變送器范文10篇

摘要：傳感器和變送器在儀器、儀表和工業(yè)自動化領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用。與傳感器不同，變送器除了能將非電量轉(zhuǎn)換成可測量的電量外，一般還具有一定的放大作用。本文簡單地介紹了各類變送器的特點，以供使用者選用。

關(guān)鍵詞：傳感器變送器選用

一、一體化溫度變送器

一體化溫度變送器一般由測溫探頭（熱電偶或熱電阻傳感器）和兩線制固體電子單元組成。采用固體模塊形式將測溫探頭直接安裝在接線盒內(nèi)，從而形成一體化的變送器。一體化溫度變送器一般分為熱電阻和熱電偶型兩種類型。

熱電阻溫度變送器是由基準(zhǔn)單元、R/V轉(zhuǎn)換單元、線性電路、反接保護(hù)、限流保護(hù)、V/I轉(zhuǎn)換單元等組成。測溫?zé)犭娮栊盘栟D(zhuǎn)換放大后，再由線性電路對溫度與電阻的非線性關(guān)系進(jìn)行補償，經(jīng)V/I轉(zhuǎn)換電路后輸出一個與被測溫度成線性關(guān)系的4～20mA的恒流信號。

熱電偶溫度變送器一般由基準(zhǔn)源、冷端補償、放大單元、線性化處理、V/I轉(zhuǎn)換、斷偶處理、反接保護(hù)、限流保護(hù)等電路單元組成。它是將熱電偶產(chǎn)生的熱電勢經(jīng)冷端補償放大后，再帽由線性電路消除熱電勢與溫度的非線性誤差，最后放大轉(zhuǎn)換為4～20mA電流輸出信號。為防止熱電偶測量中由于電偶斷絲而使控溫失效造成事故，變送器中還設(shè)有斷電保護(hù)電路。當(dāng)熱電偶斷絲或接解不良時，變送器會輸出最大值（28mA）以使儀表切斷電源。一體化溫度變送器具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省引線、輸出信號大、抗干擾能力強(qiáng)、線性好、顯示儀表簡單、固體模塊抗震防潮、有反接保護(hù)和限流保護(hù)、工作可靠等優(yōu)點。一體化溫度變送器的輸出為統(tǒng)一的4～20mA信號；可與微機(jī)系統(tǒng)或其它常規(guī)儀表匹配使用。也可用戶要求做成防爆型或防火型測量儀表。

摘要：從HART協(xié)議智能變磅器的功能和協(xié)議要求出發(fā)，在詳細(xì)討論、分析HART協(xié)議智能變送器的設(shè)計重點、難點和技術(shù)關(guān)鍵的基礎(chǔ)上，設(shè)計完整的HART協(xié)議智能壓力/差壓變送器的實用電路。它可以實現(xiàn)HART協(xié)議智能變送器的基本功能。

關(guān)鍵詞：HART協(xié)議智能變送器現(xiàn)場總線數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信

概述

現(xiàn)場總線技術(shù)是當(dāng)前自動檢測技術(shù)的熱點之一。從現(xiàn)場總線技術(shù)形成來看，它是控制、計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果；而智能儀表則為現(xiàn)場總線的出現(xiàn)和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。自1983年Honeywell推出智能儀表--Smar變送器之后，世界各廠家都相繼推出各有特色的智能儀表。為解決開放性資源的共享問題，從用戶到廠商都強(qiáng)烈要求形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)現(xiàn)場總線技術(shù)的形成。目前，幾種有影響的現(xiàn)場總線技術(shù)有：基金會現(xiàn)場總線、LonWorks、PROFIBUS、CAN、HART，除HART外，均為全數(shù)字化現(xiàn)場總線協(xié)議。

