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江苏川远仪器仪表有限公司
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产品名称:CY-DRP系列智能变送器

警告

1.       变送器调校前请水平放置。

2.       变送器安装至现场后,应对变送器进行零点调整。

3.       变送器在加压之前,应安装并紧固好过程连接。

4.       变送器应安装在干燥的环境下,切忌雨水冲刷。在恶劣环境下,应使用变送器保护箱。

5.       禁止用户自行拆装变送器。

6.       通电时,不得在爆炸性/易燃性环境下拆卸变送器表盖。

7.       请用户自行检查变送器供电电压是否符合使用手册中的供电电压要求。

8.       变送器外接地螺钉应可靠与大地连接。

9.       变送器在爆炸性环境下的安装必须符合国际、和地方的相关标准、规范以及准则。请查阅使用手册的防爆章节所列与安全安装相关的限定条款。

10.   本安型变送器外配安全栅的安装使用须按其使用说明书进行。

11.   HART通讯进行变送器标定和温度补偿时必须用我公司提供的通信设备及软件。

一、概述

CY-DRP系列智能压力变送器采用先进、成熟、可靠的硅电容传感器,结合先进的微处理器技术和数字化电容测量技术精心设计而成。内部微处理器的强大功能和高速运算能力使其具备了智能化、高精度、高可靠和零点稳定等优良品质;液晶显示模块能够显示压力、温度、电流等多种物理量;按键操作可实现零点迁移、量程设定等多种功能,易于现场调试。

CY-DRP系列智能压力变送器支持HART、FF、PA协议,可以测量压力、差压、液位、流量等多种工业参数,可以广泛应用于石油、化工、电力、冶金等行业。

CY-DRP系列智能压力变送器按具体型号分为以下六种变送器:

型号

压力类型

CY-DRP1

压力变送器

CY-DRP2

单法兰液位变送器

CY-DRP5

差压变送器

CY-DRP7

单法兰液位变送器

CY-DRP8

双法兰液位变送器

CY-DRP9

压力变送器

CY-DRP系列智能压力变送器按遵循的总线协议类型分三种:

型号

协议类型

CY-DRP_ABC(选项)

HART

CY-DRP_MNO(选项)

PROFIBUS PA

CY-DRP_PQR(选项)

FF H1

 

HART协议作为现场总线中的一种过渡性协议,在现有的模拟信号传输线上实现数字化传输,可以兼容现有的模拟信号控制系统;FF H1、PROFIBUS PA是用于控制领域、连接现场设备的新一代数字化通信协议,物理层规范均采用IEC61158-2的国际标准。FF H1、PROFIBUS PA是真正意义上的现场总线。

基于HART协议的智能变送器,以下简称HART型智能变送器;基于FF H1协议的智能变送器,以下简称FF型智能变送器;基于PROFIBUS PA协议的智能变送器,以下简称PA型智能变送器;三种总线类型的变送器统称为智能压力变送器,以下简称智能变送器。其中,HART型智能变送器已通过级仪器仪表防爆安全监督检验站(NEPSI)的防爆认证。

 

l  智能变送器仪表部件

 

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图1.1  智能变送器仪表部件

 

 

l  智能变送器压力连接部件

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图1.2  智能变送器压力连接部件

 

l  智能变送器差压连接部件

 

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图1.2  智能变送器差压连接部件

 

注意:FF型、PA型智能变送器的端口卡、通讯卡完全相同,它们使用的器件与HART型智能变送器的端口卡、通讯卡不同;它们的外形尺寸与HART型智能变送器通讯卡相同,其安装形式与HART型智能变送器相同,只是端口卡固定螺钉的位置不同。

二、安装

对于智能变送器测量准确度的保证,很大程度上取决于智能变送器和引压管的正确安装。特别是流量的测量,与正确安装一次测量元件有很大的关系。

2.1 变送器安装

我公司生产的压力变送器可以直接安装在2英寸管道上或直接安装在墙上或仪表板上。

l  压力变送器器安装方式

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图2.1压力变送器安装方式

l  差压变送器安装方式

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图2.2差压变送器安装方式

2.2 引压管安装

智能变送器相对流程管道的正确安装取决于被测介质。智能变送器可测量液体、蒸汽或其它气体。对于不同的被测介质,取压口、智能变送器与流程管道的相对位置不同。

l  压力变送器引压管安装

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图2.3压力变送器引压管安装示意图

 

 

l  差压变送器引压管安装

 

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图2.4差压变送器引压管安装示意图

 

2.3 接线

智能变送器的电源与信号共用一对电缆,称为总线电缆。HART型智能变送器可选普通电缆, PA型、FF型智能变送器,建议使用IEC61158-2推荐的现场总线专用电缆。智能变送器的接线端子位于后盖侧(标有FIELD TERMINAL),拧开后盖可见接线端子板。

 

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2.5HART智能变送器接线图 

 

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2.6PA\FF智能变送器接线图  

接线端子板左侧端子是信号正接线端子,右侧端子是测试接线端子,中间端子为信号负的接线端子。电源是经过信号线供给到智能变送器的,测试端子只在HART型智能变送器中可用,用于连接测试仪表。

信号线经引线穿孔到接线端子板,信号正接在端子板左侧(见图2.5和2.6)接线端子上,信号负接在端子板中间接线端子上。信号线屏蔽层可以浮地,也可在信号回路中任何一点单点接地。连接测试HART型智能变送器模拟信号的测试仪表时,穿线方式同于信号线。

