儀表自動化專業(yè)基礎知識

儀表工基礎知識--DCS等名詞解釋點擊次數(shù)：2575發(fā)布時間：2010-5-1一、DCS----分布式控制系統(tǒng)1、什么是DCS？DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（DistributedControlSystem），在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。2、DCS有什么特點？DCS是計算機技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物。DCS通常采用若干個控制器（過程站）對一個生產(chǎn)過程中的眾多控制點進行控制，各控制器間通過網(wǎng)絡連接并可進行數(shù)據(jù)交換。操作采用計算機操作站，通過網(wǎng)絡與控制器連接，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達操作指令。因此，DCS的主要特點歸結(jié)為一句話就是：分散控制集中管理。3、DCS的結(jié)構(gòu)是怎樣的？上圖是一個較為全面的DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，從結(jié)構(gòu)上劃分，DCS包括過程級、操作級和管理級。過程級主要由過程控制站、I/O單元和現(xiàn)場儀表組成，是系統(tǒng)控制功能的主要實施部分。操作級包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。管理級主要是指工廠管理信息系統(tǒng)（MIS系統(tǒng)），作為DCS更高層次的應用，目前國內(nèi)紙行業(yè)應用到這一層的系統(tǒng)較少。4、DCS的控制程序是由誰執(zhí)行的？DCS的控制決策是由過程控制站完成的，所以控制程序是由過程控制站執(zhí)行的。5、過程控制站的組成如何?DCS的過程控制站是一個完整的計算機系統(tǒng)，主要由電源、CPU（中央處理器）、網(wǎng)絡接口和I/O組成6、什么是DCS的開放性？DCS的開放性是指DCS能通過不同的接口方便地與第三方系統(tǒng)或設備連接，并獲取其信息的性能。這種連接主要是通過網(wǎng)絡實現(xiàn)的，采用通用的、開放的網(wǎng)絡協(xié)議和標準的軟件接口是DCS開放性的保障。7、什么是系統(tǒng)冗余？在一些對系統(tǒng)可靠性要求很高的應用中，DCS的設計需要考慮熱備份也就是系統(tǒng)冗余，這是指系統(tǒng)中一些關(guān)鍵模塊或網(wǎng)絡在設計上有一個或多個備份，當現(xiàn)在工作的部分出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)可以通過特殊的軟件或硬件自動切換到備份上，從而保證了系統(tǒng)不間斷工作。通常設計的冗余方式包括：CPU冗余、網(wǎng)絡冗余、電源冗余。在極端情況下，一些系統(tǒng)會考慮全系統(tǒng)冗余，即還包括I/O冗余。8、什么是I/O余量？與冗余不同，I/O余量只是系統(tǒng)中I/O數(shù)量大于應用的要求，這種余量只是數(shù)量上的，主要目的是使系統(tǒng)今后有繼續(xù)加入控制信號的可能二、DCS在選型中的幾個問題工藝流程確定后，控制系統(tǒng)被控對象也就確定。選用哪種控制系統(tǒng)成為重要問題，這主要根據(jù)項目規(guī)模和投資預算來考慮。DCS與模擬儀表相比更復雜，技術(shù)性能要求更高，除控制硬件外，還涉及通信協(xié)議、監(jiān)控軟件及與其相連的數(shù)據(jù)存儲等。新系統(tǒng)出現(xiàn)后，與互連網(wǎng)Web技術(shù)相結(jié)合，還涉及工業(yè)連接軟件和優(yōu)化控制軟件，實時數(shù)據(jù)庫、與工廠關(guān)系數(shù)據(jù)庫的連接，傳統(tǒng)DCS、PLC的互操作等問題。1、按投資預算確定控制系統(tǒng)如控制回路較多，模擬量采集較大，熱電阻、熱電偶的采集較多時，應選用DCS。采用哪種DCS，應從以下幾方面考慮：目前，正是新老系統(tǒng)交接時期，DCS軟、硬件正由專用走向通用。選比較新型的系統(tǒng)，價格比較低，備品比較好買，維護費用會大幅度下降。與其他系統(tǒng)互連容易，費用低。系統(tǒng)集成是未來十幾年的趨勢,是計算機技術(shù)發(fā)展的一個新階段。DCS制造廠家往往對某一領域比較專長。如HoneywellTDC2000、TDC3000、TPS和PKS系統(tǒng)，橫河CS1000、CS3000系統(tǒng)主要用于石化部門，因為其閉環(huán)控制回路比較多，模擬量控制比較方便。模擬量和開關(guān)量控制是完全分開的，在開關(guān)量的控制方面不如其他DCS方便。BAILEY公司N90、INFI90，西屋WDPFI、WDPFII、OVATION系統(tǒng)主要用于電力系統(tǒng)。這兩個系統(tǒng)在模擬量和開關(guān)量結(jié)合方面較好。OVATION系統(tǒng)是新型軟DCS系統(tǒng)，也是現(xiàn)在銷售情況最好的系統(tǒng)之一。Fisher-Rosmount公司和西屋被Emerson收購，老系統(tǒng)PROVOX、RS3大多用于化工系統(tǒng)，其批量、配方等很有特色?，F(xiàn)在已經(jīng)基本遷移改造到新系統(tǒng)DeltaV上，新系統(tǒng)兼容現(xiàn)場總線和Hart協(xié)議。不同工藝過程會有一些特殊要求，如電廠要有電調(diào)設備（DEH）和事件順序記錄（SOE）。水泥行業(yè)、冶金行業(yè)等開關(guān)量與模擬量之比大約是6：1，而且純滯后環(huán)節(jié)較多，有時需控制補償?shù)?，選型時要考慮這些因素。有的DCS系統(tǒng)開關(guān)量邏輯控制組態(tài)不太方便，這時要考慮采用DCS和PLC混合使用。如電廠鍋爐控制采用DCS，輸煤程控和水處理、除灰等邏輯控制采用PLC。經(jīng)濟性該從DCS價格和預計效益角度考慮。同檔次中，進口DCS控制功能強一些。進口產(chǎn)品有一些先進控制算法，如Smith預估、三維矩陣運算等，因銷售時間較長，軟件保證體系更完善。國產(chǎn)DCS價格低很多，也能滿足基本技術(shù)要求，因開發(fā)較晚，某些技術(shù)比國外的還先進一些，如以太網(wǎng)的應用、導軌式的嵌入式PC為基礎的控制器和已經(jīng)有現(xiàn)場總線接口等。從結(jié)構(gòu)上看，我國DCS比某些進口DCS還合理。國外傳統(tǒng)DCS廠家的控制器差別不大，但操作站區(qū)別較大。分以PC機和小型機為基礎兩類。小型機價格比PC機高很多,且許多機型已停產(chǎn)。PC機操作系統(tǒng)用NT，穩(wěn)定性雖沒UNIX好，但作為操作站使用足夠。小型機接口用SCSI，傳輸速率理論上是串行20倍之多。以NT操作系統(tǒng)作為操作站，如采用串行連接，點數(shù)（標簽數(shù)）能少一些，這與硬件配置有關(guān)。有時由于硬件與軟件配合不好，會頻繁死機。國產(chǎn)PC機更便宜，采用PC機操作站，可以采用最新機型和監(jiān)控軟件，與計算機技術(shù)的發(fā)展基本同步?，F(xiàn)場技術(shù)人員對軟件的安裝、調(diào)試、聯(lián)網(wǎng)和開發(fā)也更熟悉。