全數(shù)字化意味著將取消傳統(tǒng)的模擬信號的傳送方式，而要求每一個現(xiàn)場設(shè)備都具有智能及數(shù)字通信能力，使得操作人員或其他設(shè)備（傳感器、執(zhí)行器等）向現(xiàn)場發(fā)送指令（如設(shè)定值、量程、報警值等），同時也能實時地得到現(xiàn)場設(shè)備各方面的情況（如測量值、環(huán)境參數(shù)、設(shè)備運行情況及設(shè)備校準(zhǔn)、自診斷情況、報警信息、故障數(shù)據(jù)等）。此外，原來由主控制器完成的控制運算也分散到了各個現(xiàn)場設(shè)備上，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。現(xiàn)場總線技術(shù)關(guān)鍵之處在于系統(tǒng)的開放性，強(qiáng)調(diào)對標(biāo)準(zhǔn)的共識與遵從，打破了傳統(tǒng)生產(chǎn)廠家各自獨立標(biāo)準(zhǔn)的局面，保證了來自不同廠家的產(chǎn)品可以集成到同一個現(xiàn)場總線系統(tǒng)中，并且可以通過網(wǎng)關(guān)與其他系統(tǒng)共享資源。

目前，一方面現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)正處在完善和發(fā)展階段，另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的基于4～20mA的模擬設(shè)備還在廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制信各個領(lǐng)域。因此，馬上全數(shù)字化是不現(xiàn)實的。為滿足從模擬到全數(shù)字的過渡，HART協(xié)議應(yīng)運而生。HART采用頻移鍵控（FSK）技術(shù)。它基于Bell202通信標(biāo)準(zhǔn)，在4～20mA模擬信號上疊加不同的頻率信號（2200Hz表示"0"，1200Hz表示"1"）來傳送數(shù)字信號（見圖3）。HART協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸速率為1200bps（位/秒）。HART現(xiàn)場總線（簡稱HF）系統(tǒng)采用主從工作方式：主機(jī)為1臺IBM-PC機(jī)；從機(jī)為1臺或多臺遵守HART協(xié)議的HF智能變送器。當(dāng)從機(jī)只有1臺HF智能變送器，即智能變送器工作在點-點方式下時，可繼續(xù)使用傳統(tǒng)的4～20mA信號進(jìn)行模擬傳輸，而測量、調(diào)整和測試數(shù)據(jù)用數(shù)字方式傳輸；當(dāng)從機(jī)為多臺HF智能變送器時，即智能變送器工作在多站方式下時，4～20mA信號作廢，每臺變送器工作電流為4mA左右。所有測量，調(diào)整和測試數(shù)據(jù)均用數(shù)字方式傳輸。由于每臺HF變送器有惟一的編號，所以主機(jī)能對每一臺變送器進(jìn)行操作。HART提供設(shè)備描述語言（DDL），以確保互操作性。應(yīng)該指出，HART被認(rèn)為是事實上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但它本身并不算現(xiàn)場總線（模擬和數(shù)字的混合），只能說是現(xiàn)場總線的雛形，是一種過渡協(xié)議。由于4～20mA模擬信號標(biāo)準(zhǔn)將在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)存在，所以研究HART協(xié)議仍具有重要意義。

摘要：首先介紹了XTR系列集成電流變送器的產(chǎn)品分類及主要特點，然后闡述了XTR115的工作原理，最后介紹了XTR115及XTR101的典型應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電流變送器；電流環(huán)；應(yīng)變橋；保護(hù)電路

引言

集成電流變送器亦稱電流環(huán)電路，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理的不同可劃分成以下兩種類型：一種是電壓／電流轉(zhuǎn)換器，亦稱電流環(huán)發(fā)生器，它能將輸入電壓轉(zhuǎn)換成4～20mA的電流信號（典型產(chǎn)品有1B21，1B22，AD693，AD694，XTR101，XTR106和XTR115）；另一種屬于電流／電壓轉(zhuǎn)換器，也叫電流環(huán)接收器（典型產(chǎn)品為RCV420）。上述產(chǎn)品可滿足不同用戶的需要。

XTR系列是美國BB（BURR－BROWN）公司生產(chǎn)的精密電流變送器，該公司現(xiàn)已并入TI公司。該系列產(chǎn)品包括XTR101，XTR105，XTR106，XTR110，XTR115和XTR116共6種型號。其特點是能完成電壓／電流（或電流／電流）轉(zhuǎn)換，適配各種傳感器構(gòu)成測試系統(tǒng)、工業(yè)過程控制系統(tǒng)、電子秤重儀等。

