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        影響HART協議智能壓力變送器(差壓)通訊的幾個問題
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        影響HART協議智能壓力變送器(差壓)通訊的幾個問題

        時間:2013-10-11

        【摘 要】:分析HART智能變送器通訊的幾個要素,以及在現場使用時智能變送器不通訊的幾個案例。ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

        【HART協議智能壓力變送器對通訊的要求】ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
            HART協議智能壓力變送器通訊的條件是迴路電阻≥250Ω,工作電壓在其通訊要求範圍內,例如3151壓力變送器的通訊要求是迴路電阻是250Ω時通訊非常低電壓爲18 V D C,電源連接方向正確。若這樣仍通訊,有以下原因。ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
        (1)通訊電纜沒有接好。檢查電纜插頭是否插緊,接線端子螺釘是否鬆動,確保接觸良好。ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
        (2)電纜位置不正確。手持終端相連可以接在接線端子A B上也可接在負載電阻R兩端CD,但是不能接在A D兩點。在電源和手持終端之間需要一個≥250Ω電阻,它的作用是防止低阻抗的電源對通訊信號分流,但R的阻值也不能太大要保證變送器的非常低工作電壓,這樣才保證手持終端從變送器讀取信息並將設定的組態參數送到變送器內存中。因爲電源低阻抗內阻很小,可以看作是短路,接到AD端等於通訊電纜兩端接在一點,所以無法通訊,也就無法讀取信息和設定組態參數,如圖1所示。ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

        變送器手持終端相連可以接在接線端子A B上也可接在負載電阻R兩端CDssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

        若上面的兩個條件滿足後仍不通訊,可以換一臺變送器排除通訊器的故障,這樣就可以確認是否是壓力變送器本身的故障。ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

        【2】會影響變送器通訊的幾個問題ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

        (1)電源電壓過低青島廣源發項目中200多臺3151B智能變送器在試生產過程中,不通訊,輸出錯誤,表頭顯示閃爍,嚴重影響用戶的生產計劃。經過查找測量電源電壓僅爲15V D C。因爲電源不是好立供電給安全柵,導致給變送器供電的安全柵電壓過低,致使變送器不能通訊且輸出不正常,更換電源後即可通訊,儀表輸出也正常。ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
        (2)電纜太長西安某高校定購用於石油項目試驗的一臺1151智能遠傳壓力變送器,用戶反映變送器不通訊。測量端子電壓正常,但是供電電纜卻很長,有600 m,經過分析原因是由於電纜過長,電纜電容大於H A R T通訊設備的非常大電容。H A RT通訊頻率較高1~2k H z左右,要求網絡T=RC(時間常數)不大於0.65μs。因此HART通訊設備及網絡的非常大電容限制了通訊的非常大距離。HART通訊非常大頻率計算公式:ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

        非常大電纜長度m=(160000-Cmaster )/CcablessC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

        式中:160 000根據HART通訊網絡允許的時間常數計算而得的常數,反映通訊網絡允許的非常大電容,單位PF;ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
        Cmaster爲控制系統或HART濾波器電容,PF;Ccable爲電纜分佈電容,PF/ m。ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
        電纜長度約有6 0 0 m,電纜C cable = 4 0 0 P F/m,Rcable:0.025Ω/m,爲計算方便假設Cmaster=0。ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
            非常大電纜長度Lm a x=160000/400=400<600m。實際Cmaster≠0(Cmaste改爲Cmaster)=實際允許非常大電纜長度<400m。ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
        網絡時間常數T = R C =(0 .0 2 5×6 0 0) ×(400×600)/1000000=3.6μs>0.65μsssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
            電纜的原因,使得網絡時間常數太大,導致通訊波形嚴重失真,而無法通訊,改用2.5sq的交聯電纜(Ccable爲90PF/m)(Cmaster改爲Ccable) 即可解決。ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

        (3)電磁幹擾ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
            中山化工有限公司裝置物料的6臺計量儀表,其中5臺3051差壓變送器。1臺HART協議渦街流量計,投運時僅1臺差壓變送器能正常工作,其餘均不通訊。在流量爲0時的1臺差壓變送器指示爲48%,一臺在0~25%週期變化,其餘顯示故障,現場電源電壓正常,在試驗室測量輸出及通訊均正常。在現場甩開原供電電纜採用臨時供電指示通訊均正常。可以確認是因爲線路幹擾導致儀表不通訊和誤指示。經過確認幹擾頻率爲2 kHz,影響了H A RT通訊器1200Hz和2200Hz的通訊頻率。頻率的產生是因爲電機/泵,爲了適應50Hz的電源使用了變頻器,其頻率設置爲2k Hz與H ART的通訊頻率十分相近,使它不能正確的響應通訊器,甚至按此信號錯誤地轉換爲電流輸出或其他錯誤的操作方式。將儀表電纜與動力電纜槽架的距離加大即解決問題。ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

            電磁幹擾,通常在排除電源電壓,迴路電阻,連線正確,線路通暢之後,還有不通訊的問題發生需要考慮電磁幹擾的問題,通常現場的問題是試驗室難以復現的,儘管壓力變送器通過了各種電磁兼容試驗在現場也可能出現各種各樣被幹擾的問題。在測量過程中這些幹擾若不能很好的處理將歪曲測量結果,嚴重時甚至使儀表或控制系統完全不能工作。爲了避免電磁幹擾的發生,信號線要採用扭絞、屏蔽、接地、濾波等方法,將儀表的信號線與動力電纜之間的距離加大,導線縮短,儘可能避免平行佈線,對變壓器等幹擾源件進行磁屏蔽等。ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

        【3】 結束語ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
            智能變送器的通訊功能對於用戶來說是非常重要的。因爲壓力變送器如果不通訊即使可以工作,智能表就將和模擬表的功能一樣,體現不出智能表的優勢,沒有遠程改組態參數的功能,遠程查看PV值等功能,這樣就會給用戶帶來極大的不便。ssC壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

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