3351電容式智能變送器

電容式智能變送器是以微處理為核心的壓力儀表，它在傳統電容式變送器的結構上增加了通訊和其它功能。用通讀手操器或采用 HART 協議的其它主機可在控制室、變送器現場或只要同控制回路相連的任何地方同它進行雙向通訊（讀、寫數據和診斷）。

一、主要特點

智能變送器除了一般電容式變送器的固有特點外，還具有如下特點：

• 微處理器的使用使智能變送器的靈活性增大、功能增強

• 智能電子部件僅用一塊板組成，優越性更強，可靠性更高

• 量程比 10 ： 1 或 100 ： 1

• 量程范圍寬： 0~25Pa~42MPa

• 就地按鍵調整零點和量程

• 可更新現存的各種 3351 模擬式變送器為智能變送器

• 符合 HART 協議，可用 HART 通訊器與本智能表進行雙向通訊而不中斷輸出信號

• 具有自診斷和遠程診斷功能

• 帶有 EEPROM ，不怕斷電丟失數據

二、工作原理

上圖中敏感元件測得的壓力信號，通過振蕩和解調環節轉換成與壓力成正比的直流信號， A /D 轉換器將此電流轉換成數字信號，其值被微處理器用來判定輸入壓力值。

微處理器控制變送器的工作。另外，它還進行傳感器線性化、重置測量范圍、工作單位換算、阻尼、開方、傳感器微調等運算，以及診斷和數字通訊。

D/A 轉換器把微處理器來的并經校天過的數字信號轉換為 4~20mA 模擬信號并送到輸出回路。

EEPROM 保存所有組態、特性化和數字微調數據，這些數據可用變送器軟件修改。數據存貯在 EEPROM 內，即斷電也保存完整。

數字通信線路為變送器提供一個與外部設備（采用 HART 協議的控制系統）的連接接口。此線路檢測疊加在 4~20mA 信號上的數字信號，并通過回路傳送所需信息。

三、主要特點

輸出信號：二線制 4~20mA 直流信號上疊加數字信號，由用戶

自由選擇線性或開方輸出。

供電電源： 12~45VDC ，帶數字顯示表為 15~45VDC ，

一般工作電源為 24VDC 。

顯示器： 線性指示 0~100% ； 3 1/2 位數字顯示。

故障報警：輸出高于 22mA 或低于 3.8mA 自動報警，報警高

低通過電子部件上開頭進行選擇。

變送器狀態寫保護：撥動電子部件上開關可以防止變送器組態的改變。

四、技術參數

（參比條件：無遷移、充硅油和隔離膜片為 316L 不銹鋼情況下）

精確度 ：對 DP 、 GP 變送器量程代號 4~8 為 ± 0.2% （量程比 10 ： 1 以內； 3351 變送器可達 0.075% ），其

它變送器量程范圍為 ± 0.25%

穩定性 ：十二月內不超過變送器精度。

溫度影響：（對于 DP 、 GP 變送器量程代號為 4~9 、 0 ），總誤差＜± 0.3% 最大量程限值，每變化 10 ℃ ；其它變送器和其它量程，以上誤差值將增一倍。

靜壓影響： DP 類零位誤差；對于 14MPa ， ± 0.25% 最大量程移限值或 ± 0. 5% 最大量程限值（量程代號為 3 ），在管道壓力下通過調零給予校正。

HP 類零位誤差 ± 0.2% 最大量程限值，對于 32MPa ；在管道壓力下通過調零給予校正。

量程誤差； ± 0.25% 輸入讀數，每變化 7MPa 。

振動影響： ± 0.1% 最大量程值， 10~60HZ ， S ＝ 0.07mm ， 60~150HZ ， g ＝ 9.8m/S 2 在任何方向上。

電源影響：小于 0.005% 輸出量程 V 。

電磁輻射影響： 0.1 最大量程值，接受輻射頻率 27~500mHZ ，試驗場強 3V/m 。

安裝位置影響：當工作膜片不垂直時，可能產生不大于 0.24KPa 地零位誤差，此誤差可能通過調零位來消除，對量程無影響。

結構材料：壓力容室、接頭、泄放閥、隔離膜片等與介質接觸的零件材料見各種型號的選型表。

電氣聯接：變送器外殼有 2 個 M20*1.5 螺孔，或 NPT1/2 內螺紋用以連接電纜管，殼體內有接線端子和測量墊片，用以測試。如與通訊器相連時，則必須固定在測量墊片上。

五、智能電子部件

采用先進的集成電路及表面貼裝（ SMT ）技術，變送器的電子部件由一塊電路板組成。

變送器的微處理器控罎 A/D 和 D/A 轉換的工作，也能完成自診斷及實現數字通訊。

工作時，一個數字壓力值被微處理器所處理，并作為數字儲存，以確保精密的修正和工程單位的轉換。

此外，微處理器也能完成傳感器的線性化、量程比、阻尼時間 以及其它功能， EEPROM 存儲所有的組態、

特性貨及數字微調的參數，存儲器為非易失性的，因此，即使斷電，所有存儲的數據仍能完成保持，以隨

時實現智能的通訊。

軟 件：通過一臺 HART 通讀器對智能變送器進行測試和組態。或者通過任意的支持 HART 通訊協議的上位系統完成通訊。 HART 協議使用工業標準的 BELL202 移頻鍵控（ FSK ）技術，以 1200HZ 或 2200HZ 的數字信號疊加在 4~20mA 的信號上實現通訊。通訊時頻率信號對 4~20mA 的過程不產生任何干擾。

自診斷 ：智能變送器可完成連續地自診斷。如果變送器被檢測出故障，則變送器的輸出由用戶可選擇大

于 22mA 或小于 3.8mA 其中一個值，并且任何的 HART 上位機設備均能顯示該變送器自診斷的特殊信息代碼。

格式化 ：格式化功能是在變送器進行初紹化設定和對數字電子部件進行維護時使用的，標準的格式化菜

單提供了兩個功能：特性化和數字微調。

特性化：盡管智能變送器在出廠時就己被特性化處理好，但用戶仍可以使用這一功能將現有模擬變送器作一些得單的更新，使它轉換為智能型。特性化功能：調節 3351 智能電容式變送器的電子部件，讓它正確地反映傳感器的輸出。

數字微調：本功能允許對變送器的特性進行數字標定，以達到制造廠標定的壓力標準值。

數字微調包括兩種獨立的操作。

• 傳感器微調：可以調節數字過程變化量的讀數，使之精確反映壓力輸入；

• 模擬輸出調整：使儀表的數字電流與儀表的 4~20mA 模擬輸出電流一致。

組 態：標準組態：除非特別指定，否則將按下列線態供貨；

工程單位 -KPa ； 4mA~0KPa ； 20mA- 量程上限值；輸出一線性。

軟件標簽：空白［軟件標簽（ 8 個字符），除非指明，否則是空白］

特殊組態：除標準組態參數外，用戶還可以指定下表附加的數據。 表 24

描述符

16 字符

　

隔離膜片材料

類型碼信息

信息

32 字符

傳感器充液

類型碼信息

日期

日月年

排液 / 排氣

類型碼信息

阻尼

秒

一體化表頭

己安裝或沒有

遠傳膜盒

特定的信息

　 　

法蘭材質

類型碼信息

故障報警模式

高或低

O 型圈材料

類型碼信息

參數寫保護

關或開

　

六、現場連線

七、總線通訊