1XTR系列產(chǎn)品的分類及性能特點

生產(chǎn)過程監(jiān)視和控制要用到多種自動化儀表、計算機(jī)及相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。過程中的信號既有微弱到毫伏級的小信號,又有數(shù)十伏的大信號，甚至還有高達(dá)數(shù)千伏、數(shù)百安培的信號要處理。從頻率上講，有直流低頻范圍的，也有高頻/脈沖尖峰。設(shè)備儀表間的互相干擾就成為系統(tǒng)調(diào)試中必須要解決的問題。除了電磁屏蔽之外，解決各種設(shè)備儀表的“地”，即信號參考點的電位差，將成為重要課題。因為不同設(shè)備、儀表的信號要互傳互送，那就存在信號參考點問題。換句話說，要使信號完整傳送，理想化的情況是所有設(shè)備儀表的信號有一個共同的參考點，即共有一個“地”。進(jìn)一步講，所有設(shè)備儀表信號的參考點之間電位差為“零”。但是在實際環(huán)境中，這一點幾乎是不可能的，這里面除了各個設(shè)備儀表“地”之間的連線電阻產(chǎn)生的電壓降之外，尚有各種設(shè)備儀表在不同環(huán)境受到的干擾不同，以及導(dǎo)線接點經(jīng)受風(fēng)吹雨淋導(dǎo)致接點質(zhì)量下降等諸多因素，致使各個“地”之間有差別。

圖中標(biāo)明有兩個現(xiàn)場設(shè)備1＃、2＃儀表向PLC傳送信號以及PLC向兩臺現(xiàn)場設(shè)備3＃、4＃儀表發(fā)出信號。假定傳送信號均為0-10VDC。理想情況下PLC及兩個現(xiàn)場設(shè)備1＃、2＃儀表“地”電位完全相等，傳送過程中又沒有干擾。這樣從PLC輸入來看，接收正確。但如前所述，兩個現(xiàn)場設(shè)備通常有“地”電位差。舉例來講，1#設(shè)備“地”與PLC“地”同電位，2#設(shè)備比它們的“地”電位高0.1V，這樣1#設(shè)備給PLC的信號為0-10V，而2#設(shè)備給PLC的為0.1V-10.1V,誤差就產(chǎn)生了.同時1#、2#設(shè)備的“地”線在PLC匯合聯(lián)接，將0.1V電壓施加在PLC地線條上，可能損壞PLC局部“地”線。同時顯示錯誤的數(shù)據(jù)。由此引起的問題在現(xiàn)場調(diào)試中屢有出現(xiàn)。例如某大型建材公司生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)使用美國AB-PLC外接國內(nèi)某廠家手操器。AB-PLC的每個數(shù)據(jù)采集板由八個通道組成，八個通道共用一個12位A/D，模擬量經(jīng)過變換后由12個光耦隔離器實現(xiàn)與主機(jī)隔離。它的八個通道輸入之間沒有隔離，致使在輸入信號時，每個通道單獨輸入到采集板均正常。但是同時輸入兩個或多于兩個外部信號時，顯示數(shù)字亂跳故障無法排除。又如航天某部門使用K型熱偶作為傳感器測試發(fā)動機(jī)各點溫度。同上述相似，僅測試一個點時正常。但是向主機(jī)接入兩點或兩點以上溫度信號時，顯示的溫度值明顯錯誤。這兩種情況在使用隔離器后，都正常了。

隔離器之所以能起到這個作用，就是它具有使輸入/輸出在電氣上完全隔離的特點。換句話講，輸入/輸出之間沒有共同“地”，外來信號不管是0-10V，或帶著共模干擾電壓的0-10V經(jīng)隔離后均為0-10V。即隔離后新建立的“地”與外部設(shè)備儀表“地”沒關(guān)系。正是由于這個原因，也實現(xiàn)了輸入到PLC主機(jī)的多個外接設(shè)備儀表信號之間隔離，即它們之間沒有“地”的關(guān)系。

上面談了輸入信號和PLC信號的隔離，同樣PLC向外部設(shè)備輸出信號也有類似現(xiàn)象問題。顯然采用隔離器就能解決問題。

這類電壓/電壓隔離器及電壓/電流隔離轉(zhuǎn)換器的產(chǎn)品型號是WS1521、WS1522。

1．不管PLC向外部設(shè)備儀表發(fā)送信號，還是外部設(shè)備儀表向其他設(shè)備發(fā)送信號，有一種情況經(jīng)常遇到：要求一個信號即能向顯示儀表輸送信號，又能傳送給諸如變頻器之類的設(shè)備。這就有可能在兩個設(shè)備之間產(chǎn)生干擾，若要徹底解決干擾問題，推薦使用隔離式信號分配器，它的二個輸出之間也是隔離的。它能實現(xiàn)輸入信號與外部設(shè)備隔離，同時實現(xiàn)接收信號設(shè)備之間隔離。

