mc5,hart協(xié)議,壓力變送器

1、mc5,hart協(xié)議,壓力變送器篇一：HART協(xié)議壓力變送器使用說明 無錫市華莊自動化儀表廠 第一章 變送器簡介 WMB系列智能變送器是全智能電容式壓力/差壓變送器。傳感器是采用引進國外先進技術生產的高精度小型化智能傳感器， 在轉換原理上利用數字化補償技術對溫度靜壓進行補償，提高了測量精度，降低了溫度漂移。具有長期穩(wěn)定性好，可靠性高，自診斷能力強等特點。以其極高的性能價格比，而成為變送器市場的主流產品。 可與羅斯蒙特275型手操器或HT388手操器完成地址查尋、測試、組態(tài)等功能的操作?？梢詫崿F從控制室、變送器安裝現場或回路中的任何接線端點與變送器進行通信，完成遠程調試。在進行遠程通信時需注意：

2、在接線端點和電源之間必須有不小于250的電阻。 HT388手操器與變送器連接操作之前，務必閱讀說明書。 特 點 由于采用了微處理器而使靈活性增大、功能增強； 具有較強的自診斷能力； 零點和量程調整互不影響； 兼有完善的遠程和就地設定、調校功能； 二線制，符合HART協(xié)議可與HART協(xié)議終端通信而不中斷輸出； 采用數字化補償技術對溫度及靜壓進行補償； 穩(wěn)定性能好，精度高，阻尼可調，抗單向過載能力強； 無機械傳動部件，維修工作量少，堅固抗振； 全部通用件，方便維護； 接觸介質的膜片材料可選，可全天候使用； 第二章工作原理 WMB系列 智能變送器由智能傳感器和智能電子板兩部分組成，智能傳感器部分包括

3、：電容式傳感器、測量膜片檢測電路、溫度補償電路和傳感器特征化參數存儲器等；智能電子板板部分包括：微電腦控制器及外圍電路，完成壓力信號到420mA dc 的轉換。以下對其原理進行簡單的說明： 敏感元件(室) 引線 電容極板 測量膜片 剛性絕緣體 硅油焊接密封 隔離膜片 2.1智能傳感器部分 電容式傳感器 介質壓力通過隔離膜片和灌充油傳遞到室中心的測量膜片，該測量膜片是一張緊的彈性元件，用于檢測在測量膜片上的差壓。測量膜片的位移量與差壓成正比，最大位移量為0.004inch(0.10mm)。測量膜片的位置由它兩側的電容固定極板通過測量膜片檢測電路檢測出來。 測量膜片檢測電路：該電路是將敏感元件所承

4、受的壓力轉換為電壓信號，并使該信號與壓力信號成比例關系，供CPU采樣使用。 溫度傳感器：在特征化時通過對壓力敏感元件的工作溫度進行循環(huán)測試，并將數據存入傳感器內部的EEPROM中作為溫度補償數據；在運行時對壓力敏感元件的工作溫度進行測量，利用特征化EEPROM中的溫補數據和檢測的溫度數據進行對比運算，通過CPU處理器進行溫度漂移誤差的補償修正。 特征化參數存儲器：保存著變送器溫度補償、傳感器特征化曲線及特征數據和數字微調數據等。即使關閉了電源，仍能完整地保存存儲器中的數據。 2.2電子線路板部分 微電腦控制器：微電腦控制器控制變送器的運行，除此之外，微電腦控制器還完成傳感器數據處理、數字溫度補

5、償、傳遞函數運算、工程單位及量程的轉換、輸出型式選擇、阻尼調整、自診斷及HART通信等功能。 組態(tài)參數存儲器：保存著變送器遠程和就地所能修改的所有組態(tài)數據.即使關閉了電源，數據仍能完整地保存在存儲器中。 數模轉換器：數模轉換器把微處理器修正后的數字信號轉換為420mA模擬信號送往輸出回路。 HART通信 數字通信電路在變送器和HT388接口或控制系統(tǒng)之間提供接口。這個電路分接收部分和發(fā)送部分，接收部分檢測疊加在420mA回路上的FSK（頻移鍵控）信號，發(fā)送部分以同樣形式將信號疊加在420mA回路上。在HART協(xié)議數字通信中，變送器的通信短地址可為015中的任意地址值。當短地址為零時，變送器輸出

