變送器

　　傳感器和變送器一同構(gòu)成自動控制的監(jiān)測信號源。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、能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號的傳感器稱為變送器。

　　這個術(shù)語有時與傳感器通用。

　　在《自動控制原理》中，變送器是把傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀豢刂破髯R別的信號的轉(zhuǎn)換器。至于有時候與傳感器通用是因為現(xiàn)代的多數(shù)傳感器的輸出信號已經(jīng)是通用的控制器可以接收的信號，此信號可以不經(jīng)過變送器的轉(zhuǎn)換直接為控制器所識別。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轉(zhuǎn)換為可以被控制器或者測量儀表所接受標(biāo)準(zhǔn)信號的儀器”。在自控中：信號源-->傳感器-->變送器-->運算器控制器-->執(zhí)行機構(gòu)-->控制輸出。

　　變送器種類很多，總體來說就是由變送器發(fā)出一種信號來給二次儀表使二次儀表顯示測量數(shù)據(jù)。

　　將物理測量信號或普通電信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號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、輸入過載保護(hù)；

　　2、輸出過流限制保護(hù)；

　　3、輸出電流長時間短路保護(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、差壓變送器是過程變量變送器中最重要的一類，應(yīng)用范圍很廣，除了可用于壓力、差壓測量之外，還可用于流量、液位、比重等其他參數(shù)測量。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，各級預(yù)熱器的頂部和底部，各次風(fēng)管和冷卻機各室等，以監(jiān)控工藝正常運行。據(jù)統(tǒng)計，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。

　　壓力變送器按測量機理來分，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，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)場總線國際標(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)的檢測技術(shù)，消除了濕氣、粉塵及其他現(xiàn)場惡劣環(huán)境對變送器測量的影響，精確度更高，據(jù)稱它的精確度均優(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，新的變送器還通過了安全論證，能保證在工藝條件超過臨界值時安全停機。由于第二代變送器已能滿足水泥廠監(jiān)控要求，且第三代變送器價格還較高，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：

　　溫度也是過程變量變送器中很重要的一類，它是測量流量、密度及其他過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，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。

　　基于在溫度測量的發(fā)展上已取得了巨大進(jìn)步，它也促進(jìn)了在過程控制工業(yè)領(lǐng)域中溫度變送器精確度、可靠性和重復(fù)性的提高，同時也為過程控制質(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及水泥行業(yè)的應(yīng)用，主要有三大類不同的智能溫度變送器產(chǎn)品。從應(yīng)用和成本的角度來看，每一類智能溫度變送器都有其優(yōu)點和不足之處。

　　1、防風(fēng)雨型溫度變送器這類溫度變送器通常裝在對變送器性能有很高要求、苛刻的應(yīng)用場合，如在窯尾、分解爐、五級預(yù)熱器等。這類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，其特點是精確度高、可靠性高、安全性好、防風(fēng)雨，它的主要缺點是價格較高。它通常都帶有現(xiàn)場表頭，可現(xiàn)場監(jiān)視、調(diào)整和組態(tài)。

　　2、DIN導(dǎo)軌安裝、儀表盤安裝型溫度變送器這類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。它價格便宜，安裝和維護(hù)簡單，可以通過改變組態(tài)來匹配不同類型的溫度傳感器。由于同遠(yuǎn)程安裝的傳感器之間的連接導(dǎo)線較長導(dǎo)致測量精確度較低。在水泥廠磨系統(tǒng)可推薦使用這類溫度變送器。

　　3、一體化溫度變送器這類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)點是安裝費用低廉，體積小巧，兼容各種類型的溫度傳感器。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)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)的FF或PROFIBUS-PA協(xié)議的產(chǎn)品。

　　過程變量變送器的技術(shù)發(fā)展：

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

　　在新型干法水泥生產(chǎn)線中，過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)。