1概述

目前，配網(wǎng)自動化的發(fā)展已較為成熟，各類配網(wǎng)自動化產(chǎn)品也種類繁多，但針對通信規(guī)約及通信信息的員工配網(wǎng)自動化培訓(xùn)系統(tǒng)缺少。本文設(shè)計了一個配網(wǎng)自動化信息工程實驗系統(tǒng)，系統(tǒng)能模擬配網(wǎng)主站SCADA及數(shù)據(jù)庫的功能；能完全實現(xiàn)FTU的三遙功能，能在FTU及配網(wǎng)主站展示通信報文信息；FTU的獨特設(shè)計之處有大屏幕顯示菜單并操作。

2實驗系統(tǒng)簡介

本文設(shè)計的配網(wǎng)自動化信息工程實驗系統(tǒng)用單相220V交流電模擬10kV配電網(wǎng)，設(shè)計的配網(wǎng)自動化信息工程實驗系統(tǒng)主要包括配網(wǎng)主站與FTU（FeederTerminalUnit）兩個部分，配網(wǎng)主站與FTU可以按104規(guī)約進(jìn)行通信，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。配網(wǎng)自動化模擬主站在PC機(jī)上采用C++Builder軟件仿真設(shè)計,充分利用其C++語法結(jié)構(gòu)的特點與友好的圖形界面，設(shè)計出了配網(wǎng)仿真線路與良好的人機(jī)交互界面，實現(xiàn)了遙測、遙信、遙控、對時、SOE時間順序記錄等功能。配網(wǎng)終端FTU裝置是本次設(shè)計的重點，主要采用STM32F407開發(fā)板設(shè)計，具有信息采集、繼電保護(hù)、人機(jī)交互、命令執(zhí)行等功能。