6、為420mAdc并疊加HART數字信號；當短地址為非零地址時，變送器輸出固定為4mAdc電流輸出。此時單個回路中可連接多臺變送器（最多15臺，且電源及負載電阻滿足技術要求），電信號的傳遞僅能通過HART數字信號進行。 特別注意：如果用戶在調試過程中有意或無意的將HART設備（變送器）短地址設定為非零地址，此時，變送器輸出將固定為4mAdc，無法實現傳統(tǒng)的420mAdc模擬信號傳輸。因此，如果用戶如果發(fā)現變送器輸出電流固定為4mAdc不隨輸入的壓力變化時，應檢查短地址是否為非零地址，是則應當將其地址改為零地址。 第三章技術性能及指標 3.1技術性能 使用對象： 液體、氣體或蒸汽 測量范圍： 見選

7、型規(guī)格表 輸出信號：420mA dc.輸出，疊加HART協(xié)議數字信號（兩線制） 電 源： 外部供電24V dc.，電源范圍12V45V 負載電阻 V 電源電壓 負載特性： 危險場所安裝：隔爆型dIICT5; 本安型 iaIICT5; 遷移特性： P 在最小量程（量程壓縮比為40：1）時，最大正遷移零點是39/40倍的量程上限值, 最大負遷移零點可以是量程下限值，絕對壓力變送器無負遷移。（不管輸出形式如何，正負遷移后，其量程上、下限均不得超過量程的極限） 溫度范圍： 電子線路板工作在 -4085； 敏感元件工作在 -40104；儲存溫度 -4085； 帶數字顯示 -2565（正常運行）； -40

8、85（無損壞）； 相對濕度：095% 超壓極限：DP型, 加0(絕對壓力)13MPa壓力變送器不損壞；正常工作壓力在3.43kPa(絕對壓力)至量程上限。 容積變化量：小于0.16cm3 阻 尼： 時間常數在0.232.0s之間可調。 啟動時間：3s，不需預熱。 3.2性能指標 (在無遷移、316不銹鋼隔離膜片及其他標準測試條件下。) 精 度：0.1%，0.2% 穩(wěn)定性:最大量程范圍的0.25%/6個月溫度影響：零點溫度誤差為最大量程的0.5%/55 包括零點和量程的總溫度誤差為最大量程的1.0%/55 注意：對于量程3溫度影響誤差加倍 靜壓影響：（DP型在線性輸出時）零點誤差:加靜壓140k

9、gfcm2后，量程45的零點誤差為最大量程范圍的0.25%，量程3678的零點誤差為最大量程范圍的0.5%。這是系統(tǒng)誤差,安裝前可按實際靜壓調校變送器零點,消除這個誤差。 （WMB型在線性輸出時）零點誤差:加靜壓31.2MPa后，零點誤差小于最大量程的2.0%。這是系統(tǒng)誤差,安裝前可按實際靜壓調校變送器零點,消除這個誤差。 電源影響：小于輸出量程的0.005%V。 振動影響：在任意軸向上，頻率為200Hz，誤差為最大量程范圍的0.05%g。 負載影響：只要輸入變送器的電壓高于12V，在負載工作區(qū)內無負載影響。 安裝位置影響：最大可產生不大于0.25kPa的零位誤差，可通過校正消除這個誤差，對量

