摘要:目前在很多工业现场应用的温度检测仪表信号都需要进入工业控制系统和其它检测信号一起对现场进行集中控制或操作,而现场的温度检测元件的信号传输有使用温度变送器和直接配线两种方法,本文就这两种方法进行具体讨论。
关键字:温度检测 温度变送器 直接配线
变送器和直接配线的对比
当进行温度测量的时候,有两种方法可以实现将测量信号引入监测室或者控制室。
第一种方法是利用传感器的输出线将现场安装的RTD或者热电偶产生的信号(欧姆或者mV信号)传送出来(参见图1)。另外一种方法是在测量点附近安装温度变送器。变送器将传感器信号放大后通过双绞线传送到控制室内。(参见图2)。
图1:传感器输出延长线输出现场安装的RTD或者热电偶的低位测量信号
图2:温度变送器放大主传感器信号,然后通过双绞线送往控制室一般而言,直接配线策略较为便宜并且容易实现,从成本考虑,有些人只将变送器应用于很重要的回路中。
现在,市场推出的基于微型处理器的现场安装型温度变送器具有高性能、价格合理等优势,其投资花费与直接配线策略的投资几乎相等。并且使用这样的智能仪表可以节省时 间、避免维护仪表所产生的令人头疼的问题。特别是当测量点距离控制室很远时,这种类 型的仪表的特点和优势更为突出。
为何选择温度变送器而不是使用直接配线策略:
1:减少配线费用
使用直接配线到控制系统的传感器需要远距离的配线。远距离配线时,不仅导线本身十分 容易破损,并且成本花费相对于普通的用于传送变送器4-20mA信号的屏蔽铜导线的花费的三倍以上。
有些用户不愿意在现有的情况下更换为使用变送器,因为他们错误地认为改用变送器地时 候还需要重新使用新的铜导线传送4-20mA信号。而事实不是这样的,温度变送器可以直接使用由传感器、RTD或者热电偶引出的导线将信号送到控制室而不需重新布 线。这就意味着没有额外的安装时间或者安装材料的花费(包括安放导线的导管费用)产 生,并且可以获得使用温度变送器的所有优势。
2:保护信号不受现场干扰的影响
目前在很多工业环境中,RFI(无线电射频干扰)以及EMI(电磁干扰)都会严重地影响过程信号。在消除RFI和EMI这些导致信号不稳定的干扰之前,我们需要考虑这些干扰源是什么,例如移动的或者静止的无线电通讯设备、电视机以及手操对讲机、无线电控 制的高空起重机、雷达、感应加热系统、静电、高速电源配电系统、高交流电流导线、大的螺线管和继电器、变压器、交流以及直流电机、焊接机器以及荧光灯等。
如果工厂内部有这样的一台或者多台设备都将会产生RFI/EMI问题。有时这种问题不足以引起人们的注意,但是有时也将会严重到导致系统停车。
使用直接配线的方案,RTD(欧姆)或者热电偶(mV)产生的信号都将受到RFI/EMI的 影响,并且传感器信号输出的导线都会成为RFI/EMI干扰的天线而把工厂“干扰”导入
导线中从而影响被传输的信号。相反的,一个设计合理的温度变送器先将传感器信号先转换为模拟信号(一般为4-20mA)然后再传送从而可以有效的改善这一影响。经过放大 以后的信号可以有效的抵抗RFI/EMI干扰并且可以在有干扰的环境中进行远距离传输而不会影响精度。在选择合适的变送器的时候,用户也要仔细检查其抗RFI/EMI性能。如 果没有特殊说明,那么说明这种变送器没有此功能特性,那么这类变送器不能应用于有噪 音有干扰的环境中。
3:阻止地回路
确认选择的变送器是带隔离的,我们的变送器的输入/输出/电源信号带隔离保护信号不受地回路的影响。对于使用不接地的热电偶时,也是很重要的,因为要以防他们的绝缘体破 损不起作用的情况。
4:减少硬件和存储成本
使用直接配线时,传感器类型和DCS以及PLC输入卡件要相匹配是十分必要的。传感器输入卡每点要比4-20mA输入卡的每点昂贵的多,当一个工厂中使用大量的不同类型的 传感器时,就需要购买大量的不同类型的卡件并准备相应的备件。这不仅仅是成本消耗的问题,不同类型的卡件也会给安装、维护以及调换带来很多不便。温度变送器内含有一个微处理器,使得用户可以对仪表进行相应的