3實驗系統(tǒng)設(shè)計介紹

3.1配網(wǎng)主站功能仿真。配網(wǎng)主站設(shè)計遵循“一體化”的設(shè)計原則，設(shè)計的配網(wǎng)SCADA系統(tǒng)主要包括：人機(jī)交互模塊、通信服務(wù)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊，其系統(tǒng)模塊如圖2所示。人機(jī)交互模塊負(fù)責(zé)為操作員提供可視化的操作界面，主要包括：配網(wǎng)節(jié)點運行信息顯示、104報文內(nèi)容顯示、功能按鈕實現(xiàn)。通信服務(wù)模塊負(fù)責(zé)建立網(wǎng)絡(luò)連接、提供外部數(shù)據(jù)源，主要包括：網(wǎng)絡(luò)管理、接收與發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)創(chuàng)建。通信功能是通過SOCKET控件實現(xiàn)的，配網(wǎng)自動化主站作為數(shù)據(jù)請求方，在TCP連接中為客戶端，在C++Builder中調(diào)用ClientSocket控件即可實現(xiàn)。數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)，主要包括：信號判別、標(biāo)度變換、命令生成等等，信號判別是對開關(guān)分合狀態(tài)的判斷，方法為：判斷相應(yīng)標(biāo)志位，其中：“0”表示開關(guān)斷開、“1”表示開關(guān)閉合；標(biāo)度變換的內(nèi)容是將接收到的電壓電流值還原為工程一次值。數(shù)據(jù)庫管理模塊主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢。數(shù)據(jù)庫采用SQLServer軟件設(shè)計，C++Builder軟件通過ADO相關(guān)控件對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問與操作。3.2FTU軟硬件設(shè)計。FTU的設(shè)計基于STM32F4開發(fā)板，其硬件模塊如圖3所示，開發(fā)板搭載了電源模塊電路、JTAG接口電路、復(fù)位電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、通信接口電路、LCD液晶顯示電路，此外通過開發(fā)板外部的擴(kuò)展IO口設(shè)計了開關(guān)量輸入/出電路。FTU的軟件系統(tǒng)是基于UCOS-III操作系統(tǒng)設(shè)計的，該操作系統(tǒng)的多任務(wù)管理有利于軟件系統(tǒng)的模塊化設(shè)計，故FTU軟件系統(tǒng)也按模塊進(jìn)行設(shè)計。其任務(wù)模塊如圖4所示，包括人機(jī)交互模塊、通信任務(wù)模塊、遙控量輸出、遙信量采集、遙測量采集、實時時鐘區(qū)，其中人機(jī)交互模塊由Emwin圖形顯示與觸摸屏任務(wù)兩部分組成。配網(wǎng)終端FTU的主要任務(wù)是監(jiān)測控制、通信等基本任務(wù)，故對系統(tǒng)任務(wù)進(jìn)行劃分時，首先要考慮在出現(xiàn)故障的情況下，系統(tǒng)能夠運行基礎(chǔ)的任務(wù)，并對出現(xiàn)的故障向主站實時反饋。根據(jù)對各個任務(wù)重要程度的判斷，F(xiàn)TU軟件系統(tǒng)把任務(wù)劃分為7個優(yōu)先級，內(nèi)核任務(wù)占前五個優(yōu)先級，故用戶任務(wù)優(yōu)先級從6開始設(shè)計，設(shè)計的任務(wù)優(yōu)先級如表1所示。從表1中可以看出，遙信量采集與遙控量采集任務(wù)優(yōu)先級較高，故障出現(xiàn)時，F(xiàn)TU根據(jù)采集到的故障數(shù)據(jù)判斷故障跳開繼電器。TCP服務(wù)器任務(wù)優(yōu)先級為8，在FTU采集到的遙測量遙信量后，F(xiàn)TU立即上傳數(shù)據(jù)，若收到主站下發(fā)遙控命令，F(xiàn)TU立即執(zhí)行要命令。EMWINDEMO任務(wù)與TOUCH任務(wù)分別實現(xiàn)了圖形顯示與觸摸的功能，任務(wù)優(yōu)先級最低。3.3數(shù)據(jù)采集與開關(guān)控制電路。在STM32F407開發(fā)板外專門設(shè)置了數(shù)據(jù)采集與開關(guān)控制電路，其中數(shù)據(jù)采集電路主要功能是采集電壓、電流值，有通過交流采樣采集電壓電流值與變送器采集電壓電流值兩種方法，本次設(shè)計采用變送器采集電壓電流值，采用由迅鵬公司生產(chǎn)的變送器，其中電流變送器型號為YPD-I-A1-P5-O1，電壓變送器型號為YPD-U-A1-P5-O1，電壓變送器與電流變送器工作電源都為220V交流電。電流變送器的輸入電流范圍為：0-1A，輸出電壓范圍：0-5V。電壓變送器輸入電流范圍為：0-1A，輸出電壓范圍：0-5V。輸出的信號均為模擬信號，該信號輸入STM32F407的A/D轉(zhuǎn)換通道后變位數(shù)字信號。本次設(shè)計的繼電器跳合閘模塊采用SONGLE公司生產(chǎn)的1路帶光耦隔離的繼電器模塊，芯片接線原理如圖5所示。該模塊采用貼片式光耦隔離，驅(qū)動性能好，觸發(fā)電流不大（5mA）。本次設(shè)計的小型交流電路系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下電流為90mA左右，完全滿足觸發(fā)要求。觸發(fā)方式有兩種可供選擇：高電平觸發(fā)和低電平觸發(fā)，另外，繼電器模塊的強(qiáng)大的容錯設(shè)計可有效避免繼電器誤動作。