10、程無影響；測量本體相對法蘭轉動無影響。 3.3結構指標 接液件材料： 隔離膜片：316不銹鋼、哈氏合金C、蒙乃爾合金和鉭； 排氣/排液閥：316不銹鋼、哈氏合金C和蒙乃爾合金； 法蘭和接頭：316不銹鋼、哈氏合金C、蒙乃爾合金 “O”形圈：氟橡膠； 非接液件材料： 灌充液體：硅油 螺栓：不銹鋼、碳鋼鍍鋅； 電氣殼體：低銅鋁合金； “O”形圈：丁腈橡膠 涂層：聚酯環(huán)氧樹脂。 引壓連接件： 法蘭引壓口1418NPT(錐管螺紋)； 接頭壓口1214NPT(錐管螺紋)； （LT型高壓測為3”或4”法蘭）。 電氣連接： M201.5內螺紋導線管、1214NPT(錐管螺紋)導線管 重 量： 3.5 kg（

11、3151型）；5.5kg(1151型) 第四章 組態(tài)及調校 HART 現場通信協(xié)議是工業(yè)界廣泛認可的標準，它是傳統(tǒng)儀表在兩線制420mAdc 標準輸出的基礎上，在不干擾模擬信號輸出的情況下，增加了數字通信功能。HART 現場通信協(xié)議在提供了現場總線優(yōu)點的同時，保留了傳統(tǒng)的420mAdc模擬信號，是唯一向后兼容的智能化儀表解決方案。 智能變送器是完全符合HART協(xié)議的智能變送器。和其他HART設備一樣具有雙向的 HART遠程通信功能。主變量可由420mAdc模擬信號傳遞也可通過HART通信來完成，另外的過程參數、組態(tài)、校準及診斷功能都可由HART通信來完成，且不影響420mAdc模擬信號傳遞。

12、4.1遠程調校指令圖 使用HT388手操器都可對變送器進行調校。其調校指令樹形圖如下： 調校樹形圖 4.2使用HT388手操器進行遠程調校 通過對本節(jié)的閱讀用戶可在較短的時間內完成HART協(xié)議設備對智能變送器的簡單調試。 4.2.1準備工作 1. 調校設備：24V直流穩(wěn)壓電源，高精度萬用表（四位半以上精度），HT388手操器，負載電阻和標準壓力源。 2. 按如下圖所示，連接變送器調試電路。 3. 檢查電路連接正確后，打開直流穩(wěn)壓電源。 4. 檢查 S3051調校試驗室接線示意圖 電流表輸出是否正常，輸出正常后打開HT388手操器。輸出不正常，檢查變送器連接電路。 5. HT388手操器自動搜索

13、在線變送器，搜索到變送器后，按ENTER鍵進入變送器調校。未搜索到變送器，檢查變送器連接電路，或按HT388手操器提示，查詢非零地址儀表。 4.2.2與輸出有關的參數的設定 查尋到在線儀表的地址后，按ENTER鍵進入變送器調校功能選擇。選擇“2.組態(tài)”，出現如下界面： 組態(tài)功能 與輸出有關參數 與輸出無關參數 繼續(xù)退出篇二：HART協(xié)議差壓變送器的使用教改案例 附件： 河南省中等職業(yè)學校青年教師企業(yè)實踐項目 教學改革案例設計 姓 名 所 在 學 校 企業(yè)實踐基地教學案例名稱：HART協(xié)議差壓變送器的使用 一、【教學內容分析】 在化工生產過程中，壓力往往是重要的操作參數之一，不僅關系著生產效率及

14、產品質量，而且關系著整個生產過程的安全進行。智能差壓變送器可以把生產現場的壓力參數準確檢測出來并且能夠傳輸到控制室，控制器能夠接受壓力信號做出判斷，然后 給出指令進行壓力調節(jié)，從而保證生產過程的順利進行。 二、【教學對象分析】 職業(yè)學校招生對象為初中畢業(yè)生，此年齡階段的學生正處于形象思維最鼎盛時期，邏輯思維還不完全成熟，所以課堂是否生動以及教學形式是否多樣將直接影響學生的聽課的主動性，采用理論實訓一體的教學方法，學生在實訓室上課能夠更好的激發(fā)他們的動手能力以及對理論的反饋學習；同時由于職業(yè)學校招收的學生初中成績多數不好，學生的學習能力參差不齊，采用項目教學法讓他們相互幫忙，取長補短，在團隊合作