監(jiān)控軟件分專用和通用，通用監(jiān)控軟件開放性能好，能在以太網(wǎng)中用DDE、或OPC方式交換數(shù)據(jù)。專用監(jiān)控軟件腳本不豐富，不能與第三方設備連接，所以目前快要退出市場，但病毒、黑客難以侵入；致命的缺點是開放性能差。傳統(tǒng)DCS即將退出市場，新型系統(tǒng)可以是集成的，也可以由DCS廠家作為系統(tǒng)供應的。對于集成系統(tǒng)可以是操作站采用通用的，控制器有許多接口，與PLC，Web連用。用戶可以通過工程公司集成，應按照項目的規(guī)模大小和預算資金來選擇使用。由于有通用的監(jiān)控軟件，符合IEC61131-3標準的編程軟件、可以選用嵌入式系統(tǒng)或軟DCS系統(tǒng)，集成的控制系統(tǒng)有可能達到最高的性價比。系統(tǒng)規(guī)模主要由系統(tǒng)的輸入輸出點數(shù)確定。其中包括連鎖、特殊控制要求所需的輸入輸出點數(shù)。選擇DCS的型號要看資金確定和維護的工作量，有的DCS除操作站需要維護以外，控制部分基本不需維護。在選型時，要考慮是否需要冗余。新型DCS的通訊網(wǎng)絡是冗余的，結(jié)點之間距離和DCS網(wǎng)絡總長度以及各結(jié)點地理配置有關(guān)。通用以太網(wǎng)，網(wǎng)卡等價格很低，而專用網(wǎng)絡接口很貴。經(jīng)濟性涉及很多因素，最好聯(lián)系國內(nèi)類似單位，進行技術(shù)培訓，或請教有經(jīng)驗的專家解決有關(guān)困難。工程承包方的技術(shù)力量。要選擇技術(shù)力量較強單位作總體方案，而具體編程或組態(tài)可分別完成。國外DCS廠商技術(shù)人員不可能大批來我國服務，不熟悉我們應用情況，更不可能什么系統(tǒng)都很清楚，所以具體實施還是國內(nèi)技術(shù)人員較好。如采用進口DCS，可得到國外一些開發(fā)工業(yè)連接軟件公司的技術(shù)支持，能把系統(tǒng)做好一些。我國技術(shù)人員也得到提高。雖然我國技術(shù)與國外相比有一定距離，但國內(nèi)技術(shù)人員對國內(nèi)情況比較了解，在國外大公司支持下，做的工程會達到更好性能。售后服務。國外廠商通常配品、備件供應價格高，且不能及時提供。用戶應選擇廠商實力雄厚，技術(shù)力量強、境內(nèi)技術(shù)支持好的廠家。廠家會不斷更新產(chǎn)品，新舊產(chǎn)品兼容性要好。國內(nèi)DCS廠家配品、備件供應較及時，售后服務做的比較好，許多第三方廠家也開發(fā)了許多價廉物美的產(chǎn)品，用戶都可選用。技術(shù)的先進性。計算機技術(shù)發(fā)展很快，而DCS發(fā)展相對穩(wěn)定，這涉及新技術(shù)的應用。要注意：有些國外廠家為搶占市場，經(jīng)常把不太成熟的產(chǎn)品推到第三世界。國產(chǎn)DCS銷售時間還不夠長，對一些軟件的測試條件不夠完善，在一些極特殊情況下，是否會產(chǎn)生問題沒有足夠證據(jù)，所以有時發(fā)生故障會有解釋不清的情況。系統(tǒng)集成已成熟，為節(jié)約資金，可采用。應該向ABB公司學習，它的工業(yè)IT，就是集成了許多家的產(chǎn)品。用類似的辦法，不僅能集成出好的系統(tǒng)，還能培養(yǎng)技術(shù)隊伍。綜上，選型不但要考慮項目規(guī)模和投資預算，還要考慮一系列其它因素。系統(tǒng)集成是以后的方向，不僅滿足控制要求，而且性能好、資金省。2、按輸入/輸出點數(shù)確定操作站控制器的型號和臺數(shù)控制器和處理I/O點數(shù)的能力系統(tǒng)首先要決定采用多少控制器和人機界面?；芈房刂破鹘M成的系統(tǒng)是比較單一，提供的IO點數(shù)確定，用滿它的I/O點和回路數(shù)目是可以的（有現(xiàn)場總線連在控制器上除外）。購買的產(chǎn)品品牌確定后，就要確定PLC或DCS的型號，要購買多少臺控制器、一個控制器需要配多少I/O卡件。這個問題對于最終用戶來說是很重要的。硬件組態(tài)。DCS、PLC的型號確定以后，計算各種類型的I/O的卡件數(shù)。這稱為硬件（或稱為硬件配置）組態(tài)。硬件組態(tài)有三方面考慮：首先是與控制器位置有關(guān)的I/O設備位置的確定?？紤]到安裝布線費用，遠程I/O體系有優(yōu)勢。本地I/O或遠程I/O選定以后，就要選模塊型號。通常不會只要一種型號I/O模塊。型號選定后，計算每種型號I/O模塊數(shù)。根據(jù)所用的現(xiàn)場傳感器、控制設備工作原理和電壓幅值來劃分統(tǒng)計。根據(jù)（輸入/輸出）功能、電壓、工作原理，統(tǒng)計接口模塊數(shù)。軟件組態(tài)。上述工作完成后，才開始軟件組態(tài)，即DCS采用功能塊組態(tài)，PLC編制梯形圖?，F(xiàn)場安裝和調(diào)試，最后使系統(tǒng)很好的運轉(zhuǎn)。除了I/O模塊數(shù)，還要考慮控制器邏輯程序所用處理機內(nèi)存容量，最后還要考慮處理機指令系統(tǒng)。關(guān)于DCS，控制器I/O點數(shù)配置比PLC要復雜一些。因DCS主要考慮模擬量處理，它占的處理機內(nèi)存容量更多。所以選型后，還必須確定點數(shù)裕量。根據(jù)經(jīng)驗，假設實際有100個I/O點，應選用能識別300-400點I/O的控制器。假設一臺DCS控制器能連接64塊I/O卡，在實際連接時，連接20多塊I/O卡才合適。每塊卡分別是8路或16路。如果都是開關(guān)量，塊數(shù)可適當多一些;模擬量塊數(shù)要少一些。如果一臺DCS控制器能完成120個PID控制回路任務，在做組態(tài)時最好作40多個回路，再加上部分開關(guān)量和模擬量采集，控制器才能正常運轉(zhuǎn)。一定不要作太滿，否則不僅影響控制器運行，還影響DCS通訊網(wǎng)絡工作。一個系統(tǒng)要用好幾臺控制器，各控制器作硬件組態(tài)時，相互間負荷要平衡，各控制器輸入/輸出點數(shù)要相當。各控制器要組態(tài)多少PID回路關(guān)系不大，只要I/O的點數(shù)大約是最大能力的30-40%左右。如兩臺控制器輸入/輸出點數(shù)都沒超出，但數(shù)量差太遠，比如一臺是1000多點，而另一臺只有100多點，這時通訊網(wǎng)絡的工作不太正常。控制器識別I/O點數(shù)的能力和推薦的I/O點數(shù)。說明書中控制器宣傳的讀取I/O能力越大，留的余量就應越大。如宣布一臺控制器有12000點的I/O能力，或有5000點的I/O能力，實際I/O點不能超過1/3,甚至還要少。使用每塊卡件，如8通道輸入卡，還要留出1-2個通道，16路輸入卡，要留出2-3個通道，以便調(diào)試時更換通道用。尤其是熱電阻或熱電偶卡，一定要留富余通道，小信號的模擬量通道更易損壞，調(diào)試時更要小心。廠家會給出一臺控制器推薦的I/O點數(shù)，根據(jù)這個點數(shù)留余量，而不是一臺控制器能識別I/O的能力。操作站和標簽量。傳統(tǒng)DCS的操作站讀取I/O點數(shù)是有嚴格規(guī)定的，能顯示標簽量的多少與下列幾個因素有關(guān)：作站主機CPU的運算速度；操作站主機存儲器的大小；主機與DCS網(wǎng)絡接口的連接方式（有串行和SCSI之分）；監(jiān)控軟件所接收I/O點數(shù)。按說明書作操作站組態(tài)。根據(jù)操作站顯示標簽數(shù)量，決定操作站臺數(shù)。新型系統(tǒng)由于主機CPU的運算速度和存儲容量都能滿足要求，標簽量可以作的很大，幾萬個標簽都可以作到。