注意: 智能变送器的总线电缆不要与其它设备的电源线共用线管或线槽,且要远离大功率设备。

2.4 复校检验

用户拿到智能变送器,在投入使用之前,可在试验间或安装现场复校检验。图2.6列出了操作流程。

 

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图2.7智能变送器复校检验流程

智能变送器复校检验的内容包括:功能校验、压力校验两个方面;具体的校验方法请参考后面的有关章节。

2.5 防爆变送器安装

HART智能变送器必须配接安全栅,才可以在有爆炸性混合物的危险场所使用。安全栅的型式与参数按下表防爆参数选择。防爆合格证号后缀“X”表示该产品必须与隔离式安全栅配套组成本安防爆系统或该产品所在的本安防爆系统中各个接地点必须保证等电位平衡。

级仪器仪表防爆安全监督检验站(NEPSI)对HART型智能变送器参量认可参数表:

 

防爆合格证编号

GYB071520X

超高输入电压

30V DC

防爆标志

Ex ia IIC T4

超大输入电流

100 mA

环境温度

-30℃~+60℃

超大输入功率

0.8 W

测量介质温度

-40℃~+110℃

超大内部电容

近似为0



超大内部电感

0.11 mH

为使安装的智能变送器保持防爆性能,安装时须注意下述事项:

1)   智能变送器的外壳必须良好接地。

2)   智能变送器的电路,用户勿自行拆动或更换零件。

3)   信号线电缆的超大分布参数按选定的安全栅参数与智能变送器防爆参数计算。

4)   智能变送器的信号线电缆必须与其他电缆分开,可用钢管、走线槽加以屏蔽。

5)   智能变送器的信号线屏蔽层可浮地或单点接地。

6)         安全栅应安装在安满场所出口处的机架

三、现场调校

智能变送器可以通过位于电子壳体顶部(图3.0)标有“ZERO” 、“SPAN”两插孔中插入磁棒的不同组合来完成现场调校。特别注意,在调校时一定要保证施加在智能变送器上压力的稳定。


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3.0智能变送器调整示意图

 

  3.1设置PA设备总线地址操作步骤

在本地调整模式下,当显示到PA总线地址信息时,取出孔“SPAN”处的磁棒,即进入PA设备总线地址设置状态,如图3.7~3.8所示:

clip_image025.jpgclip_image027.jpg

 

图3.7  进入设置PA设备总线地址      图3.8  进入设置PA设备总线地址

递增模式                             递减模式

此时显示当前的设备地址8,当如图3.7所示时,仪表上显示右箭头,即把磁棒插入孔“ZERO”中,地址值会在0~126之间循环递增显示。当显示到用户需要设定的地址时(如地址18),将磁棒从孔“ZERO”中拔出,如图3.9所示:

如图3.8所示,仪表上显示左箭头,即把磁棒插入孔“ZERO”中,地址值会在0~126之间循环递减显示,当显示到用户需要设定的地址时(如地址18),将磁棒从孔“ZERO”中拔出,如图3.10所示:

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图3.9  递增模式设置PA设备总线地址

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图3.10  递减模式设置PA设备总线地址

如设定地址仍需修改,可将磁棒再插入孔“ZERO”中,地址值会继续在0~126之间循环显示。当显示到用户需要设定的地址时,将两个磁棒同时插入孔“SPAN”与孔“ZERO”中,在液晶显示卡显示“OK”后表示设置成功,如果显示“ERROR”则表示设置失败,如图3.11~ 3.12所示:

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图3.11  递增模式设置PA设备总线地址确认

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图3.12  递减模式设置PA设备总线地址确认

l  设置显示变量类型的操作步骤

在本地调整模式下,当显示到设置变量类型时,取出孔“SPAN”处的磁棒并插入孔“ZERO”中,即进入显示变量类型设置状态,如图3.13所示:

PRIM

压力变换块主变量输出

SEC1

压力变换块副变量输出

AIOUT

AI功能块输出

SENS

压力变换块传感器原始值

TEMP

压力变换块传感器温度值

图3.13  进入设置变量类型模式

当选定变量类型后,将另一个磁棒插入孔“SPAN”中,保持3秒钟后,设置成功,PA设备返回正常状态,如图3.14所示:

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图3.14  返回正常模式

l  设置小数点位置操作步骤

在本地调整模式下,当显示到设置小数点位置时,取出孔“SPAN”处的磁棒并插入孔“ZERO”中,即进入小数点位置设置状态,如图3.15所示:

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图3.15  进入设置小数点位数模式

当进入此模式时,小数点会从右至左循环移动,每次移动一位。当选定小数点位数后,将另一个磁棒插入孔“SPAN”中,保持3秒钟后,设置成功,设备返回正常状态,如图3.16所示:

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图3.16  返回正常模式

l  设置零点操作步骤

在本地调整模式下,当显示到零点信息时,取出孔“SPAN”处的磁棒并插入孔“ZERO”中,传感器进入零点设置状态,如图3.17所示:

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图3.17  进入传感器零点调整模式

此时要保持智能变送器零点值的稳定,当零点值稳定后,将另一个磁棒插入“SPAN”孔,见图3.18。保持3秒钟后,设置成功,设备返回正常模式,见图3.19。

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图3.18  设置传感器零点

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图3.19  返回正常模式

 设置单位操作步骤

在本地调整模式下,当显示到单位信息时,取出孔“SPAN”处的磁棒并插入孔“ZERO”中,即进入单位设置状态,如图3.20 ~ 3.21所示:

