致信號不穩(wěn)定的干擾之前,我們都會先考慮到干擾源,例如變頻器、大功率開關(guān)器件手機(jī)、變壓器等,如果我們的生產(chǎn)線上有這些設(shè)備的話那我們可得注意啦。使用直接配線的方案,RTD(歐姆)或著熱電偶(mV)產(chǎn)生的信號都將受到RFI/EMI的影響,并且傳感器信號輸出的導(dǎo)線都會成為RFI/EMI的天線而把干擾導(dǎo)入導(dǎo)線中,從而影響被傳輸?shù)男盘枴O喾吹囊粋€設(shè)計合理的溫度變送器首先將傳感器信號轉(zhuǎn)換成模擬信號(一般為4-20mA或0-10v),然后再傳輸,從而可以有效的改善這中影響。經(jīng)過放大后的信號可以有效的抵抗RFI/EMI干擾并且可以在有效干擾中進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸不會影響測量精度,當(dāng)輸入板卡采用差分輸入設(shè)計時,干擾基本都可以互相抵消(如碩人STEC2000模擬量采集板卡)。 3阻止地回路 確認(rèn)選擇的變送器是隔離的,一般國產(chǎn)的溫度變送器都帶光電隔離電路,變送器的輸入輸出電源信號帶隔離保護(hù)信號不受地回路的影響,但對于使用不接地的熱電偶時,也是很重要的,因為要防止他們的絕緣體破壞而不起作用。 4減少硬件和存儲成本 使用直接配線時,傳感器類型和DCS以及控制器/PLC的輸入板卡相匹配是十分必要的。傳感器輸入板卡要比4-20mA輸入板卡每電貴好多,當(dāng)一個工廠中大量使用不同類型的傳感器時,就需要購買大量的不同類型板卡做備用,這不僅僅是成本消耗問題,還有人工。 5加強(qiáng)精確性和穩(wěn)定性 使用溫度變送器可以加強(qiáng)測量精度。DCS和PLC系統(tǒng)的測量讀數(shù)在一個較寬的傳感器范圍內(nèi)。眾所周知,較小測量范圍可以獲得較高測量精度,所以溫度變送器可以被校準(zhǔn)傳感器全部測量能力內(nèi)的任何區(qū)間中,測量精度要比直接配線測量策略的精度要高很多。 6簡化工程防止誤接線 使用溫度變送器可以代替繁多傳感器導(dǎo)線和DCS/控制器PLC的連接通道,可以大大簡化工程設(shè)計圖紙,在設(shè)計時只需標(biāo)明類型(雙絞線4-20mA)即可,這樣的一條導(dǎo)線和一個輸入板的系統(tǒng)意味著將來維護(hù)操作變的簡單易行,而那些四線電阻三線電阻,高端——低端從此不在考慮,并且還降低了消除回路誤接線的可能性。
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