生產(chǎn)過程監(jiān)視和控制要用到多種自動化儀表、計算機(jī)及相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。過程中的信號既有微弱到毫伏級的小信號,又有數(shù)十伏的大信號，甚至還有高達(dá)數(shù)千伏、數(shù)百安培的信號要處理。從頻率上講，有直流低頻范圍的，也有高頻/脈沖尖峰。設(shè)備儀表間的互相干擾就成為系統(tǒng)調(diào)試中必須要解決的問題。除了電磁屏蔽之外，解決各種設(shè)備儀表的“地”，即信號參考點的電位差，將成為重要課題。因為不同設(shè)備、儀表的信號要互傳互送，那就存在信號參考點問題。換句話說，要使信號完整傳送，理想化的情況是所有設(shè)備儀表的信號有一個共同的參考點，即共有一個“地”。進(jìn)一步講，所有設(shè)備儀表信號的參考點之間電位差為“零”。但是在實際環(huán)境中，這一點幾乎是不可能的，這里面除了各個設(shè)備儀表“地”之間的連線電阻產(chǎn)生的電壓降之外，尚有各種設(shè)備儀表在不同環(huán)境受到的干擾不同，以及導(dǎo)線接點經(jīng)受風(fēng)吹雨淋導(dǎo)致接點質(zhì)量下降等諸多因素，致使各個“地”之間有差別。

圖中標(biāo)明有兩個現(xiàn)場設(shè)備1＃、2＃儀表向PLC傳送信號以及PLC向兩臺現(xiàn)場設(shè)備3＃、4＃儀表發(fā)出信號。假定傳送信號均為0-10VDC。理想情況下PLC及兩個現(xiàn)場設(shè)備1＃、2＃儀表“地”電位完全相等，傳送過程中又沒有干擾。這樣從PLC輸入來看，接收正確。但如前所述，兩個現(xiàn)場設(shè)備通常有“地”電位差。舉例來講，1#設(shè)備“地”與PLC“地”同電位，2#設(shè)備比它們的“地”電位高0.1V，這樣1#設(shè)備給PLC的信號為0-10V，而2#設(shè)備給PLC的為0.1V-10.1V,誤差就產(chǎn)生了.同時1#、2#設(shè)備的“地”線在PLC匯合聯(lián)接，將0.1V電壓施加在PLC地線條上，可能損壞PLC局部“地”線。同時顯示錯誤的數(shù)據(jù)。由此引起的問題在現(xiàn)場調(diào)試中屢有出現(xiàn)。例如某大型建材公司生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)使用美國AB-PLC外接國內(nèi)某廠家手操器。AB-PLC的每個數(shù)據(jù)采集板由八個通道組成，八個通道共用一個12位A/D，模擬量經(jīng)過變換后由12個光耦隔離器實現(xiàn)與主機(jī)隔離。它的八個通道輸入之間沒有隔離，致使在輸入信號時，每個通道單獨輸入到采集板均正常。但是同時輸入兩個或多于兩個外部信號時，顯示數(shù)字亂跳故障無法排除。又如航天某部門使用K型熱偶作為傳感器測試發(fā)動機(jī)各點溫度。同上述相似，僅測試一個點時正常。但是向主機(jī)接入兩點或兩點以上溫度信號時，顯示的溫度值明顯錯誤。這兩種情況在使用隔離器后，都正常了。

隔離器之所以能起到這個作用，就是它具有使輸入/輸出在電氣上完全隔離的特點。換句話講，輸入/輸出之間沒有共同“地”，外來信號不管是0-10V，或帶著共模干擾電壓的0-10V經(jīng)隔離后均為0-10V。即隔離后新建立的“地”與外部設(shè)備儀表“地”沒關(guān)系。正是由于這個原因，也實現(xiàn)了輸入到PLC主機(jī)的多個外接設(shè)備儀表信號之間隔離，即它們之間沒有“地”的關(guān)系。

上面談了輸入信號和PLC信號的隔離，同樣PLC向外部設(shè)備輸出信號也有類似現(xiàn)象問題。顯然采用隔離器就能解決問題。

這類電壓/電壓隔離器及電壓/電流隔離轉(zhuǎn)換器的產(chǎn)品型號是WS1521、WS1522。

1．不管PLC向外部設(shè)備儀表發(fā)送信號，還是外部設(shè)備儀表向其他設(shè)備發(fā)送信號，有一種情況經(jīng)常遇到：要求一個信號即能向顯示儀表輸送信號，又能傳送給諸如變頻器之類的設(shè)備。這就有可能在兩個設(shè)備之間產(chǎn)生干擾，若要徹底解決干擾問題，推薦使用隔離式信號分配器，它的二個輸出之間也是隔離的。它能實現(xiàn)輸入信號與外部設(shè)備隔離，同時實現(xiàn)接收信號設(shè)備之間隔離。