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图3.20  进入单位设定递增模式

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图3.21  进入单位设定递减模式

此时显示的单位为KPa,单位代码为1133。当如图3.20所示时,仪表上显示右箭头,即把磁棒插入孔“ZERO”中,单位代码会在1130~ 1158之间循环递增显示,当显示到用户需要设定的单位时(如MPa),将磁棒从孔“ZERO”中拔出,如图3.22所示。

当如图3.21所示时,仪表上显示左箭头,即把磁棒插入“ZERO”中,单位代码在1130~1158之间循环递减显示,当显示到用户需要设定的单位时(如MPa),将磁棒从“ZERO”中拔出,如图3.23所示:

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图3.22  进入单位设定递增模式

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图3.23  进入单位设定递减模式

将两个磁棒同时插入孔“SPAN”与孔“ZERO”中,保持3秒后,设置成功,设备返回正常模式,见图3.24~3.25。

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图3.24  从递增模式返回正常状态

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图3.25  从递减模式返回正常状态

单位与单位代码对应关系如下表:

单位代码

单位

单位代码

单位

单位代码

单位

1130

Pa

1140

atm

1150

mmH2O (4℃)

1131

GPa

1141

psi

1151

mmH2O (68℃)

1132

MPa

1142

psia

1152

ftH2O

1133

KPa

1143

psig

1153

ftH2O (4℃)

1134

mPa

1144

g/cm2

1154

ftH2O (68℃)

1135

μPa

1145

kg/cm2

1155

inHg

1136

hPa

1146

inH2O

1156

inHg(0℃)

1137

bar

1147

inH2O(4℃)

1157

mmHg

1138

mbar

1148

inH2O(68℃)

1158

mmHg(0℃)

1139

torr

1149

mmH2O



l  设置量程下限操作步骤

在本地调整模式下,当显示到量程下限信息(出现下箭头)时,取出孔“SPAN”处的磁棒并插入孔“ZERO”中,即进入量程下限设置状态,如图3.26~3.27所示:

 

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图3.26  进入量程下限递增调整模式

 

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图3.27  进入量程下限递减调整模式

 

保持智能变送器下限值的稳定,当设定好下限值(右箭头递增,左箭头递减)后,将另一个磁棒插入“SPAN”孔,见图3.28~3.29。

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图3.28  递增设置传感器量程下限

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图3.29  递减设置传感器量程下限

使两个磁棒保持3秒钟以上,设置成功,设备返回正常状态,见图3.30~3.31。

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图3.30  递增调整模式返回正常状态

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图3.31  递减调整模式返回正常状态

l  设置量程上限操作步骤

在本地调整模式下,当显示到量程上限信息(出现上箭头)时,取出孔“SPAN”处的磁棒并插入孔“ZERO”中,即进入量程上限设置状态,见图3.32~3.33。

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图3.32  进入量程上限递增调整模式

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图3.33  进入量程上限递减调整模式

 

此时要保持智能变送器上限值的稳定,当设定好上限值(右箭头递增,左箭头递减)后,将另一个磁棒插入“SPAN”孔,见图3.34~ 3.35。

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图3.34  递增设置量程上限

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图3.35  递减设置量程上限

使两个磁棒保持3秒钟以上,设置成功,设备返回正常状态,见图3.36~3.37。

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图3.36  递增调整模式返回正常状态

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图3.37  递减调整模式返回正常状态

l  恢复仪表数据到出厂值操作步骤

关闭仪表电源,将两个磁棒同时插入孔“ZERO”和孔“SPAN”,再次给仪表上电,当仪表的液晶屏显示由PT105变为正常的压力值显示后,拔出两个磁棒,这时仪表的所有数据被恢复到出厂值,见图3.38。

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图3.38  使用磁棒恢复仪表数据到出厂值

 

 

3.2 HART型智能变送器  内部按键现场调校

 调零键(Z)、调满键(S)、功能键(M

 


按键开锁

同时按下<Z><S>5秒钟以上,便可开锁(LCD屏幕显示:OPEN.


PV值清零

将变送器直接置于大气压上,按键开锁后,再同时按下<Z><S>2秒钟以上,便可将当前PV值设置为0LCD屏幕显示:PV=0.

注意:如果当前PV值与0值的偏差超出50%FS以上,PV值清零无效。(LCD屏幕显示:PVER


4mA点有源迁移

按键调零:对变送器施加零点压力 ,按下<Z>2秒钟,变送器输出4.000mA电流,完成调零操作(LCD屏幕显示:LSET


20mA点有源迁移

按键调满:对变送器施加满点压力 ,按下<S>2秒钟,变送器输出20.000mA电流,完成调满操作(LCD屏幕显示:HSET


变送器数据恢复

先按住Z键,再接通变送器电源,继续按住Z键5秒钟以上,如果LCD屏幕显示OK,则说明已将变送器数据恢复到出厂时状态,松开按键便可。若LCD显示FAIL,则说明未对变送器进行过数据备份,无法将变送器数据恢复到出厂状态。

 

 

以上功能,使用调零键(Z)、调满键(S)即可实现。

两按键变送器主板按键操作说明同上。

不带表头显示也可实现调整。

以下功能,需三按键同时使用,无需按键开锁。

 


