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數(shù)字稱(chēng)重傳感器在過(guò)程控制中的應(yīng)用
閱讀：2713 發(fā)布時(shí)間：2008-7-21
數(shù)字稱(chēng)重傳感器在過(guò)程控制中的應(yīng)用
在工業(yè)過(guò)程控制中,由于生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)設(shè)備的可靠性有著較高的要求,采用了很多冗余技術(shù)來(lái) 保證測(cè)量和控制的可靠.除了DCS系統(tǒng)的冗余外,，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的傳感器也提出了冗余的要求,，DCS系統(tǒng)希望 能及時(shí)了解各個(gè)傳感器工作狀態(tài)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障,。這樣,，傳統(tǒng)的稱(chēng)重方式由于多個(gè)模擬傳感器的 信號(hào)經(jīng)過(guò)接線盒并接后成為一路信號(hào)，每個(gè)傳感器的信號(hào)就不再是可獨(dú)立辨別的,，儀表無(wú)法在線發(fā) 現(xiàn)問(wèn)題,，進(jìn)行故障定位，就很難滿足連續(xù)生產(chǎn)中高可靠性的要求,。
梅特勒-托利多的數(shù)字稱(chēng)重傳感器內(nèi)部有微處理器,，可以對(duì)自身進(jìn)行診斷，每個(gè)都有自己的地址
,，儀表能夠在線監(jiān)測(cè)各個(gè)傳感器輸出并進(jìn)行智能處理,，不但大大提高了稱(chēng)重系統(tǒng)的可靠性，而且可 以輕松解決一些模擬傳感器很難實(shí)現(xiàn)的如大皮重小秤量,、偏載檢測(cè)等要求,。再加上自己*的高精 度高速A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)、全面的傳感器數(shù)字補(bǔ)償技術(shù)以及遠(yuǎn)程高速防爆通信能力,，使得性能超越了模擬 傳感器的極限,，達(dá)到了OIML C6的精度，通過(guò)了多項(xiàng)認(rèn)證,，是真正的數(shù)字稱(chēng)重傳感器,。十多年來(lái)
，梅特勒-托利多的數(shù)字稱(chēng)重傳感器在各地廣泛應(yīng)用達(dá)到50萬(wàn)只以上,。 與模擬傳感器相比,，數(shù)字稱(chēng)重傳感器的如下特點(diǎn)更好地滿足了過(guò)程控制的要求：
, 模擬傳感器由儀表供電,，其電橋的激勵(lì)電壓就等于外界儀表的供電。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),，儀表與傳感器之 間易受強(qiáng)電干擾和浪涌影響,，會(huì)造成數(shù)據(jù)不穩(wěn)，甚至瞬時(shí)燒毀傳感器,。 數(shù)字傳感器采用全密封不銹鋼激光焊接技術(shù),，內(nèi)充氦氣保護(hù)內(nèi)部電路可靠工作，防護(hù)等級(jí)達(dá)到 IP68,。增加了各種保護(hù)電路和防雷擊設(shè)計(jì),，對(duì)儀表提供的電源*行處理，穩(wěn)壓后再用于電橋的激 勵(lì),，就消除了來(lái)自電源和雷電的浪涌干擾,，使得傳感器輸出穩(wěn)定的信號(hào)，保證了傳感器的正常工作
,。
數(shù)字稱(chēng)重系統(tǒng)能保障生產(chǎn)的連續(xù)性,，實(shí)現(xiàn)不間斷工作，儀表不但時(shí)刻監(jiān)測(cè)著各個(gè)數(shù)字傳感器的工作 狀況,，而且在發(fā)現(xiàn)某個(gè)傳感器故障時(shí),，儀表可以自動(dòng)啟動(dòng)不間斷工作方式，仍然能保障一定時(shí)間一 定精度下的稱(chēng)重,，不至于造成生產(chǎn)停機(jī),。同時(shí)儀表會(huì)發(fā)出信號(hào)給用戶，定位故障傳感器要求更換,。 模擬傳感器系統(tǒng)一旦傳感器有故障就無(wú)法稱(chēng)重,，從而造成停工停產(chǎn)的重大事件,。