3、關(guān)于控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡層次80年代傳統(tǒng)DCS網(wǎng)絡只有一級或兩級，分別是連接控制器和人機界面的通信網(wǎng)絡。有的系統(tǒng)分成完成閉環(huán)控制任務的控制器、完成數(shù)據(jù)采集的控制器和完成邏輯控制任務的控制器，控制器之間用通信網(wǎng)絡連接起來。這樣就有兩級網(wǎng)絡。90年代為把生產(chǎn)過程現(xiàn)場數(shù)據(jù)送到以太網(wǎng)，與MIS系統(tǒng)連接起來，又增加了網(wǎng)關(guān)，從而增加了網(wǎng)絡層次。網(wǎng)絡層次增加了，又增加專用的通信接口，有一層網(wǎng)絡只讀取數(shù)據(jù)，對控制沒有貢獻，由于使用接口產(chǎn)生瓶頸，使通信效率降低。新型系統(tǒng)的控制器能直接上以太網(wǎng)，網(wǎng)絡層次比較少，系統(tǒng)價格比較低。在作系統(tǒng)集成時，選用接口比較多的控制器，如以太網(wǎng)口、Modbus協(xié)議、RS232C或RS485等，使得控制器能與現(xiàn)場總線相連，或能與PLC相連。集成的系統(tǒng)功能強、能與商業(yè)活動結(jié)合在一起，并且能把控制系統(tǒng)當成一個核心似的，第三方能作二次開發(fā)。三、RS485簡介RS485簡介智能儀表是隨著80年代初單片機技術(shù)的成熟而發(fā)展起來的，現(xiàn)在世界儀表市場基本被智能儀表所壟斷。究其原因就是企業(yè)信息化的需要，企業(yè)在儀表選型時其中的一個必要條件就是要具有聯(lián)網(wǎng)通信接口。最初是數(shù)據(jù)模擬信號輸出簡單過程量，后來儀表接口是RS232接口，這種接口可以實現(xiàn)點對點的通信方式，但這種方式不能實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。隨后出現(xiàn)的RS485解決了這個問題。下面我們就簡單介紹一下RS485。RS485接口RS485采用差分信號負邏輯，+2V?+6V表示"0",-6V?-2V表示“1"。RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實現(xiàn)點對點的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以掛接32個結(jié)點。在RS485通信網(wǎng)絡中一般采用的是主從通信方式，即一個主機帶多個從機。很多情況下，連接RS-485通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個接口的“A"、"B"端連接起來。而忽略了信號地的連接，這種連接方法在許多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有二個原因：（1）共模干擾問題：RS-485接口采用差分方式傳輸信號方式，并不需要相對于某個參照點來檢測信號，系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7?+12V，只有滿足上述條件，整個網(wǎng)絡才能正常工作。當網(wǎng)絡線路中共模電壓超出此范圍時就會影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。（2）EMI問題：發(fā)送驅(qū)動器輸出信號中的共模部分需要一個返回通路，如沒有一個低阻的返回通道（信號地），就會以輻射的形式返回源端，整個總線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁波。由于PC機默認的只帶有RS232接口，有兩種方法可以得到PC上位機的RS485電路：（1）通過RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路將PC機串口RS232信號轉(zhuǎn)換成RS485信號，對于情況比較復雜的工業(yè)環(huán)境最好是選用防浪涌帶隔離珊的產(chǎn)品。（2）通過PCI多串口卡，可以直接選用輸出信號為RS485類型的擴展卡。RS485電纜在一般場合采用普通的雙絞線就可以，在要求比較高的環(huán)境下可以采用帶屏蔽層的同軸電纜。在使用RS485接口時，對于特定的傳輸線路，從RS485接口到負載其數(shù)據(jù)信號傳輸所允許的最大電纜長度與信號傳輸?shù)牟ㄌ芈食煞幢?，這個長度數(shù)據(jù)主要是受信號失真及噪聲等影響所影響。理論上RS485的最長傳輸距離能達到1200米，但在實際應用中傳輸?shù)木嚯x要比1200米短，具體能傳輸多遠視周圍環(huán)境而定。在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法對信號進行放大，最多可以加八個中繼，也就是說理論上RS485的最大傳輸距離可以達到9.6公理。如果真需要長距離傳輸，可以采用光纖為傳播介質(zhì)，收發(fā)兩端各加一個光電轉(zhuǎn)換器，多模光纖的傳輸距離是5~10公里，而采用單模光纖可達50公里的傳播距離。RS485布網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結(jié)構(gòu)，不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡。在構(gòu)建網(wǎng)絡時，應注意如下幾點：（1）采用一條雙絞線電纜作總線，將各個節(jié)點串接起來，從總線到每個節(jié)點的引出線長度應盡量短，以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低。有些網(wǎng)絡連接盡管不正確，在短距離、低速率仍可能正常工作，但隨著通信距離的延長或通信速率的提高，其不良影響會越來越嚴重，主要原因是信號在各支路末端反射后與原信號疊加，會造成信號質(zhì)量下降。（2）應注意總線特性阻抗的連續(xù)性，在阻抗不連續(xù)點就會發(fā)生信號的反射。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性：總線的不同區(qū)段采用了不同電纜，或某一段總線上有過多收發(fā)器緊靠在一起安裝，再者是過長的分支線引出到總線?？傊?，應該提供一條單一、連續(xù)的信號通道作為總線。在RS485組網(wǎng)過程中另一個需要主意的問題是終端負載電阻問題，在設備少距離短的情況下不加終端負載電阻整個網(wǎng)絡能很好的工作但隨著距離的增加性能將降低。理論上，在每個接收數(shù)據(jù)信號的中點進行采樣時，只要反射信號在開始采樣時衰減到足夠低就可以不考慮匹配。但這在實際上難以掌握，美國MAXIM公司有篇文章提到一條經(jīng)驗性的原則可以用來判斷在什么樣的數(shù)據(jù)速率和電纜長度時需要進行匹配：當信號的轉(zhuǎn)換時間（上升或下降時間）超過電信號沿總線單向傳輸所需時間的3倍以上時就可以不加匹配。一般終端匹配采用終端電阻方法，RS-485應在總線電纜的開始和末端都并接終端電阻。終接電阻在RS-485網(wǎng)絡中取120Q。相當于電纜特性阻抗的電阻，因為大多數(shù)雙絞線電纜特性阻抗大約在100?120Q。這種匹配方法簡單有效，但有一個缺點，匹配電阻要消耗較大功率，對于功耗限制比較嚴格的系統(tǒng)不太適合。另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配。