 4.1 拓扑连接

HART型智能变送器的连接方式可以分为点对点连接和多点连接两种。

l  点对点连接方式(如图4.1所示)

 

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图4.1  HART点对点接线方式

 

特点:

1)   可通过普通AI输入模块、HART通讯设备接入到上一级控制系统中;

2)   模拟和数字通讯方式混用;

3)   设备地址为0。

 

l  多点连接方式 (如图4.2所示)

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图4.2  HART多点接线方式

特点:

1)   通过HART通讯设备接入到上一级控制系统中;

2)   仅使用HART系统的数字功能,线路上电流固定为4mA;

3)   在短地址格式下超多支持15个设备组网。

4.2 功能配置

智能变送器可以使用HART组态软件进行调试,主要包括以下三种功能:

1)   基本信息配置:配置在线设备的基本信息,包括标签、地址、日期、装配号信息等;

2)   组态信息配置:配置在线设备的组态信息,包括主变量量程、阻尼等信息;

3)   电流校准:能够校准4~20mA电流,目前采用两点校准,即4mA和20mA,同时用户可以设置固定电流输出模式,以测试电流精度。

l  配置环境

1)   带有串口的PC机,操作系统为Windows 2000或Windows XP;

2)   HART Modem及串口线;

3)   匹配电阻250Ω~550Ω;

4)   标准压力源。

l  基本信息配置

通过基本信息对话框可以读取或修改智能变送器的基本信息,包括设备地址、消息、描述、标签、日期、装配号、报警、写保护、制造商ID、制造商、设备类型、设备ID、长地址及版本信息,如图4.3所示。

信息修改后可以按“应用”按钮下载到设备中去,若发送不成功,设备信息将恢复到修改以前的内容。若放弃修改,可选择“退出”按钮,退出基本信息操作。

1)   标签超大长度为8个规定字符;

2)   描述超多可输入16个规定字符;

3)   消息超多可输入32个字符;

4)   地址的选择范围是0~15;

5)   装配号超大长度为6个规定字符。

图4.3  基本信息对话框

l  组态信息配置

通过组态信息对话框可以读取或修改智能变送器组态信息,包括设备的主变量和第二变量(这里指压力和温度)值和单位、电流值、百分比、主变量输出信息(阻尼值、单位、量程上限、量程下限、输出传递函数)、传感器信息(序列号、上限、下限、超小量程、单位)等,如图4.4所示。

1)   主变量单位配置:主变量单位的改变直接影响到与单位有关联的变量,如量程上下限、传感器上下限和超小量程等。修改单位时,不能同时修改主变量量程上下限值。

2)   阻尼值配置:阻尼参数范围0~15秒。

3)   校量程下限:以当前测量的主变量值作为量程下限,量程范围不变(量程上限随之调整);若量程上限的调整超过传感器量程上限,则设定传感器量程上限为调整后量程上限,量程范围随之改变。

4)   校量程上限:以当前测量的主变量值作为量程上限,量程下限不变,量程范围随之改变;若调整后的量程上限超过传感器量程上限,则设定传感器量程上限为调整后的量程上限。

5)   校主变量零点:修正由于安装位置影响引起的主变量零点的偏移。

图4.4  组态信息对话框

6)   量程校准:量程迁移后,校准量程上限值和量程下限值。校准过程如下:

  变送器加标准的量程下限值压力,待压力稳定后,选择校准点“量程下限”,如图4.5所示,点击“获取当前值”,在“修正值”中将显示校准数据,点击“下载”,这时实际压力值为量程下限压力值,电流输出为4mA。

图4.5  量程校准-校准量程下限

  变送器加标准的量程上限值压力,待压力稳定后,选择校准点“量程上限”,如图4.6所示,点击“获取当前值”,在“修正值”中显示校准数据,点击“下载”,这时实际压力输出为量程上限压力值,电流输出为20mA;

图4.6  量程校准-校准量程上限

l  电流校准及固定电流输出

用户可以对智能变送器模拟输出电流4mA、20mA进行校准及输出固定电流。校准电流和固定电流输出时,智能变送器的轮询地址只能为0,其他轮询地址会提示错误信息“在多点模式”。另外,还需在智能变送器输出回路串入五位半以上精度电流表。

4mA和20mA电流校准:在图4.7中,选择需要校准的电流值,待输出电流值稳定后,将电流表的读数输入到“调整值”框中,点击“应用”,观察此时输出电流是否符合要求,如果不符合按照上面步骤继续进行调整。

固定电流输出:在图4.7中,在“固定电流值”中输入智能变送器将要固定输出的电流值,单击“进入/退出固定电流模式”,进入固定电流输出模式。此时按钮显示“退出固定电流模式”,要想退出固定电流模式,再次单击按钮即可。

 

图4.7  校准电流对话框

l  饱和固定输出(厂家设定,不能配置)

HART型智能变送器在连续运行时,不断比较主变量值与量程上、下限值,当主变量值超出量程上、下限范围时,智能变送器输出固定电流,指示主变量超出量程范围。主变量高于上限值时,智能变送器输出固定20.8mA;低于下限值时,智能变送器输出固定3.9mA