15、中快樂的學習知識。 三、【教學目標】 1.知識與技能：能夠正確的使用HART協(xié)議智能差壓變送器，并且能夠理解差壓變送器的信號轉換關系。 2.過程與方法：如何提高本節(jié)課教學的有效性呢？根據項目教學法設計了教學過程。首先成立項目組，確定項目負責人以及詳細的人員分工，在這個環(huán)節(jié)中，教師是情景設計者。第二，在完成項目學習的過程中大家同心協(xié)力解決遇到的問題。第三，設計了課后思考問題，讓學生帶著問題進行下一步的學習。 3.情感與態(tài)度：通過項目分組學習，讓學生認識到團隊合作的力量，以及每個環(huán)節(jié)對整個項目的重要性，更好的理解個人與集體的關系。 四、【教學重點與難點】（重點）：理解差壓變送器的信號轉換關系。 （

16、難點）：本節(jié)無 五、【教學設計思想】 教學思路必須開闊，單純的講授法已經不能滿足學生對課堂的需求，根據學生的特點，運用項目教學法設計了教學過程。 六、【教學前的準備】 教學前熟悉教學環(huán)境，閱讀多媒體設備相關說明。教室的亮度是否適合投影展示。準備教材、資料、黑板、白板等以及實訓設備是否齊全。網上資源：視頻的導學方案（個別化自主學習）。PPT課件（附后） 七、【教學實施過程】 （一）、實訓任務分工 項目組成員根據本次實訓的內容要求，并在對實訓任務都比較清楚的基礎上進行分工。主要工種如下： 1.項目負責人 2.氣路連接人 3.電路連接人 4.手持編程器操作人 5.儀表數據讀取記錄人 6.項目結果匯報

17、人 （二）、項目實施步驟（1）變送器氣路的連接 將高、低壓引壓管經過三閥組接入差壓變送器的高壓側 和低壓側。平視三閥組和測壓體之間的縫隙，可看到字母H、L，H（High）廁為高壓側，L（Low）廁為低壓側。 （2）變送器電路的連接 按照上面的電路圖，在實驗臺上選擇正確的儀表進行電路連接。 （3）變送器組態(tài) ）啟動準備 注意：確認引壓閥，三閥組兩側的高、低壓閥已經關閉，三閥組中間的平衡閥已經打開。 按下述步驟，將過程壓力引入引壓管和變送器篇三：Hart協(xié)議差壓變送器 Hart協(xié)議差壓變送器 一、差壓變送器的作用 可以測壓力、流量、液位 差壓變送器是把壓差等信號轉換為標準的電信號4-20mA Q=

18、K2?p ?p=?gh p 二、差壓變送器的工作原理 1引言 在工業(yè)自動化生產中，差壓變送器用于壓力壓差流量的測量，得到了非常廣泛應用，在自動控制系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。隨著石化、鋼鐵、造紙、食品、醫(yī)藥企業(yè)自動化水平的不斷提高,差壓變送器的應用范圍越來越廣泛，生產中遇到的問題也越來越多，加之安裝、使用、維護員的水平差異，使得出現的問題不能迅速解決，一定程度上影響了生產的正常進行，甚至危及生產安全，因此對現場儀表維護人員的技術水平提出了更高要求。 2工作原理與故障診斷 2.1差壓變送器工作原理 來自雙側導壓管的差壓直接作用于變送器傳感器雙側隔離膜片上，通過膜片內的密封液傳導至測量元件上，測量元件將