利用一只電容C隔斷直流成分可以節(jié)省大部分功率。但電容C的取值是個難點，需要在功耗和匹配質(zhì)量間進行折衷。還有一種采用二極管的匹配方法，這種方案雖未實現(xiàn)真正的“匹配"，但它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信號，達到改善信號質(zhì)量的目的，節(jié)能效果顯著。最近兩年一些公司基于部分企業(yè)信息化的實施已完成，工廠中已經(jīng)鋪設了延伸到車間每個辦公室、控制室的局域網(wǎng)的現(xiàn)狀，推出了串口服務器來取代多串口卡，這主要是利用企業(yè)已有的局域網(wǎng)資源減少線路投資，節(jié)約成本，相當于通過tcp/ip把多串口卡放在了現(xiàn)場。RS485和其它總線網(wǎng)絡的區(qū)別：我們把工業(yè)網(wǎng)絡歸結(jié)為三類：RS485網(wǎng)絡、HART網(wǎng)絡和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡。HART網(wǎng)絡：HART是由現(xiàn)在的艾默生提出一個過度性總線標準，他主要是在4~20毫安電流信號上面疊加數(shù)字信號，物理層采用BELL202頻移鍵控技術(shù)，以實現(xiàn)部分智能儀表的功能，但此協(xié)議不是一個真正意義上開放的標準，要加入他的基金會才能拿到協(xié)議，加入基金會要一部分的費用。技術(shù)主要被國外幾家大公司壟斷，近兩年國內(nèi)也有公司再做，但還沒有達到國外公司的水平?，F(xiàn)在有很大一部分的智能儀表都帶有HART圓卡，都具備HART通訊功能。但從國內(nèi)來看還沒有真正利用其這部分功能，最多只是利用手操器對其進行參數(shù)設定，沒有發(fā)揮出HART智能儀表應有的功能，沒有聯(lián)網(wǎng)進行設備監(jiān)控。從長遠來看由于HART通信速率低組網(wǎng)困難等原因，HART儀表的采購量會程下滑趨勢，但由于HART儀表已經(jīng)有十多年的歷史現(xiàn)在在裝數(shù)量非常的大，對于一些系統(tǒng)集成商來說還有很大的可利用空間?，F(xiàn)場總線網(wǎng)絡：現(xiàn)場總線技術(shù)是當今自動化領域技術(shù)發(fā)展熱點之一，被譽為自動化領域的計算機局域網(wǎng)，它的出現(xiàn)標志著自動化控制技術(shù)又一個新時代的開始。現(xiàn)場總線是連接設置在控制現(xiàn)場的儀表與設置在控制室內(nèi)的控制設備的數(shù)字化、串行、多站通信的網(wǎng)絡。其關(guān)鍵標志是能支持雙向、多節(jié)點、總線式的全數(shù)字通信。現(xiàn)場總線技術(shù)近年來成為國際上自動化和儀器儀表發(fā)展的熱點，它的出現(xiàn)是傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了革命性的變化，是自控系統(tǒng)朝著智能化、數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡化、分散化的方向邁進，形成新型的網(wǎng)絡集成式全分布式控制系統(tǒng)---現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS（FieldbusControlSystem）o但是現(xiàn)在的現(xiàn)場總線的各種標準并行存在并且都有自己的生存領域，還沒有形成真正統(tǒng)一的標準，關(guān)鍵是看不到什么時候能形成統(tǒng)一的標準，技術(shù)也不夠成熟。另外現(xiàn)場總線的儀表種類還比較少可供選擇的余地小，價格也偏高，從最終用戶的角度看大多還處于觀望狀態(tài)，都想等到技術(shù)成熟之后在考慮，現(xiàn)在實施的少。RS485網(wǎng)絡：RS485/MODBUS是現(xiàn)在流行的一種布網(wǎng)方式，其特點是實施簡單方便，而且現(xiàn)在支持RS485的儀表又特多，特別是在油品行業(yè)RS485/MODBUS簡直是一統(tǒng)天下，現(xiàn)在的儀表商也紛紛轉(zhuǎn)而支持RS485/MODBUS，原因很簡單，象原來的HART儀表想買一個轉(zhuǎn)換口非常困難而且價格昂貴，RS485的轉(zhuǎn)換接口就便宜的多而且種類繁多。至少在低端市場RS485/MODBUS還將是最主要的組網(wǎng)方式，近兩三年內(nèi)不會改變。四、電器防爆知識4.1我國對爆炸性危險場所是如何劃分的？ 答我國對爆炸性危險場所的劃分采用與IEC等效的方法。國家標準GB50058-92中規(guī)定，爆炸性氣體危險場所按其危險程度大小，劃分為0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)三個級別，爆炸性粉塵危險場所劃分為0區(qū)、11區(qū)兩個級別，詳見表4-1o表4-1中國對危險場所劃分表 爆炸性物質(zhì)區(qū)域劃分區(qū)域定義 氣體0區(qū)連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境 1區(qū)在正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境 2區(qū)在正常運行時不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境，或即使出現(xiàn)也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境粉塵10區(qū)連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性粉塵的環(huán)境 11區(qū)有時會將積留下的粉塵揚起而偶然出現(xiàn)爆炸性粉塵混合物的環(huán)境4.2國際上對爆炸性危險場所是如何劃分的？答國際上各主要工業(yè)國家對爆炸性危險場所的劃分，基本上可分兩種意見。一種以IEC（國際電工委員會）為代表，包括德國、英國、意大利、日本、澳大利亞等國，對氣體劃分為0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)，對粉塵劃分為10區(qū)、11區(qū)。其定義與IEC基本相同（可參見我國對各區(qū)域的定義，我國等效采用IEC標準）。另一種為美國、加拿大等北美國家的劃分，以NEC（美國國家電氣規(guī)程）的定義為代表，對氣體劃分為1區(qū)、2區(qū)（沒有0區(qū)），對粉塵也劃分為1區(qū)、2區(qū)。 兩者之間的對應關(guān)系大致如下： 氣體：IEC0區(qū)、1區(qū) NEC1區(qū)IEC2區(qū) NEC2區(qū) 粉塵：IEC10區(qū) NEC1區(qū)IEC11區(qū) NEC2區(qū)IEC“區(qū)"的英文為Zone； NEC"區(qū)"的英文為Division。 4.3我國的防爆電氣設備，其防爆結(jié)構(gòu)形式有幾種？列出其名稱和標志。 答根據(jù)國家標準GB3836—83,我國的防爆電氣設備其防爆結(jié)構(gòu)形式有8種，列舉如下。 結(jié)構(gòu)形式標志結(jié)構(gòu)形式標志隔爆型d充油型o增安型e充砂型q 本質(zhì)安全型i無火花型n正壓型p特殊型s4.4什么是隔爆型儀表？它有什么特點？ 答隔爆又稱耐壓防爆，它把能點燃爆炸混合物的儀表部件封閉在一個外殼內(nèi)，該外殼特別牢固，能承受內(nèi)部爆炸性混合物的爆炸壓力，并阻止向殼外的爆炸性混合物傳爆。