4.3 跳线配置

HART智能压力变送器有2组硬件跳线,如图4.8所示。下端三点为故障报警电流设置跳线,上端三点为组态保护设置跳线。

l  故障报警跳线设置

HART型智能变送器具有自诊断功能。一旦检测出故障,智能变送器会自动输出报警电流。报警电流方式取决于位于通讯卡右侧的故障报警电流设置跳线,当跳线插在标有“Hi”侧两点时,则为高位报警(报警电流≥21.75mA);当跳线插在标有“Lo”侧两点时,则为低位报警(报警电流≤3.75mA);

l  组态保护跳线设置              

HART型智能变送器提供设备组态保护与否的跳线设置,即上述的组态保护设置跳线,如图4.8所示。当保护设置跳线插在右侧,标有“WRD”侧两点时,则为组态保护状态。此时HART型智能变送器不允许任何更改设备组态的操作。当保护设置跳线插在左侧两点时,则允许对设备组态的更改操作。

 

 

FF变送器支持多种网络拓扑接线方式,如图5.1所示。图5.2给出了FF仪表的总线连接,总线两端需接入终端匹配电阻保证信号质量。总线的长度超大为1900米,使用中继器可以延长到10公里。

           

带支线的总线

现场总线I/O

树型

接线盒

控制主站

点到点

菊花链

FF总线


 

图5.1  FF网络拓扑

 

主设备

FF总线

现场FF设备

终端器

终端器

FF总线

超长1900

现场总线

供电电源


图5.2  FF总线连接

5.2 功能块

    FF型智能压力变送器实现了FF标准的功能块,见下表。功能块的配置方法请查询FF协议相关文档。

功能块名称

描述

RES

资源块,用于描述现场设备的特征,如设备名、制造者、序列号。资源块没有输入或输出参数。一个设备通常只有一个资源块

TRD

变换块,读取传感器硬件数据,或将现场数据写入到相应硬件中。变换块包含有量程、传感器类型、线性化、I/O数据等信息

DSP

显示块,用于配置液晶显示屏上的显示信息

PID

PID功能块,执行PID控制功能,同时还具有设定点调整、过程参数(PV)滤波及报警、输出跟踪等功能

AI

模拟输入功能块,用于获取转换块输入数据,并可以传送到其它功能块,具有量程转换、平方根及去掉尾数等功能

LLAG

超前滞后功能块,用于前馈控制

RA

比例功能块-实现两个输入量的比例控制

5.3 功能配置

智能变送器支持FF组态软件,NI公司的NI-FBUS Configurator,Rosemont公司的DeltaV等通用FF组态软件进行组态调试。下面主要以江苏川远仪器仪表有限公司的FF组态软件为例,介绍智能变送器的配置方法。

l  配置环境

1)   PC机,操作系统为Windows 2000或Windows XP;

2)   FF网关设备,H1总线电源,H1终端匹配器;

3)   FF组态软件;

4)   标准压力源。

l  主变量零点配置

变送器加实际工作零点压力值,通过变换块的校准参数ENABLE_LIN_CURVE设置为“Sensor Zero Trim”(如图5.3),完成传感器零点校准工作,这时读取变换块的PRIMARY_VALUE值为零。

 


图5.3  ENABLE_LIN_CURVE的配置

l  量程下限配置

变送器加实际工作量程下限压力值,通过变换块的校准参数ENABLE_LIN_CURVE设置为“Zero Trim”,完成变送器量程下限校准工作,把当前传感器输出值设为主变量的量程下限,读取AI功能块XD_SCALE参数值与当前输出值一致。

l  量程上限配置

变送器加实际工作量程上限压力值,通过变换块的校准参数ENABLE_LIN_CURVE设置为“Span Trim”,完成变送器满量程校准工作,把当前传感器输出值设为主变量的量程上限,读取AI功能块XD_SCALE参数值与当前输出值一致。

l  二次线性化校准

通过变换块的校准参数LIN_CURVE_X和LIN_CURVE_Y,用户可以自行完成仪表的二次线性化校准工作。校正步骤如下:

1)   智能变送器提供6个校正点输入,即变换块的参数LIN_CURVE_Y数组,用户可以依次将要校准的压力值写入数组并选择好单位。例如,在进行三点插值校准时,用户选择10KPa,20 KPa,30 KPa作为校准点,将这三个值依次写在LIN_CURVE_Y数组里,如图5.4所示。

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图5.4  LIN_CURVE_Y的配置

2)   通过压力源输入标准压力,并在组态软件上打开相应的变换块,分别读取参数PRIMARY_VALUE的值,将该值写入LIN_CURVE_X数组。例如将读到的10.2,20.5,30.4分别写在LIN_CURVE_X数组里,如图5.5所示。到此校准工作结束。

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图5.5  参数LIN_CURVE_X的配置

3)   用户将变换块的参数ENABLE_LIN_CURVE设置为“Enable Curve”,使智能变送器校准后正常工作。

l  液晶显示配置

在默认的情况下,智能变送器显示屏显示第1通道变换块的PRIMARY_VALUE参数值,如图5.6所示。如果用户需要显示其他功能块参数信息,可按如下方法配置(X代表1、2、3、4,总共有四组参数,每一组可以作不同配置。智能变送器可以循环显示四组不同参数信息)。如参数配置有误,智能变送器显示屏只会显示CONFIG_ERR。在正确配置以前先将显示块的模态写成OOS,待配置好参数以后再写成AUTO。这样配置才能生效。

