ABB 实现压力仪表“可靠性的”方法——364DS系列压力变送器

当今的传感器装置当然是高科技产品，但近年来传感器技术的创新速度却令人沮丧地缓慢。这是因为，大多数用户宁可坚持使用久经考验的技术，而不愿采用不稳定的新型仪表并危及流程。如果仪表出现问题，一天的生产损失（即使在一家中型工厂中）也能轻易地超过整个仪表系统的成本。因此，可靠性是仪器仪表用户的头等大事，然后才是精度和成本。在确定新型ABB压力变送器系列的规格时，ABB决定根据这些轻重次序，提供可靠的技术和常识性的解决方案。其成果便是364DS压力变送器。

在过去几年中，人们愈发关注产品规格中的“基础”精度。精度已被显著改善（从90年代末的0.1％到目前的0.025％），但这对客户价值意味着什么呢？出于降低成本的需要，一些著名的制造商建议不采用冗余设计，声称它是问题的来源，而不是一项安全功能。这就像建议采用单引擎飞机，而非双引擎飞机：两种飞机都能飞得很好，但第二种较不受欢迎，因为它有两台（而不是仅仅一台）容易出事的引擎。 尽管客户需求千变万化，有些功能特点能够使所有人受益。ABB一直致力于这些方面，使其新型压力变送器364DS系列成为可靠、坚固、紧凑而简单（见上图）的产品。 可靠–零件更少，更不容易发生故障由ABB公司研发部对现有ABB装置及竞争对手装置的零件功能详细分析表明，每种装置都包含120个以上的零件、15个子组合件和50种操作。分析认为最小零件数目为24，表明有很大的空间，可以进行简化和改善可靠性。新型传感器的设计理念围绕ABB及其竞争对手在过去3年中向客户提供的、最受欢迎的装置。装置的零件数目及材料种类被降到最低。外壳与法兰得到简化，尺寸缩小。材料规格被提高（如用不锈钢作为标准仪器外壳，而哈氏合金C用作密封膜片）。 最为重要的是，通过取消垫圈、并引入一种新颖的“全焊接”体（ABB已为此技术申请专利），消除了所有可能的泄漏源。新型压力变送器的制造过程采用了最为先进的工艺，例如激光焊接、大功率CO2源、高真空技术、以及高品质材料处理。 坚固–全不锈钢外壳 在压力变送器上采用全不锈钢外壳是一种诱人的、但通常比较昂贵的选项。铝制外壳常常用来削减成本，但如果有价格类似的其他解决方案，很少有人会选择这一材料。借助ABB的新设计，全不锈钢外壳的成本得以降低，其价格可以普遍接受。新型外壳 的设计和组装方式使其能够在所需防爆应力的4倍以上条件下运行。测试表明，它可以承受约100巴（100 kg/cm2）的内部压力，而机械结构不致显著变形。外壳还可保护传感器不受振动和物理冲击的影响。外壳的安全 规格更高，限制了所需生产测试的次数，从而降低成本。 紧凑 – 内部宽大，外形节省空间 缩小传感器相当容易，但减小尺 寸却常常造成可及性下降。ABB的一些竞争对手正在生产 非常小的单元，某些仪器被缩小 到了一半，但没有一种比得上364DS系列的可及性。后者小于 其竞争产品，但同时可及性更好。这是由于“全焊接”体包含 了电子器件的外壳以及一个易于使用的大型接线板 1 。

364DS 压力变送器，分解图

简单 – 364DS系列采用了简单的四按钮式菜单系统 任何新型电子装置的主要问题之一便是设置，这通常涉及复杂的程序和含混不清的说明书。364DS的HMI（人机界面）以四个按钮为中心，便于用户通过一目了然的菜单（与目前手机上采用的类似）方便地浏览。“方便设置”功能允许用户在变送器调试期间进行操作。HMI还提供关于操作语言的选择（将于2006年12月起提供中文版）。 设计实现最大的人身安全 在364DS变送器的设计及开发过程中，安全性始终头等重要。在经过1百万次过量程压力循环后，量程较低的仪器可以承受超过1500巴（150 MPa或21，750si）的压力。在Politecnico diMilano进行的裂缝及应力侵蚀效果测试中，密封膜片的性能得到了验证。装置采用了由国家腐蚀工程师协会（NACE）批准的材料，来保证最大的抗腐蚀性。装置符合几种危险区域认证要求，这可由最终用户选择（如FM，CSA与ATEX），并具有EC61508安全集成等级2。仪器标配包括一个4kV1.2/20微秒电涌保护器，以及一个能够提供0V/m电磁场抗扰度的高性能滤波器。 其他主要特点 仪器外壳具有抗侵入保护等级P67（NEMA 4X），但仪器本身可以在拆除外壳、湿度为100％的情况下工作。屏幕（2英寸表头），是所有新型ABB仪器仪表产品的标配，即使在最极端的温度（– 20�C至60�C）下也便于读数。364DS是一种典型的“现货”产品。它可以在定购后立即发货，尽管以不锈钢制成，它的重量却远远小于采用铝制外壳的竞争产品。装置还配有可更换、可升级的电子器件、自动修复数据库、远程指示器选项、流量累加器、可编程的报警饱和限制、高级内部诊断以及平方根取舍功能。 性能提高 现场测量装置的实际性能往往低于制造商声称的数字（“基础”精度）3-5倍。这是由于衰减、安装、静态压力、温度、振动、电磁相容性等因素的影响。这种性能下降是促使我们设计364系列的主要动力之一。通过满足对仪器的四项主要要求（即可靠、坚固、紧凑而简单），新型仪器的基础精度提高到了0.06％（量程上限，URL）。更为重要的是，温度的影响被限制在最大0.15％（范围–40�C至 85�C），而稳定性也得到改善，使变送器10年使用寿命内的误差保持在URL的0.15％以下。 结论 ABB的“可靠性”设计与开发方法加上它的实际经验产生了一系列新的变送器，这些产品可以帮助客户实现最大的投资回报，同时具有最高的安全性能。 Aurelio Fanoni Andrea Moroni ABB仪器仪表有限公司 意大利Lenno urelio.fanoni@it.abb.com ndrea.moroni@it.abb.com