所谓“智能”仪表在过程工业越来越受欢迎。现在出厂的大部分仪表都是智能仪表。新式智能仪表在校准与配置方面出现了不少新难题。但是,智能仪表到底有哪些?用哪些方法配置和校准智能仪表最好?
贝美克斯全面创新工具Beamex MC6——先进的现场通讯器和校验仪,帮助企业解决智能仪表配置与校准难题。
什么是“智能”变送器?
过程变送器是一种能感测诸如压力、温度等物理参量,将测量到的输入信号转换成按比例输出信号的装置。“智能”一词多为营销术语,并非技术定义。实际上,“智能”并没有标准的技术性定义。
通常,要称得上智能变送器,设备就要带一个微型处理器,要有一个数字通讯协议,用来读出变送器测量数值,支持变送器各种功能配置。带微型处理器的智能变送器要有内存,能进行必要的计算、诊断等。而且,从准确性和可靠性方面来看,新式智能变送器比老式常规变送器要好得多。
在任何情况下,对于需要配置和校准变送器的工程师来说,与常规变送器相比,智能变送器最大的不同在于数字通讯协议。工程师不再只是简单地测出输出模拟信号,而是要与变送器建立通讯,读取数字信号。这是个新难题——要如何读取数字输出信号呢?
想想,智能变送器反过来,也就是非智能变送器,仅可单纯模拟(甚至气动)输出信号。
智能变送器协议
适用所谓智能变送器的数字协议类型有很多。一些是特定生产商的专有协议,不过这些协议似乎在逐渐淡出市场,而开放式标准协议凭借其可互操作性能,越来越受欢迎。
大多数协议基于开放式标准。如今最常见的变送器协议是HART协议(可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议)。HART变送器包含常规的模拟mA信号,和叠加在模拟量信号上的数字信号。由于HART变送器仍具有模拟信号,因此能与常规安装兼容。
FF和Profibus等现场总线仅具有数字输出功能,无模拟信号。FF和Profibus现场总线在过程变送器市场占相当大份额。
本文将讨论多款“智能”变送器,包括HART、FF、Profibus-PA等多种通讯协议。
配置
智能变送器的一个重要功能是通过数字协议进行配置。智能变送器配置是指通过通讯协议,设置工程单位、传感器类型等变送器参量。因此,要完成相关配置,我们要借助一个配置设备(也就是我们常说的通讯器)来支持所选协议。
务必记住,尽管可以使用通讯器进行配置,但通讯器并不是参考标准,无法用于计量校准。用通讯器配置智能变送器参量时,由于通讯器本身就不是有效的计量校准标准(只能进行适当的微调或修正),所以无法保证其准确性。根据定义,真正的计量校准应具有可溯源的参考标准(校验仪)。
智能变送器校准
根据国际标准,校准是将被检定的设备与可溯源参考仪表(校验仪)作比较,将比较结果生成报告文档。虽然正式校准并不包括任何微调工作,但在校准作业过程中,通常需要进行适当的调节。如用文档化校验仪校准,校验仪还能自动记录校准结果。
校准常规模拟变送器时,你可以同时生成或测量变送器输入信号和输出信号,操作非常简单直观。不过要实现该功能,需要一个能同时处理输入和输出信号的双通道多功能校验仪,或者两个独立的单通道校验仪。
但如何校准输出信号为数字协议的智能变送器呢?显然,你仍然要用常规变送器相同的方法,生成或测量输入信号,也就是说,要使用校验仪。然而,要知道变送器输出信号是什么,还要一款能读取和翻译数字协议信号的设备或软件。由此可见,校准是一项非常艰难的任务,涉及许多设备仪表,许多人来完成各项作业。有时,很难找到一款合适的能读取数字输出信号的设备,尤其是具备这些功能的可移动设备。
Wired HART(相对于Wireless HART而言)是混合协议,将数字通讯叠加在常规的模拟4-20mA输出信号上。Wired HART变送器的4-20mA输出信号校准方法与传统变送器相同。但是,要进行任何配置或调节、或读取数字输出信号(如果有),则需要HART通讯器。
解决方案
Beamex MC6是一台高精度多功能过程校验仪和通讯器。有了Beamex MC6,可以同时生成、测量智能变送器输入信号,读取数字输出信号,并将校准结果自动存储到MC6内或上传至校准管理软件。
至于智能变送器配置,MC6支持HART, WirelessHART, FF H1和Profibus-PA等通讯协议。MC6还内置电源、匹配的通讯阻抗等必要电子元件。
Beamex MC6既可用作通讯器,支持相关配置;也可以用作校验仪,校准基于通讯协议的智能变送器。 MC6可根据变送器的设备描述文件,支持各类通讯协议指令,完全不需要任何其它通讯器。
市面上有许多其它“智能”过程校验仪,具备有限的通讯协议支持功能,通常仅支持一种协议(大多是HART),且功能有限。实际上,使用这种所谓的“智能”过程校验仪,还是需要另外携带通讯器。
Beamex MC6介绍
Beamex® MC6是一台先进的、高精准现场校验仪和通讯器,具备压力、温度、各种电信号校准能力。MC6也是一台支持多种总线通讯协议的通讯器,它支持HART, FF和Profibus-PA仪表。
实用性和操作便捷是MC6的主要特点。MC6拥有5.7存彩色触摸屏,多语言用户界面,坚固的IP65防护等级,防尘防水的机壳,设计符合人体工程学,轻巧的重量,这些使得MC6成为适合各种工业现场的理想测量设备,适用医药、能源、石油化工天然气、服务、食品饮料等行业。
MC6具有5个不同的操作模式,这意味着它非常便捷,易于使用,因此您可以携带更少的仪器去现场。操作模式有:测量仪Meter,校验仪Calibrator,文档化校验仪Documenting Calibrator,数据记录仪Data Logger,以及现场总线通讯器Fieldbus Communicator。MC6还可以和Beamex CMX校准管理软件通讯,彻底实现自动化无纸校准和文档管理。
总言之,MC6不仅仅是一台校验仪。
为何校准?
人们常常这样宣传,新式变送器非常智能,绝对精准;有时候销售员还会告诉你,新式变送器完全不用校准,因为是“智能”变送器。那你为什么要校准这些智能变送器呢?
首先,变送器输出协议无法改变校准这一根本需求。要初始校准和定期校准仪表设备的原因有很多,可以简单总结为以下几点:
- 即使是最好的仪表和传感元件,也会随着时间推移出现漂移,特别是用在要求十分严苛的过程工业环境中时。
- 质量体系、安全体系、环境体系、行业标准等法规要求。
- 经济原因:任何计量都与经济直接相关。
- 安全原因:与员工、顾客、患者安全相关。
- 为了生产出稳定的高质量产品,优化作业流程。
- 环境原因。