1)   BLOCK_TAG_X:该参数定义了所需显示的功能块名称。例如,用户要显示PT- AI1的某个参数,首先要配置BLOCK_TAG_X,定义该参数值为PT-AI1,注意:BLOCK_TAG_X参数要求输入的字符必须是32字节,不足32字节,需要用空格补齐,否则无法正确显示。例如,上面要输入的PT-AI1,在组态软件中要写入“PT-AI1”。

2)   RELATIVE_INDEX_X:该参数定义了显示功能块的参数索引。例如,需要显示PT-AI1的输出值,定义该参数为8(PT-AI1功能块OUT参数索引是8)。关于功能块参数索引,用户可以参阅FF现场总线功能块的协议部分。

3)   SUB_INDEX_X:该参数定义了显示功能块的参数子索引(如果有的话)。例如,需要显示PT-AI1功能块中OUT参数的VALUE值,需要定义RELATIVE_INDEX_X为8,并且定义SUB_INDEX_X为2(OUT参数VALUE项的子索引是2)。

4)   MNEMONIC_X:该参数为显示参数名称,可由用户随意输入,字符个数不超过16。

5)   DECI_PNT_NUMB_X:该参数定义了显示数值精度。例如,需要显示小数点后3位,定义该值为3。

6)   ACTIVE_X :该参数的值为FALSE或TRUE,在其他的参数配置好后,将其写成TRUE,只有这样才能激活该组所配的参数,才能在智能变送器显示屏上显示该组相应的参数信息。

 

图5.6  显示块的参数配置

5.4 跳线配置

FF智能压力变送器有3个硬件跳线,如图6.7所示。

SIM跳线:仿真跳线,可以实现仿真功能。

WP跳线:写保护跳线,任何对FF型智能压力变送器的写入操作将被拒绝,这样可防止仪表的数据被随意更改。

RST跳线:复位跳线,恢复变送器数据为出厂状态。首先变送器断电,将跳线插入RST位置,变送器上电,变送器恢复到出厂状态。

图5.7  FF智能压力变送器硬件跳线


l  变送器拓扑接线

一个PROFIBUS PA网络拓扑可以有各种不同的结构,如图7.1所示。图7.2给出了PA仪表的总线连接,总线两端需要接入终端电阻保证总线信号的质量。总线超大长度为1900米,使用中继器可以延长到10公里。

 

PROFIBUS DP总线

带支线的总线

链接器/耦合器

树型

接线盒

PLC主站

点到点

菊花链

PROFIBUS PA总线


图6.1  PROFIBUS PA网络拓扑

 

 

 

耦合器/链接器

PA总线

现场PA设备

终端器

终端器

PA总线

超长1900

现场总线

供电电源


图6.2  PROFIBUS PA总线连接

6.2 功能块

PA型智能变送器实现了PA标准的功能块,见下表。功能块的配置方法请查询PROFIBUS PA行规。

 

功能块名称

功能块描述

Physical Block

物理功能块(PB)。描述了设备特有的硬件信息和识别、诊断信息,包括设备位号,软件版本、硬件版本、安装日期等

Transducer Block

变换块(TB)。将功能块同仪表的输入输出特性分离出来,它主要完成对输入输出数据的校准与线性化等功能,并将处理后的数据通过内部通道提供给AI功能块使用

Analog Input Block

模拟量输入功能块(AI)。通过内部通道从变换块获得模拟过程值,对其进行处理,并将适当的测量值通过总线通信提供给主站设备使用

6.3 功能配置

PA型智能变送器的量程设定、零点设定、总线地址及数据恢复等功能配置参见3.2节“PA型智能变送器现场调校”。

PA型智能变送器的参数组态配置遵循PROFIUBS PA 行规3.01版本。可以使用西门子的设备管理软件Simatic PDM对变送器的功能块参数进行读写,也可以使用西门子的Step7组态软件对变送器进行组态。

l  配置环境

1)   PC机,操作系统为Windows 2000或Windows XP;

2)   西门子Step7组态软件,西门子PDM设备管理软件;

3)   DP/PA耦合器或者链接器;

4)   1类主站如PLC,2类主站如CP5611卡;

5)   PA终端匹配器;

6)   标准压力源。

l  压力变换块参数配置

变换块将功能块和传感器、执行器等物理专有的I/O设备相分离,它依赖于设备厂商的实现来访问或者控制I/O设备。通过对I/O设备的访问,变换块可以获取输入数据或者设定输出数据。通常,变换块具有线性化、特征化、温度补偿、控制和交换数据等功能。变换块的结构如图6.3所示。

图6.3  变换块结构

变换块的参数如下表所示:

参数

功能描述

CAL_MIN_SPAN

校准时允许的超小步长。该超小步长保证校准过程顺利进行,使得校准的超高超低点距离不至于太近,单位由SENSOR_UNIT指定

CAL_POINT_HI

超高点校准值。校准超高点时,将超高点的压力信号传送给传感器,然后变送器将该值写入该参数作为校准的超高值。单位由SENSOR_UNIT指定

CAL_POINT_LO

超低点校准值。校准超低点时,将超低点的压力信号传送给传感器,然后变送器将该值写入该参数作为校准的超低值。单位由SENSOR_UNIT指定

FLOW_LIN_SQRT_POINT

流量计算系数

LIN_TYPE

线性化类型

LOW_FLOW_CUT_OFF

小信号切除值

MAX_SENSOR_VALUE

传感器压力超大值,单位由SENSOR_UNIT指定

MIN_SENSOR_VALUE

传感器压力超小值,单位由SENSOR_UNIT指定

MAX_TEMPERATURE

传感器温度超大值,单位是摄氏度

MIN_TEMPERATURE

传感器温度超小值,单位是摄氏度

PRIMARY_VALUE

变送器测量值和状态,供AI功能块使用。单位由PRIMARY_VALUE_UNIT指定

参数

功能描述

PRIMARY_VALUE_TYPE

变送器测量值类型。编码如下:

