变送器

　　传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。变送器的种类很多，用在工控仪表上面的变送器主要有温度变送器、压力变送器、流量变送器、电流变送器、电压变送器等等。

　　主要概念

　　应用在工业现场、能输出标准信号的传感器称为变送器。

　　这个术语有时与传感器通用。

　　在《自动控制原理》中，变送器是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号的转换器。至于有时候与传感器通用是因为现代的多数传感器的输出信号已经是通用的控制器可以接收的信号，此信号可以不经过变送器的转换直接为控制器所识别。所以，传统意义上的“变送器”意义应该是：“把传感器的输出信号转换为可以被控制器或者测量仪表所接受标准信号的仪器”。在自控中：信号源-->传感器-->变送器-->运算器控制器-->执行机构-->控制输出。

　　变送器种类很多，总体来说就是由变送器发出一种信号来给二次仪表使二次仪表显示测量数据。

　　将物理测量信号或普通电信号转换为标准电信号输出或能够以通讯协议方式输出的设备。一般分为：温度/湿度变送器，压力变送器，差压变送器，液位变送器，电流变送器，电量变送器，流量变送器，重量变送器等。

　　保护功能

　　1、输入过载保护；

　　2、输出过流限制保护；

　　3、输出电流长时间短路保护；

　　4、两线制端口瞬态感应雷与浪涌电流TVS抑制保护；

　　5、工作电源过压极限保护≤35V；

　　6、工作电源反接保护。

　　压力变送器的技术发展：

　　压力、差压变送器是过程变量变送器中最重要的一类，应用范围很广，除了可用于压力、差压测量之外，还可用于流量、液位、比重等其他参数测量。一条5000t/d的水泥生产线，在工艺流程各关键部位必须设置压力变送器，如在窑头、窑尾，各级预热器的顶部和底部，各次风管和冷却机各室等，以监控工艺正常运行。据统计，一条新型干法水泥生产线共需设置压力变送器约为80台。

　　压力变送器按测量机理来分，最常用的有电容式、电感式、扩散硅、振弦式等。除了用于测窑头负压的DR型微差压变送器的精确度是0.5%以外，其余大多是0.25%，它的特点是采用4mA～20mA传输的模拟仪表，就地显示表头为指针式，量程比在6：1左右，稳定性为6个月，这是第一代模拟式变送器。第二代产品是智能变送器，所谓智能的概念是：传感器和变送器是由微处理器驱动，并且具有通信与自我诊断的能力。智能压力变送器除了有高精确度（0.1%～0.075%），大量程比（最大可到100：1）和高稳定性（1～5年）外，它一般带有HART协议或生产公司的协议，后期的产品还带有符合现场总线国际标准的FF或PROFIBUS-PA协议，它就地显示表改为数字式，还可用手操器或在控制系统远程组态，实现远方设定或远方修改变送器组态数据。

　　进入21世纪，第三代变送器——数字智能式变送器又逐步进入人们的视野。第三代变送器由于采用了先进的检测技术，消除了湿气、粉尘及其他现场恶劣环境对变送器测量的影响，精确度更高，据称它的精确度均优于0.05%；量程分档更细，量程比扩大到200?1；稳定性达到5年以上；通讯协议更全，新的变送器还通过了安全论证，能保证在工艺条件超过临界值时安全停机。由于第二代变送器已能满足水泥厂监控要求，且第三代变送器价格还较高，故笔者认为在水泥厂暂不宜推广。

　　智能温度变送器的技术发展：

　　温度也是过程变量变送器中很重要的一类，它是测量流量、密度及其他过程变量的基本要素之一。一条5000t/d的水泥生产线，在工艺流程及重要设备的关键部位必须设置温度变送器，据统计，一条新型干法水泥生产线共需设置压力变送器约为80～100台。

　　基于在温度测量的发展上已取得了巨大进步，它也促进了在过程控制工业领域中温度变送器精确度、可靠性和重复性的提高，同时也为过程控制质量的不断提高做出了贡献。

　　所谓智能温度变送器指的是将温度传感器技术和附加的电子部件结合在一起的一种温度变送器，它可以实现远方设定或远方修改组态数据。纵观当前的温度变送器市场及水泥行业的应用，主要有三大类不同的智能温度变送器产品。从应用和成本的角度来看，每一类智能温度变送器都有其优点和不足之处。

　　1、防风雨型温度变送器这类温度变送器通常装在对变送器性能有很高要求、苛刻的应用场合，如在窑尾、分解炉、五级预热器等。这类温度变送器被封装在密封的壳体内，而这种壳体通常由不锈钢制成，其特点是精确度高、可靠性高、安全性好、防风雨，它的主要缺点是价格较高。它通常都带有现场表头，可现场监视、调整和组态。

　　2、DIN导轨安装、仪表盘安装型温度变送器这类温度变送器可以采用DIN导轨安装，通常在控制室内安装使用。它价格便宜，安装和维护简单，可以通过改变组态来匹配不同类型的温度传感器。由于同远程安装的传感器之间的连接导线较长导致测量精确度较低。在水泥厂磨系统可推荐使用这类温度变送器。

　　3、一体化温度变送器这类温度变送器可以直接安装在温度传感器的DIN连接头上，它的优点是安装费用低廉，体积小巧，兼容各种类型的温度传感器。由于这种温度变送器直接安装在温度传感器的接头上，所以电气连接和传感器接线都非常简单。水泥厂的窑系统除要求高的部位外，可采用一体化温度变送器，磨系统也可选用。

　　智能温度变送器所采用的通讯协议和压力变送器一样，处于支配地位是HART协议，另外还带有符合现场总线国际标准的FF或PROFIBUS-PA协议的产品。

　　过程变量变送器的技术发展：

　　当前过程变量变送器主要发展趋势是无线应用、更小的外形尺寸及多变量过程变送器的应用。由于有些水泥大集团局部辅助流程已采用了无线技术，无线变送器也将受到我国水泥行业的关注。将无线功能加到过程变量变送器是物有所值，考虑到有些水泥厂占有的物理空间很大，有些工艺测量的位置难于安装，而有些工艺测量点环境十分恶劣，用传统的硬连线安装器件成本又过高，如果消除过程变量变送器和控制电路之间连接，改用无线通讯能够节约能源，减少配线和维护费用，故将无线功能加到过程变量变送器是物有所值。

　　在新型干法水泥生产线中，过程变量变送器作为监控的眼睛是非常重要的，它精确度、可靠性、稳定性、安全性的提高，为过程控制质量和最终产品质量的不断提高做出了贡献。