3051压力变送器的检修

3051压力变送器的检修

压力和差压是工业生产过程中常见的过程参数之一。在许多场合需要直接检测、控制的压力参数，如锅炉的气包压力、炉膛压力、烟道压力；化学生产中的反应斧压力、加热炉压力等。此外，还有一些不易直接测量的参数，如液位、流量等参数往往需要通过压力或差压的检测来间接获取。因此，压力和差压的测量在各类工业生产领域中如石油、电力、化工、冶金、航天航空、环保、轻工等占有很重要的地位。

第一节变送器基础知识

变送器在自动检测和控制系统中的作用，是将各种工艺参数，如温度、压力、流量、液位、成分等物理量转换成统一的标准信号，以供显示、记录或控制之用。

分类

──按被测参数

差压变送器

压力变送器

温度变送器

液位变送器

流量变送器等

变送器的理想输入输出特性

一、变送器的构成原理

模拟式变送器的构成原理

数字式变送器的构成原理

（1）模拟式变送器的构成原理

模拟式变送器的组成：测量部分，放大器，反馈部分，零点调整和零点迁移

模拟式变送器的输入输出关系

当满足>>1的条件时

模拟式变送器的理想输入输出特性

（2）数字式变送器的构成原理：

数字式变送器组成:二大部分

硬件电路──以微处理器CPU为核心

软件──包括系统程序和功能模块

a.数字式变送器的硬件构成

智能式变送器还配置有手持终端(外部数据设定器或组态器)，用于对变送器参数进行设定，如设定变送器的型号、量程调整、零点调整、输入信号选择、输出信号选择、工程单位选择和阻尼时间常数设定以及自诊断等。

b.数字式变送器的软件构成

──包括系统程序和功能模块

系统程序:

对变送器硬件的各部分电路进行管理，并使变送器能完成最基本的功能，如模拟信号和数字信号的转换、数据通信、变送器自检等

功能模块可能有：

资源模块变量转换阻尼时间设定模拟输入显示转换

量程自动切换运算功能非线性校正·PID 控制功能温度误差校正警报

（3）罗斯蒙特3051压力变送器的工作原理

3051系列差压变送器是由Fisher-Rosemount公司生产的一种高性能两线制变送器。他属于一种智能型的电容式变送器。由传感组件和电子组件两部分组成。

配线和组态

组态内容：

①变送器操作变量设置。线性或平方根输出、阻尼时间、工程单位选择等。

②变送器物理和初始信息。日期、标签、法兰材质等。

二、变送器的一些共性问题

✧量程调整

✧零点调整和零点迁移

✧线性化

✧变送器信号传输方式

1、量程调整

使变送器的输出信号上限值ymax与测量范围的上限值xmax相对应。

量程调整相当于改变变送器的输入输出特性的斜率，也就是改变变送器输出信号y与输入信号x之间的比例系数。

量程调整的方法：

➢模拟式变送器：改变反馈部分的反馈系数；改变测量部分转换系数。

➢数字式变送器：软件实现。

2、零点调整和零点迁移

使变送器的输出信号下限值ymia与测量范围的下限值xmin相对应

在xmin=0时，称为零点调整；在xmin≠0时，称为零点迁移。

零点调整使变送器的测量起始点为零，零点迁移是把测量的起始点由零迁移到某一数值。当测量的起始点由零变为某一正值，称为正迁移。当测量的起始点由零变为某一负值，称为负迁移。

零点调整和零点迁移的方法：

➢模拟式变送器：改变放大器输入端上的调零信号z0。

➢数字式变送器：软件实现。

零点迁移，再辅以量程调整，可以提高仪表的测量精度。

3、线性化

原因：传感器组件的输出信号与被测参数之间往往存在着非线性关系。

模拟式变送器非线性补偿方法:

a.使反馈部分与传感器组件具有相同的非线性特性

b.使测量部分与传感器组件具有相反的非线性特性

数字式变送器非线性补偿方法：软件实现。

4、变送器信号传输方式

气动变送器：两根气动管线

电动模拟式变送器：二线制；四线制。

数字式变送器：双向全数字量传输信号(现场总线通信方式) ，HART通讯协议方式。

a.电动模拟式变送器信号传输方式

二线制：二根导线同时传送变送器所需的电源和输出电流信号

四线制传输：供电电源和输出信号分别用二根导线传输

二线制优点：节省连接电缆、有利于安全防爆和抗干扰

条件：

工作电流：

工作电压：

最小有效功率P:

b.数字式变送器信号传输方式

HART通讯协议：在一条电缆上同时传输4～

20mA的模拟信号和数字信号。

HART通信协议是依照国际标准化组织(ISO)的开放式系统互连(OSI)参考模型，简化并引用其中三层：物理层数据链路层应用层。

物理层──规定了信号的传输方法和传输介质

信号传输：基于Bell 202 通讯标准，采用频移键控(FSK)方法，在4～20mA基础上叠加幅度为±0.5mA的正弦调制波作为数字信号

传送速率为1200 bit/s

传送速率为1200 bit/s

数据链路层

──规定了数据帧的格式和数据通讯规程

数据帧格式：由链路同步信息、寻址信息、用户信息及校验和组成

定界符定义了帧的类型和寻址格式

响应码在变送器向主设备通信时才有，表示数据通信状态和变送器工作状态

HART协议按主/从方式通讯，这意味着只有在主站呼叫时，现场设备（从站）才传送信息有三种通讯模式：

点对点模式---在一条电缆上传输4～20mADC的

模拟信号和数字信号

多点模式---一条电缆连接多个现场设备，这是

全数字通信模式

阵发模式---允许总线上单一的从站自动、连续

地发送一个标准的HART 响应信息

应用层

──规定了通讯命令的内容

命令类型：

通用命令：适用于所有符合HART协议的现场仪表

通用操作命令：适用于大部分符合HART协议的现场仪表

特殊命令：各制造厂的产品自己所特有的命令

HART通讯方式的实现方法