0:       Pressure

1:       Flow

2:       Level

3:       Volume

4-127:   Reserved

> 128:   Manufacturer specific

目前,只支持0,即压力值

PRIMARY_VALUE_UNIT

变送器测量值工程单位代码

PROCESS_ CONNECTION_MATERIAL

过程连接材料代码

PROCESS_ CONNECTION_TYPE

过程连接材料类型代码

SCALE_IN

传感器输入量程,单位由SECONDARY_VALUE_1_UNIT指定

SCALE_OUT

传感器输出量程,单位由PRIMARY_VALUE_UNIT指定

SECONDARY_VALUE_1

经过校正、单位换算后的压力值和状态,供AI功能块使用

SECONDARY_VALUE_1_UNIT

SECONDARY_VALUE_1工程单位

SECONDARY_VALUE_2

经过输入量程转换成百分比的值,供AI功能块使用

SECONDARY_VALUE_2_UNIT

SECONDARY_VALUE_2工程单位

SENSOR_DIAPHRAGM_ MATERIAL

传感器隔膜类型代码

SENSOR_FILL_FLUID

传感器填充液类型代码

参数

功能描述

SENSOR_HI_LIM

传感器物理上限值

SENSOR_LO_LIM

传感器物理下限值

SENSOR_MAX_STATIC_PRESSURE

传感器超大静压值

SENSOR_O_RING_ MATERIAL

传感器隔膜和过程连接之间的O型圈类型代码

SENSOR_SERIAL_ NUMBER

传感器的序列号

SENSOR_TYPE

传感器的类型

SENSOR_UNIT

传感器原始数据单位

SENSOR_VALUE

传感器原始数据值

TEMPERATURE

传感器温度值

TEMPERATURE_UNIT

传感器温度值单位,目前固定为摄氏度

TRIMMED_VALUE

经过校正处理后的压力值

l  PROFIBUS 循环数据通信配置

PROFIBUS DP的循环数据通信是指1类主站和从站以主从轮询的方式交换输入输出数据,通信方式是属于无连接的。在每一个循环周期内,1类主站主动发送数据交换请求,而从站被动响应主站的请求。循环数据通信主要应用于从站和PLC主站设备的组态,通过循环数据通信,主站PLC实时地获得从站的输入数据或者将输出数据输出给从站。

PA型智能变送器的循环数据通信配置和PROFIBUS DP从站基本相同,只是需要在PA总线和DP总线之间使用耦合器或者链接器。

PA型智能变送器循环数据来自于设备中AI功能块的输出参数,共5个字节,包括4个字节的压力值浮点数据和1个字节的状态数据。对于循环通信,变送器支持两种标识符,即短标识符0x94和长标识符0x42,0x84,0x08,0x05。可以使用西门子的Step7对PROFIBUS PA进行循环数据通信组态。

下面给出使用西门子Step7对PA变送器进行组态的例子。

打开SIMATIC Manager,按照提示选择PLC主站并创建新工程,见图6.4。

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图6.4  选择PLC主站,新建工程

双击Hardware打卡HW Config软件硬件组态。在Option菜单中选择Install GSD安装PA变送器的GSD文件,见图6.5。

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图6.5  安装GSD文件

GSD文件安装成功后,在HW Config软件右侧设备列表中的PROFIBUS-PA类别中会列出刚才安装的PA设备。用鼠标选择它并将其拖放到PROFIBS DP总线上,见图6.6。

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图6.6  将PA设备拖拽到PROFIBUS DP总线上

在PLC菜单中选择Download下载组态信息到PLC主站。这样就完成了PA仪表和主站的循环数据通信组态,见图6.7。

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图6.7  下载组态信息到PLC

l  PROFIBUS 非循环数据通信组态

PROFIBUS DP的非循环数据通信是指2类主站和从站之间进行的面向连接的数据通信。该数据通信是在不影响循环数据通信的情况下,在总线的非循环周期进行的。非循环数据主要是PA功能块的参数以及设备的识别和诊断信息等。非循环数据通信主要应用于对PA设备的管理、诊断、识别、调校和维护等方面。

可以通过西门子的设备管理软件SIMATIC PDM对PA仪表进行非循环数据通信组态。

下面给出使用SIMATIC PDM对PA型智能变送器进行非循环通信组态的例子。

打开SIMATIC PDM附带的LifeList软件,在Scan菜单下选择Start扫描DP总线,见图6.8。

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图6.8  启动LifeList

扫描总线后,DP总线上的从站设备会被列举出来,同时显示该设备的厂商ID号和一些诊断信息,见图6.9。

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图6.9  扫描DP总线列出PA设备

双击该PA设备,会启动SIMATIC PDM软件。通过该软件可以对PA设备进行参数读写和诊断。在弹出的对话框中选择PA仪表的类型,对于CY-DRP系列PA变送器可以选择标准压力变送器行规类型,即Profile 3 Pressure,见图6.10。