這就是說，隔爆型儀表的殼體內(nèi)部是可能發(fā)生爆炸的，但不會傳到殼體外面來，因此這種儀表的各部件的接合面，如儀表蓋的螺紋圈數(shù)，螺紋精度，零點，量程調(diào)整螺釘和表殼之間，變送器的檢測部件和轉(zhuǎn)換部件之間的間隙，以及導線口等，都有嚴格的防爆要求。 隔爆型儀表除了較笨重外，其他比較簡單，不需要如安全柵之類的關(guān)聯(lián)設備。但是在打開表蓋前，必須先把電源關(guān)掉，否則萬一產(chǎn)生火花，便會暴露在大氣之中，從而出現(xiàn)危險。 4.5什么是本質(zhì)安全型（intrinsicsafety）儀表？它有什么特點？ 答本質(zhì)安全型儀表又叫安全火花型儀表。它的特點是儀表在正常狀態(tài)下和故障狀態(tài)下，電路、系統(tǒng)產(chǎn)生的火花和達到的溫度都不會引燃爆炸性混合物。它的防爆主要由以下措施來實現(xiàn)： ①采用新型集成電路元件等組成儀表電路，在較低的工作電壓和較小的工作電流下工作； ②用安全柵把危險場所和非危險場所的電路分隔開，限制由非危險場所傳遞到危險場所去的能量； ③儀表的連接導線不得形成過大的分布電感和分布電容，以減少電路中的儲能。 本制安全型儀表的防爆性能，不是采用通風、充氣、充油、隔爆等外部措施實現(xiàn)的，而是由電路本身實現(xiàn)的，因而是本質(zhì)安全的。它能適用于一切危險場所和一切爆炸性氣體、蒸氣混合物，并可以在通電的情況下進行維修和調(diào)整。但是，它不能單獨使用必須和本安關(guān)聯(lián)設備（安全柵）、外部配線一起組成本安電路，才能發(fā)揮防爆功能。4.6本安型儀表有ia、ib兩種，請說明它們之間的區(qū)別。 答ia等級一在正常工作狀態(tài)下，以及電路中存在一個故障或兩個故障時，均不能點燃爆炸性氣體混合物。在ia型電路中，工作電流被限制在100mA以下。 ib等級一在正常工作狀態(tài)下，以及電路中存在一個故障時，不能點烯爆炸性氣體混合物。在ib電路中，工作電流被限帛在150mA以下。ia型儀表適用于0區(qū)和1區(qū)，ib型儀表僅適用于1區(qū)?；蛘哒f，從本質(zhì)安全角度講，ib型儀表適用于煤礦井下，ia型儀表適用于工廠。 4.7什么是正壓型（p型）儀表？答向儀表外殼內(nèi)充入正壓的潔凈空氣、惰性氣體，或連續(xù)通入潔凈空氣、不燃性氣體，保持外殼內(nèi)部保護氣體的壓力高于周圍危險性環(huán)境的壓力，阻止外部爆炸性氣體混合物進入殼內(nèi)，而使電氣部件的危險源與之隔離的儀表設備。 4.8什么是增安型（e型）儀表？答正常運行條件下不會產(chǎn)生點燃爆炸性混合物的火花或危險溫度，并在結(jié)構(gòu)上采取措施（如密封等），提高其安全程度，以避免在正常和規(guī)定的過載條件下出現(xiàn)點燃現(xiàn)象的儀表設備。4.9什么是特殊型（s型）儀表？ 答是除d、e、i、p、n之外的特殊形式，或者是上述幾種形式的組合，采用這種結(jié)構(gòu)形式的防爆儀表稱為特殊型儀表。4.10防爆電氣設備分為幾大類？ 答分為兩大類：I類:煤礦井下用電氣設備;II類:工廠用電氣設備。 4.11II類防爆電氣設備劃分為幾級？標志是什么？ 答按照國家標準GB3836—83,II類防爆電氣設備劃分為三級，標志分別為A、B、C。分級標準見表8-2。 表8-2II類防爆電氣設備分類標準 級別UMESG/mmMICR IIA1.14>MESGN0.91.0>MICR>0.8IIB0.9>MESG>0.50.8NMICRN0.45 IIC0.5NMESG0.45>MICR 注：MESG—可燃性氣體混合物最大試驗安全間隙，mm。 MICR一可燃性氣體混合物最小點燃電流與甲烷最小點燃電流的比值。IIA、IIB、IIC也是可燃性氣體混合物的傳爆等級。 4.12解釋下列名詞： 最大試驗安全間隙MESG； 最小點燃電流MIC； 最小點燃電流比MICRo答最大試驗安全間隙（MESG）——指在規(guī)定的試驗條件下，一個殼體充有一定濃度的被試驗氣體與空氣的混合物，點燃后，通過25mm長的接合面均不能引燃殼體爆炸性氣體混合物的外殼接合面之間的最大間隙。 最小點燃電流（MIC）——在規(guī)定的試驗裝置上，用直流24V、95mH電感的火花進行3000次點燃試驗時，能夠點燃可燃性氣體混合物的最小電流。此電流降低5%即不能點燃。 最小點燃電流比（MICR）——各種可燃性氣體（或蒸氣）與空氣的混合物的最小點燃電流對甲烷與空氣混合物的最小點燃電流的比值。4.13II類防爆電氣設備劃分為幾個溫度組別？標志是什么？ 答按國家標準GB3836—83,II類防爆電氣設備根據(jù)其最高表面溫度劃分為6組，標志為T1~T6。分組標準如下： 溫度組別允許最高表面溫度/°C溫度組別允許最高表面溫度/°C T1T2T3450200200T4T5T613510085 T1-T6對應于爆炸氣體混合物的引燃溫度分組。 4.14如何選用防爆型儀表？答一般說來，可根據(jù)以下兩點來選用。 ①根據(jù)儀表安裝、使用場所的危險區(qū)域來選擇儀表的防爆型式：0區(qū)一一只能選ia型、S型（指專為0區(qū)設計的S型）；I區(qū)一一可能除n型以外的其他型式；2區(qū)一一所有防爆型式均可選；②根據(jù)可能出現(xiàn)的可燃性氣體、蒸氣的傳爆級別和引燃溫度組別，選擇儀表的防爆等級和最高允許表面溫度組別。可參見表8-3,該表是根據(jù)GB3836-1983歸納整理的。 表8-3可燃性氣體、蒸氣傳爆級別、引燃溫度組別舉例 組別級別T1（T>450C）T2（450CNT>300CT3（300CNT>200CT4（200CNTV135°CT5（135CNTV100CT6（100CNTV85C） IIA甲烷、乙烷、丙烷、苯乙烯、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、萘、一氣化碳、苯酚、甲酚、丙酮、醋酸甲酯，醋酸，氯乙烷，氯苯，氨，乙月青，苯胺丁烷、環(huán)戊烷，丙烯，乙苯，異丙苯，甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，甲酸甲酯，甲酸乙酯，醋酸乙酯，甲基丙烯酸甲酯，醋酸乙烯酯，二氯乙烷，氯乙烯，甲胺，二甲胺戊烷，乙烷，庚烷，辛烷，壬烷，癸烷，環(huán)已烷，松節(jié)油，石腦油，石油，汽油，燃料油，煤油，柴油，戊醇，已醇，環(huán)已醇乙醛，三甲胺亞硝酸乙酯 IIB丙炔，*，丙烯臘，氰化氫，民用煤氣乙烯，丁二烯，環(huán)氧乙烷，環(huán)氧丙烷，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，呋喃二甲醚，丁烯醛，丙烯醛，四氫呋喃，硫化氫乙基甲基醚，二乙醚，二柄醚，四氟乙烯IIC氯，水煤氣乙炔二硫化碳硝酸乙酯 說明：a、可燃性氣體，蒸氣的傳爆級別也是電氣設備的防爆級別，兩者是一致的，均分為IIA、IIB、IIC三級。b、可燃性氣體、蒸氣的引燃溫度組別與電氣設備最高表面溫度組別一一對應，如T4組氣體，引燃溫度為200CNT>135C。 4.15我國的防爆標志由哪幾部分構(gòu)成？分別說明其含義?答防爆標志一般由以下5個部分構(gòu)成： ①防爆標志EX—表示該設備為防爆電氣設備；②防爆結(jié)構(gòu)形式一表明該設備采用何種措施進行防爆，如d為隔爆型，p為正壓型；i為本安型等； ③防爆設備類別一分為兩大類，I為煤礦井下用電設備，II為工廠用電氣設備；④防爆級別一分為A、B、C三級，說明其防爆能力的強弱； ⑤溫度組別一分為T1~T6六組，說明該設備的最高表面溫度允許值。 4.16一臺儀表的防爆標志為EXdIIBT4，請說明其含義。