原理 :
1、功能与特性
TT302是一种将温度、温差、毫伏等工业过程参数转变为现场总线数字信号的变送器,它还具有控制功能,起到了基地式(现场)仪表的作用。
TT302测量温度配用RTD(热电阻)或热电偶,但也可配用其他具有电阻或毫伏输出的传感器,诸如高温计、负荷传感器、电阻或位置指示器等。TT302采用数字技术后能实现下列性能:单一的型号能接受多种传感器、宽量程范围、单值或差值测量;在现场和控制室之间接口容易,可大大减少安装和维护费用,能接受二路输入,也就是说有两个测量点,准确度为0.02%。
TT302温度变送器内装AI(模拟输入)、PID(比例加积分加微分控制)、ISS(输入选择)、CHAR(线性化)和ARTH(计算)等5种功能模块。它们具有可由用户组态的基本功能,各种功能模块都有输入、输出,并装有参数和一个算法。各功能模块用一个标识符来表示,功能模块的输入、输出等能用其他仪表从总线上读出,它们之间也能互相连接,其他仪表也能写入模块的输入。TT302与其他现场总线仪表互连构成现场总线控制系统。用户可通过功能模块的连接建立适合控制应用所需的控制策略。
2、硬件构成原理
由TT302输入板、主电路板和显示板组成。TT302接受来自热电偶(TC)、mV发生器、热电阻(ohm)传感器的信号,这些输入信号必须在规定范围内。电压规定范围为50~500mV,电阻的规定范围为0~200W。量程可以组态。
①输入板
MUX为多路转换器,它的作用是确保传感器端子到信号调理板接收的电压信号是正确的端子间电压。
信号调理板的功能是给输入信号乘上一个正确的增益以适合A/D(模/数)转换器的信号接收范围。
电源隔离和信号隔离的作用是防止输入信号与地形成地环电流而引入干扰。来自主电路板CPU的控制信号和来自A/D转换器的信号通过光电耦合器传输,从而实现了信号电的隔离。同样,输入板上的电源也必须是隔离的,电源隔离是采用把直流转换为一高频交流,并使用变压器分隔电的联系来实现的。
②主电路板
中央处理器CPU是TT302的核心部件,它控制着整个仪表各个部件的协调工作、线性化和通信。系统程序存贮于CPU外部的只读存贮器PROM,运算数据暂存贮于RAM,如果电源开关断开,RAM中的数据就会丢失。然而,CPU内还有一个非易失性存贮器EEPROM,当电源开关断开时,这里的数据仍保留。因此,一些重要的标定、组态和辨识等应用程序都存贮在这里。主电路板上的EEPROM存贮器用来存贮组态参数(指功能模块的参数)。
CPU与信号整形之间是通信控制器,此控制器用来监视现场总线上的占空系数(或情况),调制和解调通信信号,引入和删除数字信号中开始和结束的定界符。
本机调整为两个干簧管(也称磁性开关)[1]。在本机调整时,不用打开仪表的端盖,即在仪表的电路全部被密封的情况下,利用磁棒的置入与置出就可触发TT302内的磁开关,进行仪表的组态和调整,从而使现场仪表内的电子元件不与现场的恶劣环境直接接触,大大延长了电子元件的使用寿命,也使仪表适应恶劣环境的性能得到提高。
TT302是由现场总线供电的,供电电压为9~32VDC。在供电的同时,仪表的输入-输出的数字信号也由现场总线传输,与二线制模拟变送器相近,但现场总线中的数字信号是双向的,而且传输的是多个信号。信号规程符合IEC-1158-2,本安,隔爆。
③显示板
显示板是一个从CPU接收数据的微功耗液晶显示器,它为四位半数字值和五位字母的LCD(液晶显示器)。
差压变送器采用全硬封充油隔离技术,独特的双芯体设计,单项静压保护可靠,极大的增强了反向过载等级。智能补偿技术,长期性能稳定;
因此可完美地在广泛的精密测量中应用,包括气体液体的流动,差压变送器与一般的压力变送器不同的是它们均有2个压力接口,差压变送器一般分为正压端和负压端;
一般情况下,差压变送器正压端的压力应大于负压段压力才能测量。
差压变送器安装要求:
1.差压变送器在工艺管道上的安装位置与被测介质有关,为了获得较好的安装效果,应注意考虑下面情况:
防止变送器与腐蚀性或过热的被测介质直接接触;
防止渣滓在引压管内沉积,堵塞;
正负压两侧引压管的长度应尽量相同;
正负压两侧引压管内的液柱压头应保持平衡;
引压管安装在温度梯度和温度波动最小的地方。
2.测量液体流量时,差压变送器应安装在被测管道的旁边或下面,以便气泡排入管道中;
3.测量气体流量时,差压变送器应安装在被测管道的旁边或上面,以便积聚的液体容易流入管道中;
4.测量蒸汽流量时,差压变送器应安装在被测管道的下面,以便冷凝水能充满在引压管中。
应特别注意,测量蒸汽或其它高温介质时,要防止差压变送器接触介质的温度超过变送器使用的极限温度。
差压变送器的注意问题:
(1)设计和安装时应考虑油罐底部的取压开孔尽可能放低,以消除温度变化而造成的误差,必要时引入温度补偿。
(2)在油罐的罐体水平截面不等的情况下(如上小下大),要考虑补偿措施。如二次表选用WP-H80系列液位-容量控制仪。
(3)为达到一定精度,如油罐顶部装有呼吸阀时,必须采用差压变送器而不能采用压力变送器。对敞口油罐或精度要求不高时,可直接采用压力变送器以方便安装。
(4)二次表尽量采用智能表,可方便改变量程,实现温度补偿等。
差压变送器是针对气体或液体的压强单位是帕斯卡;压力变送器一般也是指气体液体压强,不过还有针对压力的也叫称重传感器。差压变送器测量的是两个(容器内)气体或液体的压强差值是一个相对量。
智能差压变送器被测介质的两种压力通入高、低两压力室,作用在元件即敏感元件的两侧隔离膜片上,通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。
智能差压变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。当两侧压力不一致时,致使测量膜片产生位
智能差压变送器被测介质的两种压力通入高、低两压力室,作用在δ元件即敏感元件的两侧隔离膜片上,通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。
智能差压变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。
当两侧压力不一致时,致使测量膜片产生位移,其位移量和压力差成正比,故两侧电容量就不等,通过振荡和解调环节,转换成与压力成正比的信号。
绝对压力变送器的工作原理和压力变送器相同,所不同的是低压室压力是大气压或真空。
A/D转换器将解调器的电流转换成数字信号,其值被微处理器用来判定输入压力值。微处理器控制变送器的工作。
另外,它进行传感器线性化。重置测量范围。工程单位换算、阻尼、开方,传感器微调等运算,以及诊断和数字通信。
本微处理器中有16字节程序的RAM,并有三个16位计数器,其中之一执行A/D转换。
D/A转换器把微处理器来的并经校正过的数字信号微调数据,这些数据可用变送器软件修改。数据贮存在EEPROM内,即使断电也保存完整。