19、測得的差壓信號轉換為與之對應的電信號傳遞給轉換器，經過放大等處理變?yōu)闃藴孰娦盘栞敵?。差壓變送器的幾種應用測量方式： (1) 與節(jié)流元件相結合，利用節(jié)流元件的前后產生的差壓值測量液體流量，如圖1所示。 (2) 利用液體自身重力產生的壓力差，測量液體的高度，如圖2所示。 (3) 直接測量不同管道、罐體液體的壓力差值，如圖3所示。 差壓變送器的安裝包括導壓管的敷設、電氣信號電纜的敷設、差壓變送器的安裝。 2.2差壓變送器故障診斷 變送器在測量過程中，常常會出現一些故障，故障的及時判定分析和處理，對正在進行了生產來說至關重要的。我們根據日常維護中的經驗，總結歸納了一些判定分析方法和分析流程。 (1)調

20、查法。回顧故障發(fā)生前的打火、冒煙、異味、供電變化、雷擊、潮濕、誤操作、誤維修。 (2)直觀法。觀察回路的外部損傷、導壓管的泄漏，回路的過熱，供電開關狀態(tài)等。 (3)檢測法。 .斷路檢測：將懷疑有故障的部分與其它部分分開來，查看故障是否消失，如果消失，則確定故障所在，否則可進行下一步查找，如：智能差壓變送器不能正常Hart遠程通訊，可將電源從儀表本體上斷開，用現場另加電源的方法為變送器通電進行通訊，以查看是否電纜是否疊加約2kHz的電磁信號而干擾通訊。 .短路檢測：在保證安全的情況下，將相關部分回路直接短接，如：差變送器輸出值偏小，可將導壓管斷開，從一次取壓閥外直接將差壓信號直接引到差壓變送器雙

21、側，觀察變送器輸出，以判斷導壓管路的堵、漏的連通性。 替換檢測：將懷疑有故障的部分更換，判斷故障部位。如：懷疑變送器電路板發(fā)生故障，可臨時更換一塊，以確定原因。 分部檢測：將測量回路分割成幾個部分，如：供電電源、信號輸出、信號變送、信號檢測，按分部分檢查，由簡至繁，由表及里，縮小范圍，找出故障位置。 3 典型故障案例 3.1導壓管堵塞 以正導壓管堵塞為例來分析導壓管堵塞出現的故障現象。在儀表維護中，由于差壓變送器導壓管排放不及時，或介質臟、粘等原因，容易發(fā)生正負導壓管堵塞現象，其表現特征為：變送器輸出下降、上升或不變。當流量增加時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響： 設原流量為

22、F1， P1= P1+- P1- ，F1=K ，F1為變化前的變送器輸出值， 設增加后的流量為F2，(即：F2 F1)， P2= P2+- P2- ，F2=K ，F2為流量增加后的變送器輸出值。 由于正壓管堵塞，則當實際流量分別為F1、F2時，P1+= P2+； 當流量增加時，P2-出現如下變化：因為實際流量增加為F2，則與原流量F1時相比，管道內的靜壓力也相應增加，設增加值為P0，同時P2- 因管道中流體流速的增加而產生的靜壓減小，減小值為P0?，此時P2-與P1- 的關系為： P2- = P1-+ P0- P0? 則： P2= P2+- P2- = P1+-( P1-+ P0- P0?)=

23、 P1+( P0?-P0) 則： F現=K = K 樣： 當 P0=P0?時則：F2=K =KF2= F1 變送器輸出不變。 當 P0P0?時則： F2=K =K,F2< F1,變送器輸出變大。 當 P0<P0?時則： F2=K =K,F2 F1 ,變送器輸出變小。 當流量減小時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響。 設原流量為F1， P1= P1+- P1- ，F1=K ，F1為變化前的變送器輸出值。 設減小后的流量為F2，(即：F2 F1)， P2= P2+- P2- ，F2=K ，F2為流量減小后的變送器輸出值。 由于正壓管堵塞，則當實際流量分別為F1、F1時，

