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智能变送器的基本输入组成结构和优点

发表时间:2021-07-12 17:26【

智能变送器.jpg

  一、什么是智能变送器?


  基于微处理器的智能变送器具有存储器,可以执行计算、进行诊断并在准确性和稳定性方面优于旧的、更传统的变送器。变送器还将具有无线通信协议,可用于解释变送器的测量值并自定义不同的变送器设置。


  二、智能变送器的基本组成:


  ·就系统整体效率而言,模数信号处理是迄今为止该架构最关键的特性。需要正确地将现实世界的物理值(无论是能量、温度等)转换为数字值。


  ·CPU的考虑是微不足道的。电力使用对于现场仪表很重要。各种低功耗机器将填补这一空白,因为该角色不需要大量的计算能力。


  ·I/O(远程通信)允许仪器进行双向通信,这与模拟仪器的模拟传输范式以一种方式相反。


  ·ROM和RAM包含设备的操作程序(固件)和任何指定任务所需的暂存存储器。


  ·数模信号生成提供与现有系统的向后兼容性和比通过数字通信提供的更快的更新


  三、为什么我们需要智能变送器?


  智能变送器与传统模拟变送器的主要区别在于通信和监控,智能变送器使两者更容易。


  工程师不再只需要计算模拟输出信号,他们需要与变送器通信并读取数字信号。


  智能变送器中使用了两种类型的通信协议,使通信变得容易:


  ·HART(公路可寻址远程变送器)


  ·SMART(单模块自动量程远程传感器)


  1、哈特:


  HART变送器包括传统的模拟mA信号和叠加在模拟信号上的光信号。这与现代系统兼容,因为它仍然具有模拟信号。HART模型允许仪器通过用于传输4-20 mA模拟仪器信号的相同的两根电线相互进行数字通信。


  2、聪明的:


  与模拟变送器相对的SMART变送器将微处理器作为其集成组件,从而具有自诊断能力、非线性补偿、无需校准即可重新量程以及通过网络进行数字通信的能力。


  3、智能变送器部件:


  为了全面了解智能变送器的主要组件,该设备的简化框图如下所示:

smart-transmitter-1024x452.png

  4、输入部分:


  输入部分包含过程传感器或转换器以及ADC模数转换器。传感器计算所涉及的过程向量(例如摩擦、温度、风等),然后将其转换为相关的电信号。


  然后,模数转换器(ADC)将计算出的电信号转换为数字寄存器。这个代表过程变量(PV)的数字计数然后被送入微处理器转换部分


  5、转换部分:


  该部分包括一个微处理器,其基本功能是将过程向量以数学方式转换为过程对应的mA表示。存储变送器组件、初始化和诊断数据的存储器与微处理器直接相关。


  为了测量这个mA值,变送器的量程值(与零值和跨度值相关)与传递函数一起使用。虽然压力变送器可以有一个平方根替代方案,但线性传输功能是最常见的。


  6、输出部分:


  反映过程矢量的测量mA值被送入该段中的数模转换器,在此将mA值转换为真正的4-20mA电信号。再次注意,微处理器必须依赖于某些内部调整因素才能使该性能达到适当的值。


  这些校准标准的调整也称为4-20mA微调或电流环路微调。使用HART协议的智能变送器有一个微处理器,该微处理器可以处理设备数据,而不是像传统模拟变送器那样在输入和产生的4-20 mA输出信号之间单独控制机械或电气方向。


  四、智能变送器的优点:


  ·高精度和高可靠性


  ·单次渗透到测量周期中,而不是分立设备所需的多次渗透,从而实现更便宜的部署。


  ·通过给他们一个无线信号允许远程重新校准或重新定位。


  ·减少所需的备用仪器数量,因为可以对一个备用发射机进行编程以覆盖任何频谱,从而更换任何有故障的发射机。


  ·长期可靠性增加,所需的重新校准频率为。


  ·跟踪工厂和仪器性能的数据管理能力。

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