【水泥人網(wǎng)】一．什么是過程變量變送器(PVT)?

為實(shí)現(xiàn)水泥工藝過程控制，自動(dòng)化控制系統(tǒng)中必須從現(xiàn)場(chǎng)采集工藝過程變量。過程變量主要集中于四大類，即“壓力、溫度、料位、流量”，所謂過程變量變送器是將傳感器感受的物理量的變化轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)確的、標(biāo)準(zhǔn)的模擬或數(shù)字信號(hào)，并向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)的過程傳感器和控制系統(tǒng)的連接。過程變量變送器在控制系統(tǒng)金字塔模型中處于最下層，卻是十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，一個(gè)典型的5000t/d的水泥生產(chǎn)線需檢測(cè)的過程變量約為500~600個(gè)，需報(bào)警的點(diǎn)約為1000個(gè)，據(jù)中聯(lián)水泥集團(tuán)下屬某一條2500t/d生產(chǎn)線的統(tǒng)計(jì)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要監(jiān)控的過程變量有495個(gè)，需報(bào)警的點(diǎn)約在720個(gè)，故一條2500t/d水泥生產(chǎn)線，需要的過程變量變送器就在500個(gè)左右?；谶^程變量變送器應(yīng)用面廣，數(shù)量多，又是工藝監(jiān)控必不可少的，各大水泥集團(tuán)十分重視過程變量變送器的選用。近二十多年來，傳感器和變送器技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，如靈敏度的提高、響應(yīng)時(shí)間的降低、遲滯性的降低、以及長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性和耐久性等，這些特性使得過程變送器變?yōu)楦_、更可靠、更穩(wěn)定、更安全。隨著新型干法水泥工藝不斷改進(jìn)以及電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)，過程變量變送器也經(jīng)歷了由模擬式、智能式、數(shù)字智能式三代產(chǎn)品，我國(guó)水泥生產(chǎn)線上安裝的過程變量變送器也有模擬式到智能式，并開始采用帶有 現(xiàn)場(chǎng)總線 FF或PROFIBUS-PA協(xié)議的變送器。我們先以壓力變送器為例，論述過程變量變送器的技術(shù)發(fā)展。?

二．壓力變送器的技術(shù)發(fā)展??

壓力、差壓變送器是過程變量變送器中最重要的一類，應(yīng)用范圍很廣，除了可用于壓力、差壓測(cè)量之外，還可用于流量、液位、比重等其他參數(shù)測(cè)量。一條5000t/d的水泥生產(chǎn)線，在工藝流程各關(guān)鍵部位必須設(shè)置壓力變送器，如在窯頭、窯尾、各級(jí)預(yù)熱器的頂部和底部、各次風(fēng)管和冷卻機(jī)各室等，以監(jiān)控工藝正常運(yùn)行，據(jù)統(tǒng)計(jì)一條新型干法水泥生產(chǎn)線共需設(shè)置壓力變送器約為80臺(tái)。?

壓力變送器按測(cè)量機(jī)理來分，最常用的有電容式、電感式、擴(kuò)散硅，振弦式等，近幾年來ABB，YOKOGAVA等公司又推出單晶硅諧振式和復(fù)合固態(tài)硅為測(cè)量機(jī)理的新型變送器，其各方面性能進(jìn)一步提高；按結(jié)構(gòu)形式變送器將其分為模擬式、智能式、數(shù)字智能式三代產(chǎn)品。八十年代我國(guó)自行建設(shè)的水泥廠，大多采用西安儀表廠引進(jìn)的羅斯蒙特公司的1151系列變送器，除了用于測(cè)窯頭負(fù)壓的DR型微差壓變送器的精確度是0.5%以外，其余大多是0.25%，它的特點(diǎn)是采用4~20mA傳輸?shù)哪M儀表，就地顯示表頭為指針式，量程比在6:1左右。穩(wěn)定性為6個(gè)月，這是第一代模擬式變送器。第二代產(chǎn)品是智能變送器，所謂“智能”概念是：傳感器和變送器是由微處理器驅(qū)動(dòng)，并且具有通信與自我診斷的能力。美國(guó)Honeywell公司在1983年最早推出智能變送器ST3000，1989年又推出全數(shù)字雙向協(xié)議的智能變送器，以后包括羅斯蒙特在內(nèi)的許多公司，也紛紛推出智能變送器。智能壓力變送器除了有高精確度（0.1~ 0.075%），大量程比（最大可到100:1）和高穩(wěn)定性（1~5年）外，它一般帶有HART協(xié)議或本公司的協(xié)議，如ABB的Bailey FSK, YOKOGAVA的BRAIN協(xié)議，在后期的產(chǎn)品還帶有符合現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的FF或PROFIBUS-PA協(xié)議，它就地顯示表改為數(shù)字式，還可用手操器或在控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程組態(tài)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方設(shè)定或遠(yuǎn)方修改變送器組態(tài)數(shù)據(jù)。近幾年來我國(guó)新上馬的干法水泥廠幾乎全采用了智能壓力變送器，主要產(chǎn)品有：重慶橫河川儀生產(chǎn)的EJA系列變送器 ，E+H的Cerabar S變送器, ABB的MV2000T，西門子的SITRANS P以及羅斯蒙特升級(jí)的1151和3051C變送器，有許多廠還選用了帶有FF或PROFIBUS-PA協(xié)議的智能壓力變送器。?

進(jìn)入21世紀(jì)，第三代變送器--數(shù)字智能式變送器又逐步走入我們的視野，其代表性的產(chǎn)品是羅斯蒙特的3051S變送器，ABB的2600T265系列變送器，橫河的EJX變送器等。第三代變送器由于采用了先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，消除了濕氣、粉塵及其他現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境對(duì)變送器測(cè)量的影響，精確度更高，據(jù)稱它的精確度均優(yōu)于 0.05% ；量程分檔更細(xì)，量程比擴(kuò)大到200:1；穩(wěn)定性達(dá)到5年以上；通訊協(xié)議更全，新的變送器還通過了安全論證，能保證在工藝條件超過臨界值時(shí)安全停機(jī)。由于第二代變送器已能滿足水泥廠監(jiān)控要求，且第三代變送器價(jià)格還較高，故筆者認(rèn)為在水泥廠暫不宜推廣。?