答EX——防爆總標志； d——結(jié)構(gòu)形式，隔爆型； II——類別，工廠用； B——防爆級別，B級 T4——溫度組別，T4組，最高表面溫度W135C。4.17一聚酯電源接線箱的防爆標志為EXedIICT4，請說明其含義。 答EX——防爆總標志； ed——結(jié)構(gòu)形式，e：增安型，d：隔爆型； II——類別，工廠用； C——防爆級別，C級 T4——溫度組別，T4組，最高表面溫度<135Co 4.18一臺進口氣相色譜儀的防爆標志為EEXdpsIIB+H2T4，請說明其含義。 答EEX——歐洲共同體防爆總標志； dps——該儀表采用隔爆、正壓、特殊三種防爆措施；II——工廠用電氣設備； B——防爆級別，B級 +H2——也適用于H2場所（B級防爆不適用于H2,該儀表由于采取多種防爆措施，也可用于H2場所）； T4——表面最高溫升<135Co 4.19一臺日本產(chǎn)儀表的防爆標志為JISia3Ng4,請說明其含義。 答JIS——日本工業(yè)標準代號；ia——本質(zhì)安全防爆，ia級； 3n——防爆等級為3n，防所有3級爆炸性氣體，相當于我國的IIC； G4——溫度組別，相當于我國的T4o 說明JISia3nG4為日本原采用的防爆標志，現(xiàn)在日本已采用IEC標準，上述防爆標志現(xiàn)已標示為JISEXiaIICT4。 4.20一臺進口儀表的防爆標志為Classi,Divisionl,GroupB、C、D,T4A,請說明其含義。 答Classi-1級，可燃性氣體或蒸氣場所； Divisionl-1區(qū)，存在或可能形成爆炸或燃燒的場所；GroupB、C、D—適用于B、C、D組危險氣體存在的場所； T4A—最高表面溫度W120°C。上述防爆標志對應于我國的EXIIA、IIB、IICT4，可用于0區(qū)、1區(qū)危險場所。但應注意，該表不能用于乙炔場所。4.21一臺進口儀表的防爆標志如下，請說明其含義。UL/FM/CSAClass1，GroupB、C、D，T5Class3，GroupE、F，T5CENELECEEXedIICT5答UL——美國保險高試驗室； FM——美國工廠聯(lián)合研究會； CSA——加拿大標準協(xié)會； CENELEC——歐洲電工技術(shù)委員會。 說明該儀表的防爆性能已經(jīng)UL、FM、CSA、CENELEC測試認可。 Class1，GroupB、C、D，T5—適用于NEC規(guī)定的B、C、D組可燃氣體，表面溫度＜100Co Class2，GroupE、F，T5適用于NEC規(guī)定的E、F組粉塵，表面溫度W100C。 EEXedIICT5—符合EN標準（EN為歐共體標準代號，其防爆標準與IEC等效）、工廠用防爆儀表，增安、隔爆型，防爆等級C級，最高表面溫度W100C。4.22變送器輸出信號的傳輸距離有無限定？ 答現(xiàn)在生產(chǎn)的電容式變送器，供電都是24VDC，按儀表最大輸出22.5mA，最小工作電壓10.5VDV算，其負載電阻為600Q。對于隔爆變送器來說，只要導線電組和變送器帶的設備電阻之和不超過600Q，導線的傳輸距離沒有限定。但是對本安型變送器來說，導線的長度是有規(guī)定的。因為本安是一個系統(tǒng)，不單是一臺本安儀表，還包括關(guān)聯(lián)設備和外部配線在內(nèi)。關(guān)聯(lián)設備一般都是安全柵，它對導線的長度是有要求的，每種安全柵上都注有最大允許電感和最大允許電容。如果導線的分布電容和電感加上變送器未經(jīng)保護的電容和電感超過了規(guī)定范圍，儀表系統(tǒng)便是不本安的了。4.23在爆炸危險場所安裝儀表時有哪些要求？ 答①爆炸危險場所使用的儀表、電氣設備和安裝材料如接線盒、分線盒、端子箱等，必須具有經(jīng)本國授權(quán)機構(gòu)簽發(fā)的防爆合格證，安裝前應檢查其規(guī)格、型號是否符合設計要求，其外部應無損傷、裂紋。 ②在爆炸危險場所也可設置正壓防爆的儀表箱，內(nèi)裝非防爆型儀表及其他電氣設備，儀表箱的通風管必須保持暢通，在送電以前，應通入箱體積5倍以上的氣體進行置換。 ③爆炸危險場所1區(qū)內(nèi)的儀表配線，必須保證在萬一發(fā)生接地、短路、斷線等事故時，也不致形成點火源。因而電纜、電線必須穿管敷設，采用耐壓防爆的金屬管，穿線保護管之間以及保護管與接線盒、分線箱、拉線盒之間，均應采用圓柱管螺紋連接，螺紋有效嚙合部分應在5~6扣以上。需撓性連接時應采用防爆撓性連接管。 在2區(qū)內(nèi)的儀表配線，一般也應穿管，但只是為了保護電纜、電線的絕緣層不受外傷。 ④匯線槽、電纜溝、保護管穿過不同等級的爆炸危險場所分界線時，應采取密封措施，以防止爆炸性氣體從一個危險場所串入另一個危險場所。⑤保護管與現(xiàn)場儀表、檢測元件、電氣設備、儀表箱、分線箱、接線盒、拉線盒等連接時，應在連接處0.45m以內(nèi)安裝隔爆密封管件，對2in以上的保護管每隔15m應設置一個密封管件。4.24安裝本質(zhì)安全型儀表時，有哪些要求？ 答①不同系列的本質(zhì)安全型儀表及安全柵等關(guān)聯(lián)設備不應隨便混用，必須經(jīng)有關(guān)部門鑒定，確認其技術(shù)性能具有兼容性后方可互相替換。 ②本安關(guān)聯(lián)設備如安全柵、電流隔離器、緩沖放大器等，應安裝在安全場所一側(cè)，并可靠接地。 ③為防止本安系統(tǒng)的配線與本安關(guān)聯(lián)回路、一般回路的配線間發(fā)生混觸、靜電感應和電磁感應而引起危險，應采用穿管敷設。本安線路和非本安線路不應共同一根電纜或保護管。兩個以上不同系統(tǒng)的本安回路，也不應共同一根電纜（芯線分別屏蔽者除外）或共用同一根保護管（用屏蔽導線者除外）。 ④本安線路與非本安線路在同一匯線槽、電纜溝內(nèi)敷設時，應用接地的金屬板或絕緣隔離，否則應分開排列，間距大于50mm，并分別固定。 ⑤儀表盤內(nèi)本安和非本安線路的端子板應互相分開，間距大于50mm，否則應用絕緣板隔離，兩類線路應分開敷設，綁扎牢固。 ⑥本安線路的長度應使其分布電容和分布電感不超過儀表制造廠規(guī)定的最大允許值。⑦本安系統(tǒng)的配線一般應設置藍色標志。 ⑧本安線路一般不應接地，但當需要設置信號接地基準點時則接地，此接地點應是所有本安儀表系統(tǒng)接地導體的單一接地點，并與電源接地系統(tǒng)分開。五、儀表基礎知識有關(guān)壓力的一些解釋：1、大氣壓：地球表面上的空氣柱因重力而產(chǎn)生的壓力。它和所處的海拔高度、緯度及氣象狀況有關(guān)。2、差壓（壓差）：兩個壓力之間的相對差值。3、絕對壓力：介質(zhì)（液體、氣體或蒸汽）所處空間的所有壓力。絕對壓力是相對零壓力而言的壓力。4、表壓力（相對壓力）如果絕對壓力和大氣壓的差值是一個正值，那么這個正值就是表壓力，即表壓力=絕對壓力大氣壓＞0。5、負壓（真空表壓力）：和“表壓力“相對應，如果絕對壓力和大氣壓的差值是一個負值，那么這個負值就是負壓力，即負壓力=絕對壓力大氣壓＜0。6、靜態(tài)壓力：一般理解為“不隨時間變化的壓力，或者是隨時間變化較緩慢的壓力，即在流體中不受流速影響而測得的表壓力值‘。7、動態(tài)壓力：和“靜態(tài)壓力，相對應，“隨時間快速變化的壓力，即動壓是指單位體積的流體所具有的動能大小。"通常用1/2pV2計算。式中p一流體密度；v一流體運動速度。"HART協(xié)議和現(xiàn)場總線技術(shù)有哪些異同？HART和現(xiàn)場總線技術(shù)都可以實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的狀態(tài)、參數(shù)等進行遠程訪問。