《仪表技术教材》课件.ppt

智能化现场仪表 钱华刚 手机 一、什么是智能化现场仪表 二、早期带微处理器的仪表 三、智能化现场仪表 四、智能化现场仪表的应用 五、小结 一、什么是智能化现场仪表 二、早期带微处理器的仪表 三、智能化现场仪表 四、智能化现场仪表的应用 五、小结 现场仪表 在线测量的检测仪表一般为变送器 变送器 输出为标准信号的传感器 常用标准信号 4mA～20mA，1V～5V（电流制优于电压制） 半标准化的：RS-232、RS-485等 现场总线：HART、FF、Profibus PA 智能化现场仪表模型 四个外部域 过程域、外部控制系统域、人机界面域、公共域（环境域、时间域） 六个内部子系统 传感器系统、数据处理系统、电输出系统、通信系统、人机界面系统、电源系统 四个循环时间 数据处理系统与另外四个实体功能系统间交换信息的时间 现场检测的特点 影响测量结果的因素十分复杂，仪表因素未必是最主要因素 今天影响测量的因素，明天就是可利用的特点 涡流—涡街流量计 光路吸收—特种温度计 仪表需要承受恶劣环境 在恶劣环境下不损害的防护措施 对环境影响的补偿措施 检测的分类 为了突出重点，降低测量成本需要对检测进行分类 检测的分类 计量检测——要求以准确为主 控制检测——要求以重复、稳定和单调为主 报警检测——要求以可靠为主 必须进行计量检测的情况 涉及贸易结算、安全、人畜健康、环境保护 一、什么是智能化现场仪表 二、早期带微处理器的仪表 三、智能化现场仪表 四、智能化现场仪表的应用 五、小结 带微机的仪表 利用微处理器实现了一系列智能功能 线性化校正、环境温度补偿、自动量程转换、自动校零、自动校验、自诊断、计量单位转换、数字滤波、平均值、最大、最小值等统计量、各种算法块等 传递过程信息以模拟4~20mA信号为主 参数的设置以就地设置为主 数据通信采用点对点方式，部分仪表的通信是单向的，仅传送过程信息 软件的特点 人机交互功能较差 主要显示数码，显示的表达能力有限 以单功能键为主，键比较多 也有一些采用菜单方式进行人机对话，可以只使用很少的键 各项智能功能执行的顺序和时间关系是在程序设计阶段决定的，使用时我们可以选择用或不用某项智能功能，但不能改变它与其它智能功能之间的关系 两种运行状态 工作状态：仪表执行正常的“检测”或“执行”任务，其中包括许多智能功能，例如：线性化校正、环境温度补偿、自动量程转换、自动校零、数字滤波等 设置状态：仪表执行对各种智能功能的组态和自诊断、自动校验和标定等智能功能。设置状态的任务是离线执行的 工作状态与设置状态之间靠RAM和/或EEPROM保存的标志位和参数交换信息 一、什么是智能化现场仪表 二、早期带微处理器的仪表 三、智能化现场仪表 四、智能化现场仪表的应用 五、小结 智能化现成仪表的基本职能 提供尽可能多的信息 过程对象的测量信息 多参数测量和处理信息 仪表自身的信息 传输质量的信息 将信息无障碍地传输 网络的互连 系统的可互操作 多参数测量和处理信息 压力仪表与节流装置 差压、静压、温度 ——质量流量、热量、液位、容积 科氏力质量流量计 质量流量、温度——密度 温差计 温度、温差——热量 涡街流量计 涡街频率、涡街发生体升力——直接质量流量 仪表自身和传输的信息 由于需要对环境影响进行补偿，需要采集仪表所处环境信息 仪表的自诊断信息 对智能仪表的六个子系统分别诊断 判断传出的数据是否有效 针对故障给出：问题描述、预测信息、维修建议 判断传输是否出错 即时做出处理或给出警告 故障诊断例 Maintenance Alarm 可能在24h内发生故障 Maintenance Demanded 可能在1～7天内发生故障 Maintenance Required 7天以后发生故障的可能大于7天以内 Local Override Mode 就地操作/手动模式 Simulation Mode 仿真模式，数据为人工给定 Out Of Service Mode 损坏模式 Config Error 组态错误，过程变量（PV）值差 Config Warning 组态警告，PV值精度差 Config Changed 组态值发生变化 Process Alarm PV值报警 Process Warning PV值警告 Process Tolerance PV值接近警告限 故障诊断例 网络的互连 开放互连网络协议 线形网络协议：FF、ProfiBus、HART等 网状网络协议：Ethernet、LonWorks 不同种类的网络有不同的适用范围 根据信息量分类（bit、byte、infomation） 根据访问方式分类（主/从、令牌、对等） 信息格