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图6.10 选择设备类型

选择好设备类型后,点击OK,这样非循环数据通信就配置完成了。通过PDM软件的上载和下载功能可以完成对PA仪表的参数读写,见图6.11。

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图6.11  使用PDM软件进行设备管理

6.4 跳线配置

PA智能压力变送器有3个硬件跳线,目前可以使用其中的2个,如图7.12所示,SIM跳线没有使用。

RST跳线:复位跳线,用于恢复仪表数据到出厂值,与3.2节中的使用磁棒恢复出厂值数据功能相同。操作过程如下:首先关闭仪表电源,然后将跳线插入RST位置,重新给仪表上电,这时液晶屏的显示如图6.13所示,表明已经恢复仪表数据到出厂值。

注意:在使用复位跳线恢复仪表出厂值后,请再次关闭仪表电源,拔出RST处的跳线,然后再正常使用仪表。否则,如果RST处一直有跳线,当下一次仪表重新启动时,会再次将所有数据恢复到出厂值,掉电之前的组态信息将丢失。

图6.12  PA型智能变送器硬件跳线

图6.13  PA型智能变送器恢复数据到出厂值

WP跳线:写保护跳线,实现硬件写保护功能。当跳线插入WP位置时,任何对PA型智能变送器的写入操作将被拒绝,这样可防止仪表的数据被随意更改。

l  简单维护

序号

现象

原因

排除方法

1

智能变送器输出电流为0

a.电源故障

b.导线断路

a.修理电源

b.检查导线

2

HART型智能变送器输出电流输出超限

传感器与电路板

连接故障

检查传感器与电路板的连接

3

HART型智能变送器电流固定为4mA,加压力电流输出无反应

a.仪表处于多点

模式

b.漏气

a.在单机模式下更改从机地址

b.检查气管连接

4

智能变送器无法通讯

a.连接故障

b.多点模式

a.检查回路连线

b.进行网络检查

l  日常维护:只限于清洁设备。

l  故障维修:发现故障,请返厂维修。

8.1 基本参数

测量对象

液体、气体、蒸汽

电源

9~32VDC(FF、PA仪表)

9~17.5VDC(FF、PA防爆型仪表)

11.9~42VDC(HART仪表)

11.9~30VDC(HART防爆型仪表)

输出

模拟:2线的4~20mA

数字:HART,FF,PA等信号

负载电阻

0~1500Ω(通常情况时)

250~550Ω(使用HART通讯时)

绝缘

在端子与外壳之间:500Vrms(707VDC)

显示

可选的6位数字及5位字母LCD液晶显示模块

温度范围

环境温度:    -40℃~85℃ (无显示)

-30℃~70℃ (有显示)

-3060(防爆型式 IC)

贮存温度:    -40℃~100℃(无显示)

-40℃~85℃ (有显示)

允许被测介质温度

-40℃~110℃(型号含有‘IC’)

-40℃~149℃ (硅油);

-40℃~204℃ (sylthlem800);

-18℃~204℃ (惰性液)

-40℃~104℃ 其余品种

湿度范围

5%~100%RH

启动时间

≤5

更新时间

0.2

阻尼调整

时间常数0~15秒

容积变化

小于0.16cm3

静压极限

SR

量程2:1000psi(6.89MPa)

SD

量程3~8:2000psi(13.8MPa)

SG

量程3~8:2000psi(13.8MPa)

量程9:4500psi(31.0MPa)

量程0:7500psi(51.7MPa)

SA

量程4:58psi(400kPa)

量程5:218psi(1500kPa)

量程6:435psi(3000kPa)

SH

量程4~7:4500psi(31.0MPa)

8.2 性能指标

精度

精度为所调量程的±0.075%。若所调量程<1/10超大量程,则精度为所调量程的±[0.025+0.005×(超大量程/所调量程)]%

温度影响

每28℃(50℉)变换时的影响

所调量程≥0.1超大量程:±[0.019% 超大量程 +0.125% 所调量程]

所调量程<0.1超大量程:±[0.025%超大量程+0.125%所调量程]

长期稳定性

12个月为超大量程的±0.1%

静压影响

超大量程的±0.25%/13.8MPa

安装位置影响

超大零点漂移为0.24kPa

电源影响

小于所校量程的0.005%/V

防爆性能

本质安全型 Ex ia IIC T4

防护等级

IP65

振动影响

任意轴向0~200Hz,误差为超大量程的±0.05%/g

电磁兼容

符合GB/T 18268-2000

8.3 物理特性

电气连接

1/2-14 NTP内螺纹

过程连接

1/4-18 NPT内螺纹

引压连接件

量程2~5时,中心距2.122 inch (53.9mm)

量程6时,中心距2.176 inch (55.3mm)

量程7时,中心距2.197 inch (55.8mm)

量程8时,中心距2.236 inch (56.8mm)

量程9时,中心距2.260 inch (57.4mm)

量程0时,中心距2.291 inch (58.2mm)

结构材料

隔离膜片及排气/排液阀:316不锈钢、哈氏合金C、蒙乃尔合金或钽;

法兰和接头:316不锈钢、哈氏合金C或蒙乃尔合金;

接触介质“O”形环:氟橡胶;

灌充液:硅油或氟油;

螺栓:碳钢镀锌;

(上述材料请在定货时选定。若有特殊要求请预先提出)

电子壳体:低铜铝合金;

涂层:聚脂环氧树脂。

重量

有显示型:3.6kg

无显示型:3.3kg


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