同時，兩種技術(shù)都支持在一條總線上連接多臺設備的聯(lián)網(wǎng)方式。HART和現(xiàn)場總線都采用設備描述，實現(xiàn)設備的互操作和綜合運用。所以，它們之間有一定的相似之處。它們之間的不同有以下四點：1）現(xiàn)場總線采用真正的全數(shù)字通信，而HART是以FSK方式疊加在原有的4?20mA模擬信號上的，因此可以直接聯(lián)入現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)中而不需要重新組態(tài)；2）現(xiàn)場總線多采用多點連接，HART協(xié)議一般僅在做監(jiān)測運用的時候才會采用多點連接方式；3）用現(xiàn)場總線組成的控制系統(tǒng)中，設備間可以直接進行通信，而不需要經(jīng)過主機干預；4）現(xiàn)場總線設備相對HART設備而言，可以提供更多的診斷信息。所以現(xiàn)場總線設備適用于高速的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中，而HART設備的優(yōu)越性則體現(xiàn)在與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容上。智能壓力/差壓變送器較模擬變送器有什么優(yōu)越性？智能化儀表的優(yōu)越性主要有：對儀表制造過程一一簡化調(diào)校過程、補償傳感器缺陷（如線性化、環(huán)境因素補償?shù)龋?、提高儀表性能、降低制造成本、可形成多參數(shù)復合儀表。對儀表安裝調(diào)試過程一一簡化安裝調(diào)試過程（如對線、清零）、降低安裝調(diào)試成本。對儀表運行過程一一提高測量質(zhì)量、有利于進行軟測量、便于儀表的維護校驗和資產(chǎn)管理（需要系統(tǒng)和設備管理軟件的支持）。壓力/差壓變送器有哪些選型原則？在壓力/差壓變送器的選用上主要依據(jù)：以被測介質(zhì)的性質(zhì)指標為準，以節(jié)約資金、便于安裝和維護為參考。如被測介質(zhì)為高黏度易結(jié)晶強腐蝕的場合，必須選用隔離型變送器。在選型時要考慮它的介質(zhì)對膜盒金屬的腐蝕，一定要選好膜盒材質(zhì)，變送器的膜盒材質(zhì)有普通不銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜盒材質(zhì)等。在選型時要考慮被測介質(zhì)的溫度，如果溫度高一般為200°C?400°C，要選用高溫型，否則硅油會產(chǎn)生汽化膨脹，使測量不準。在選型時要考慮設備工作壓力等級，變送器的壓力等級必須與應用場合相符合。從選用變送器測量范圍上來說，一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍，最好將使用的量程范圍設在它量程的1/4?3/4段，這樣精度會有保證，對于微差壓變送器來說更是重要。實踐中有些應用場合（液位測量）需要對變送器的測量范圍遷移，根據(jù)現(xiàn)場安裝位置計算出測量范圍和遷移量，遷移有正遷移和負遷移之分。為何變送器輸出固定在20.8mA?如何解決？變送器輸出固定在20.8mA，表示當前主過程變量大于傳感器的設定量程上限，儀表處于輸出飽和狀態(tài)?？梢赃M行以下幾項檢查：1）檢查設定的傳感器量程上限或傳感器極限量程是否大于或等于當前被測信號，確定所選的傳感器型號和設定量程的正確性；2）檢查導壓管是否存在泄漏或堵塞，如果使用引壓閥，檢查閥門是否完全打開；3）確認引入的被測信號是穩(wěn)定的輸入量；如果被測量是液體，確認不存在殘留氣體；如果被測量事干燥氣體，確認不存在液體；4）檢查傳感器法蘭測是否存在沉淀，法蘭是否有被腐蝕現(xiàn)象；5）如果是遠傳法蘭型變送器，檢查兩個被測信號間是否存在位差，計算由位差所引起的差壓是否大于傳感器量程；6）檢查供電電源是否在12V?24VDC之間；7）利用手持操作器對儀表進行自檢和參數(shù)讀取，檢驗是否智能電子部件故障或未經(jīng)初始化。變送器的維護包括哪些工作？變送器的維護工作主要包括以下幾個方面：1）巡回檢查：儀表指示情況，儀表示值有無異常；氣動變送器氣源壓力是否正常；電動變送器電源電壓是否正常；環(huán)境溫度、濕度、清潔狀況；儀表和工藝接口、導壓管和閥門之間有無泄漏、腐蝕。2）定期維護：定期檢查零點，定期進行校驗；定期進行排污、排凝、放空；定期對易堵介質(zhì)的導壓管進行吹掃，定期灌隔離液。3）設備大檢查：檢查儀表使用質(zhì)量，達到準確、靈敏，指示誤差、靜壓誤差符合要求，零位正確；儀表零部件完整無缺，無嚴重銹垢、損壞，銘牌清晰無誤，緊固件不得松動，接插件接觸良好，端子接線牢固；技術(shù)資料齊全、準確、符合管理要求。質(zhì)量流量控制器的工作壓差范圍是個什么概念?質(zhì)量流量控制器（MFC）中設置有一個氣體流量調(diào)節(jié)閥門，閥門能使通過控制器的流量從零調(diào)節(jié)到測量的滿量程，在工作的過程當中，控制器的入口和出口之間會產(chǎn)生一個氣壓降，即壓差。MFC的工作壓差范圍通常為0.1?0.3MPa，若壓差低于最低值（0.1MPa），有可能控制達不到滿量程值;若高于最高值（0.3MPa），有可能關(guān)閉時流量不能小于2%F.S。用戶使用MFC時，無論用戶工作的反應室是真空還是高壓，應做到使MFC進出氣兩端的壓差保持在所要求壓差范圍之內(nèi)，并且要求氣壓要相對穩(wěn)定。電磁流量計常見故障現(xiàn)象有哪些？電磁流量計常見故障現(xiàn)象有：（1）無流量信號；（2）輸出晃動；（3）零點不穩(wěn)；（4）流量測量值與實際值不符；（5）輸山信號超滿度值5類。經(jīng)常采用的檢查手段或方法及其檢查內(nèi)容有哪些？（1）通用常規(guī)儀器檢查（2）替代法利用轉(zhuǎn)換器和傳感器間以及轉(zhuǎn)換器內(nèi)務線路板部件間的互換性，以替代法判別故障所在位置。（3）信號蹤跡法用模擬信號器替代傳感器，在液體未流動條件下提供流量信號，以測試電磁流量轉(zhuǎn)換器。檢查首先從顯示儀表工作是否正常開始，逆流量信號傳送的方向進行。用模擬信號器測試轉(zhuǎn)換器，以判斷故障發(fā)生在轉(zhuǎn)換器及其后位儀表還足在轉(zhuǎn)換器的上位傳感器發(fā)生的。若足轉(zhuǎn)換器故障，如有條件可方便地借用轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器內(nèi)線路板作替代法調(diào)試；若是傳感器故障需要試調(diào)換時，因必須停止運行，關(guān)閉管道系統(tǒng)，因涉及面廣，常不易辦到。特別是大口徑流量傳感器，試換工程量大，通常只有在作完其他各項檢查，最后才下決心，卸下管道檢查傳感器測量管內(nèi)部狀況或調(diào)換。使用超聲波流量計應注意哪些問題？（1）根據(jù)介質(zhì)、流量及工作場地的不同，選擇合適的流量計型式；（2）根據(jù)不同型式的超聲波流量計以合理的方式安裝換能器;（3）定期維護，經(jīng)常檢查流量計工作狀態(tài)、顯示器的連接；（4）定期校準流量計。我廠污水排放測量用的是電磁流量計，流量計安裝前經(jīng)過了檢定，可計量數(shù)據(jù)一直和其他流量計指示的量值不一致，原因何在？極有可能是安裝位置不對。若流量計裝于系統(tǒng)的最高處，管道中的氣泡會嚴重影響計量精度；或流量計裝在流體向下流動的垂直管道上，有可能產(chǎn)生非滿管流。建議將流量計裝在系統(tǒng)位置較低的水平管道上或向上流動的垂直管道上，最好在系統(tǒng)中安裝消氣器或排氣閥什么是質(zhì)量流量計？