在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)定是一件很麻煩的事情,，許多料罐系統(tǒng)很難加重量或無(wú)法掛砝碼進(jìn)行標(biāo)定，使用 數(shù)字傳感器就可以進(jìn)行免標(biāo)定,。這是因?yàn)閿?shù)字傳感器在生產(chǎn)中,，已用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力機(jī)對(duì)傳感器輸出進(jìn)行 了標(biāo)定，其輸出的數(shù)字量與標(biāo)準(zhǔn)力值是一一對(duì)應(yīng)的,，儀表讀取到的就是數(shù)字傳感器實(shí)際測(cè)量到的重 量值,，中間沒(méi)有任何損耗，因此可以實(shí)現(xiàn)免標(biāo)定,。 而模擬傳感器和稱(chēng)重儀表是分別生產(chǎn)分別標(biāo)定的,，在組成模擬稱(chēng)重系統(tǒng)時(shí)連線的各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)有信 號(hào)的損耗，儀表zui后測(cè)量的信號(hào)并不*等于傳感器的輸出信號(hào),，因此在應(yīng)用時(shí)必須進(jìn)行系統(tǒng)的現(xiàn) 場(chǎng)標(biāo)定,。
模擬式傳感器的mV級(jí)信號(hào)太小,，易受射頻干擾和電磁干擾。而且在傳輸中由于電纜電阻的影響會(huì)有 所損失,所以信號(hào)傳輸距離較短,。模擬式稱(chēng)重作弊極其容易,，很難控制。 數(shù)字傳感器輸出數(shù)字信號(hào),，不但電平要高出模擬式百倍,，不易受到干擾，而且是按照Bifbus現(xiàn)場(chǎng)總 線通信協(xié)議傳輸,，通信速度是普通RS485的十倍,，高速且具通信糾錯(cuò)能力，保證了數(shù)據(jù)快速可靠,。由 于協(xié)議的保密現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法作弊,。
一個(gè)模擬傳感器組成的秤體，由于信號(hào)的不可辨別,，校準(zhǔn)時(shí)需在每個(gè)傳感器上加砝碼并利用接線盒 中的電位器進(jìn)行角差調(diào)整,，由于各個(gè)傳感器間存在著相互作用，因而需反復(fù)多次調(diào)整,，耗時(shí)費(fèi)力,。 由數(shù)字傳感器組成的秤體，其角差的調(diào)整容易得多,。由于儀表可以讀取到四角每個(gè)傳感器的受力情 況,，因此只要在各角加一遍載荷，儀表即可計(jì)算出各點(diǎn)的角差系數(shù),，可自動(dòng)進(jìn)行秤的角差調(diào)整,，免 去了反復(fù)加載砝碼的麻煩，提高了效率,。一遍加載即可完成角差調(diào)整,，非常簡(jiǎn)便快捷。
模擬傳感器在生產(chǎn)時(shí)是連電纜線一起進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)?，這樣才能消除電纜線電阻的溫度影響,。如果
模擬傳感器電纜線損壞后隨意連接，就會(huì)造成測(cè)量誤差,。所以在距離較長(zhǎng)時(shí),，傳感器都需要專(zhuān)門(mén)定 制。在更換傳感器時(shí)需重新穿線,，在實(shí)際使用時(shí)很不方便,。 數(shù)字傳感器使用軍標(biāo)的航空插頭，不但保證了IP68的防護(hù)等級(jí),，使得傳感器與電纜線成為兩個(gè)獨(dú)立 的器件,，更換傳感器或電纜更方便,，不用穿電纜線。由于傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào),，電纜線的長(zhǎng)度可根據(jù) 需要改變,，不會(huì)影響測(cè)量精度。數(shù)字傳感器更換時(shí)只需將相關(guān)參數(shù)輸入新傳感器,，無(wú)需進(jìn)行系統(tǒng)的 重新標(biāo)定,。
從系統(tǒng)成本的角度來(lái)看，雖然數(shù)字傳感器增加了電路板,，但由于數(shù)字傳感器在應(yīng)用中減少了調(diào)試及 應(yīng)用成本（如調(diào)試角差方便）,，能夠進(jìn)行免標(biāo)定，更換傳感器不需重新標(biāo)定等,，而且數(shù)字傳感器的 自診斷,、不間斷工作等功能提高了系統(tǒng)可靠性，降低了停機(jī)時(shí)間,。因此,，系統(tǒng)總體成本是比模擬傳 感器系統(tǒng)要降低的。