24、P1+= P2+； 當實際流量由F1減小到F2時，管道中的靜壓也相應的降低，設降低值為P0；同時，當實際流量下降至F2時，P2-值也要因為管內流體流速的降低而升高，設升高值為P0。 此時，P2-與P1-的關系為：- P2-= P1- P0+ P0 P2= P2+- P2-= P1+-( P1- P0+ P0)= P1+( P0- P0) F2=K = K 這樣： 當 P0=P0?時則：F2=K =KF2= F2 變送器輸出不變； 當 P0P0?時則： F2=K =K,F2 F1,變送器輸出變大； 當 P0<P0?時則： F2=K =K,F2< F1 ,變送器輸出變小。 一般情況下，

25、導壓管的堵原因主要是由于測量導壓管不定期排污或測量介質粘稠、帶顆粒物等原因造成。 3.2導壓管泄漏 以正導壓管泄漏來分析導壓管泄漏出現的故障現象。如圖1所示，萊鋼集團公司某加熱爐儀表控制閥用凈化風總管線的流量測量方式為：節(jié)流孔板+差壓變送器。裝置生產正常時的用風流量基本是穩(wěn)定的，但在后期的生產過程中發(fā)現用風流量比正常值下降了很多。 經過檢查，二次儀表(DCS)組態(tài)及電信號回路工作正常，變送器送檢定室標定正常，于是懷疑問題出現出導壓上，經過檢查，由于正導壓管焊接不好造成泄漏所至，經過補焊堵漏后，流量測量恢復正常。 下面我們分析正導壓管泄漏時反映出的故障現象。 正導壓管泄漏的現象是：變送器輸出下降

26、、上升及不變 分析： 當流量上升時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響 設原流量為F1， P1= P1+- P1- ，F1=K ，F1為變化前的變送器輸出值， 設增加后的實際流量為F2，(即：F2F1)，F2=K ，F2為流量增加后的變送器輸出值。 因流量增加，管道靜壓增加為P0，隨著流速的增大，實際壓管靜壓減小為P0?，正壓管泄漏降壓下降為Ps 則：P2+= P1+P0-Ps，P2- = P1- +P0- P0? P2= P2+- P2- = P1+( P0? - Ps) 那么 當：P0?=Ps 正壓導管泄漏，而流量上升時，變送器輸出不變 當：P0?Ps 正壓導管泄漏，而流量上

27、升時，變送器輸出增加 當：P0?<Ps 正壓導管泄漏，而流量上升時，變送器輸出減小 當流量下降時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響 設下降后的實際流量為F2，即：F2<F1，F2=K , F2為流量減小后的變送器輸出值。 因流量下降，管道靜壓下降值P0，同時由于流體流速下降，負壓管靜壓增加P0?，正壓管泄漏降壓下降為Ps 則：P2+= P1+-P0-Ps，P2- = P1- -P0+ P0? P2= P2+- P2- = P1-( Ps + P0) F2=K =K 即：當流量下降時，變送器輸出總是小于實際流量。 實際上，當泄漏量非常小的時候，由于種種原因，工藝操作或

28、儀表維修護人員很難發(fā)現，只有當泄漏量大，所測流量與實際流量相比有較大誤差時才會發(fā)現，這時即使是實際流量上升，總是P0 <<Ps， 即： P2<< P1， F2<<F1 上述儀表控制閥用凈風管線的流量測量就這屬于這種情況。 3.3 平衡閥泄漏 設流量為F， P1= P1+- P1- ，F1=K ，F1為平衡閥泄漏前的變送器(帶開方)輸出值 我們假設管道內流體流量在沒有變化的情況下做分析 設泄漏的壓力為PS， 則：泄漏后的正負導壓管的靜壓為： P2+= P1+-PS，P2-= P1-+ PS P2= P2+- P2- = P1-2 PS，則 F2=K = K 即：F2<F1，變送器測量輸出小于實際流量值 3.4氣體流量導壓管積液情況下的變送器測量誤差 由于氣體流量取壓方式不對或導壓管安裝不符合要求(與水平成不小于1：12的斜度連續(xù)下降) 時,常常造成導壓管內部積存液體的現象。這種現象的出現，往往會致使測量不準，如果在變送器量程很小的情況下，甚至會造成變送器輸