什么是質(zhì)量流量控制器？質(zhì)量流量計，即MassFlowMeter（縮寫為MFM）,是一種精確測量氣體流量的儀表，其測量值不因溫度或壓力的波動而失準，不需要溫度壓力補償。質(zhì)量流量控制器，即MassFlowControlled縮寫為MFC）,不但具有質(zhì)量流量計的功能，更重要的是，它能自動控制氣體流量，即用戶可根據(jù)需要進行流量設定，MFC自動地將流量恒定在設定值上，即使系統(tǒng)壓力有波動或環(huán)境溫度有變化，也不會使其偏離設定值。簡單地說,質(zhì)量流量控制器就是一個穩(wěn)流裝置,是一個可以手動設定或與計算機聯(lián)接自動控制的氣體穩(wěn)流裝置。質(zhì)量流量計/質(zhì)量流量控制器的主要優(yōu)點是什么？（1）流量的測量和控制不因溫度或壓力的波動而失準。對于多數(shù)流量測控系統(tǒng)而言，很難避免系統(tǒng)的壓力波動及環(huán)境和介質(zhì)的溫度變化。對于普通的流量計，壓力及溫度的波動將導致較大的誤差；對于質(zhì)量流量計/質(zhì)量流量控制器，則一般可以忽略不計。（2）測量控制的自動化質(zhì)量流量計/質(zhì)量流量控制器可以將流量測量值以輸出標準電信號輸出。這樣很容易實現(xiàn)對流量的數(shù)字顯示、累積流量自動計量、數(shù)據(jù)自動記錄、計算機管理等。對質(zhì)量流量控制器而言，還可以實現(xiàn)流量的自動控制。通常，模擬的MFC/MFM輸入輸出信號為0?+5V或4?20mA,數(shù)字式MFC/MFM還配有RS232或RS485數(shù)字串行通訊口，能非常方便地與計算機連授進行自動控制。（3）精確地定量控制流量質(zhì)量流量控制器可以精確地控制氣體的給定量，這對很多工藝過程的流量控制、對于不同氣體的比例控制等特別有用。（4）適用范圍寬有很寬的工作壓力范圍，我們的產(chǎn)品可以從真空直到10MPa;可以適用于多種氣體介質(zhì)（包括一些腐蝕性氣體，如HCL）；有很寬的流量范圍，我們的產(chǎn)品最小流量范圍可達0?5sccm,最大流量范圍可達0?200slm。流量顯示的分辨率可達滿量程的0.1%,流量控制范圍是滿量程的2?100%（量程比為--50:1）,因此在很多領域得到廣泛應用。雷達物位測量裝置前景廣闊我國這些年工業(yè)發(fā)展迅速，種類逐漸齊全，而物位測量儀表作為工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的重要儀表，需求量很大。巨大市吸引力也造成了激烈的競爭。雖然目前國內(nèi)物位儀表生產(chǎn)廠家眾多，但大多是技術(shù)含量較低、精度比較低的產(chǎn)品，即便銷量可觀，經(jīng)濟效益也不可觀。怎樣的產(chǎn)品才能有效的占領國內(nèi)物位儀表市場呢，關(guān)鍵在于開發(fā)和生產(chǎn)先進，精確的高檔產(chǎn)品。根據(jù)有關(guān)機構(gòu)的調(diào)查顯示，在物位測量裝置的選購標準中，最受人們關(guān)注的因素依次是：精度，可靠性，耐久性，操作簡易度，價格，技術(shù)支持等。很明顯，精度是人們關(guān)心的首要參數(shù)。而很多市場預測也驗證了這一觀點。根據(jù)ARC咨詢集團的研究報告顯示，雷達物位測量裝置將是連續(xù)物位測量領域前景最被看好的測量裝置。當有效的控制成本和提高效益對于使用者越來越重要的時候，高精度的測量裝置變得越來越受歡迎。隨著價格的下降和人們對其技術(shù)的認可度不斷提高，雷達測量裝置在工業(yè)上的使用也變得越來越廣泛，而不是僅僅在油箱中使用。因此，雷達物位測量裝置以其技術(shù)上的不斷革新而占領著越來越大的市場份額°ARC預計全球雷達式物位儀表市場到2007年將達到3.88億美元，年增長率為10.3%。雷達式物位儀表取得這一可觀增長率時，其他物位測量技術(shù)正奮力爭取一位數(shù)的年增長率和許多傳統(tǒng)的水平測量工藝不同，雷達測量裝置具有非常高的精度，并能夠適應各種非常惡劣的測量環(huán)境，測量時不依賴過程密度，壓力和溫度等環(huán)境因素，制造商們利用這些優(yōu)點給使用者提供越來越好的產(chǎn)品。隨著雷達式物位技術(shù)進入其生命周期成熟期，其廣泛采用在很大程度上受其快速RO（投資回報）、低維護及高可靠性特點的驅(qū)動。用戶相信，雷達式物位儀表能提供高性價比，且即使在數(shù)量不斷增加的情況下也能順利實施。而作為一種首次用于罐儲量測量的物位測量技術(shù)，標志著雷達物位裝置已在更廣闊的過程物位測量領域中取得了重大進展。在ARC的研究報告中，接觸式和非接觸式物位測量裝置總體被分為3類：高端產(chǎn)品，中端產(chǎn)品和低端產(chǎn)品?？偟膩碚f，雷達測量裝置會有很好的市場前景，但仍然會受到傳統(tǒng)測量裝置的“挑戰(zhàn)"，供應商們最好根據(jù)自己的市場份額和整個市場的增長速度來制定自己的市場策略。目前被過程控制行業(yè)看好的回路供電測量儀表（Looppowereddevices），目前已經(jīng)非常普遍。此外，電池供電及無線雷達式物位儀表亦開始在市場上出現(xiàn)。各種相關(guān)技術(shù)的不斷進步和雷達式物位計的成本的有效控制，正有效的促進著雷達式物位儀表市場的不斷增長。用雷達式物位儀表來取代傳統(tǒng)物位測量技術(shù)，將為雷達供應商帶來巨大的商機。目前國內(nèi)常用的氣體傳感器有哪些？目前按照氣敏特性來分，主要分為：半導體型、電化學型、固體電解質(zhì)型、接觸燃燒型、光化學型等氣體傳感器，又以前兩種最為普遍。請介紹一下半導體型氣體傳感器的優(yōu)缺點。自從1962年半導體金屬氧化物陶瓷氣體傳感器問世以來，半導體氣體傳感器已經(jīng)成為當今應用最普遍、最實用的一類氣體傳感器。它具有成本低廉、制造簡單、靈敏度高、響應速度快、壽命長、對濕度敏感低和電路簡單等優(yōu)點。不足之處是必須在高溫下工作、對氣體或氣味的選擇性差、元件參數(shù)分散、穩(wěn)定性不理想、功率高等方面。半導體傳感器為什么需要加熱？半導體傳感器是利用一種金屬氧化物薄膜制成的阻抗器件，其電阻隨著氣體含量不同而變化。氣體分子在薄膜表面進行還原反應以引起傳感器電導率的變化。為了消除氣體分子達到初始狀態(tài)就必須發(fā)生一次氧化反應。傳感器內(nèi)的加熱器可以加速氧化過程，這也是為什么有些低端傳感器總是不穩(wěn)定，其原因就是沒有加熱或加熱電壓過低導致溫度太低反應不充分。電化學氣體傳感器是怎樣工作的？電化學氣體傳感器是通過檢測電流來檢測氣體的濃度，分為不需供電的原電池式以及需要供電的可控電位電解式，目前可以檢測許多有毒氣體和氧氣，后者還能檢測血液中的氧濃度。電化學傳感器的主要優(yōu)點是氣體的高靈敏度以及良好的選擇性。不足之處是有壽命的限制一般為兩年。半導體傳感器和電化學傳感器的區(qū)別？半導體傳感器因其簡單低價已經(jīng)得到廣泛應用，但是又因為它的選擇性差和穩(wěn)定性不理想目前還只是在民用級別使用。而電化學傳感器因其良好的選擇性和高靈敏度被廣泛應用在幾乎所有工業(yè)場合。固態(tài)電解質(zhì)氣體傳感器是怎樣的？顧名思義，固態(tài)電解質(zhì)就是以固體離子導電為電解質(zhì)的化學電池。它介于半導體和電化學之間。選擇性，靈敏度高于半導體而壽命又長于電化學，所以也得到了很多的應用，不足之處就是響應時間過長。接觸燃燒式氣體傳感器是怎樣的？接觸燃燒式氣體傳感器只能測量可燃氣體。又分為直接接觸燃燒式和催化接觸燃燒式，原理是氣敏材料在通電狀態(tài)下，可燃氣體在表面或者在催