生產(chǎn)過程監(jiān)視和控制要用到多種自動化儀表、計算機(jī)及相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。過程中的信號既有微弱到毫伏級的小信號,又有數(shù)十伏的大信號，甚至還有高達(dá)數(shù)千伏、數(shù)百安培的信號要處理。從頻率上講，有直流低頻范圍的，也有高頻/脈沖尖峰。設(shè)備儀表間的互相干擾就成為系統(tǒng)調(diào)試中必須要解決的問題。除了電磁屏蔽之外，解決各種設(shè)備儀表的“地”，即信號參考點的電位差，將成為重要課題。因為不同設(shè)備、儀表的信號要互傳互送，那就存在信號參考點問題。換句話說，要使信號完整傳送，理想化的情況是所有設(shè)備儀表的信號有一個共同的參考點，即共有一個“地”。進(jìn)一步講，所有設(shè)備儀表信號的參考點之間電位差為“零”。但是在實際環(huán)境中，這一點幾乎是不可能的，這里面除了各個設(shè)備儀表“地”之間的連線電阻產(chǎn)生的電壓降之外，尚有各種設(shè)備儀表在不同環(huán)境受到的干擾不同，以及導(dǎo)線接點經(jīng)受風(fēng)吹雨淋導(dǎo)致接點質(zhì)量下降等諸多因素，致使各個“地”之間有差別。以示意圖一為例。

圖中標(biāo)明有兩個現(xiàn)場設(shè)備1＃、2＃儀表向PLC傳送信號以及PLC向兩臺現(xiàn)場設(shè)備3＃、4＃儀表發(fā)出信號。假定傳送信號均為0-10VDC。理想情況下PLC及兩個現(xiàn)場設(shè)備1＃、2＃儀表“地”電位完全相等，傳送過程中又沒有干擾。這樣從PLC輸入來看，接收正確。但如前所述，兩個現(xiàn)場設(shè)備通常有“地”電位差。舉例來講，1#設(shè)備“地”與PLC“地”同電位，2#設(shè)備比它們的“地”電位高0.1V，這樣1#設(shè)備給PLC的信號為0-10V，而2#設(shè)備給PLC的為0.1V-10.1V,誤差就產(chǎn)生了.同時1#、2#設(shè)備的“地”線在PLC匯合聯(lián)接，將0.1V電壓施加在PLC地線條上，可能損壞PLC局部“地”線。同時顯示錯誤的數(shù)據(jù)。由此引起的問題在現(xiàn)場調(diào)試中屢有出現(xiàn)。例如某大型建材公司生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)使用美國AB-PLC外接國內(nèi)某廠家手操器。AB-PLC的每個數(shù)據(jù)采集板由八個通道組成，八個通道共用一個12位A/D，模擬量經(jīng)過變換后由12個光耦隔離器實現(xiàn)與主機(jī)隔離。它的八個通道輸入之間沒有隔離，致使在輸入信號時，每個通道單獨輸入到采集板均正常。但是同時輸入兩個或多于兩個外部信號時，顯示數(shù)字亂跳故障無法排除。又如航天某部門使用K型熱偶作為傳感器測試發(fā)動機(jī)各點溫度。同上述相似，僅測試一個點時正常。但是向主機(jī)接入兩點或兩點以上溫度信號時，顯示的溫度值明顯錯誤。這兩種情況在使用隔離器后，都正常了。

隔離器之所以能起到這個作用，就是它具有使輸入/輸出在電氣上完全隔離的特點。換句話講，輸入/輸出之間沒有共同“地”，外來信號不管是0-10V，或帶著共模干擾電壓的0-10V經(jīng)隔離后均為0-10V。即隔離后新建立的“地”與外部設(shè)備儀表“地”沒關(guān)系。正是由于這個原因，也實現(xiàn)了輸入到PLC主機(jī)的多個外接設(shè)備儀表信號之間隔離，即它們之間沒有“地”的關(guān)系。

上面談了輸入信號和PLC信號的隔離，同樣PLC向外部設(shè)備輸出信號也有類似現(xiàn)象問題。顯然采用隔離器就能解決問題。

這類電壓/電壓隔離器及電壓/電流隔離轉(zhuǎn)換器的產(chǎn)品型號是WS1521、WS1522。

1．不管PLC向外部設(shè)備儀表發(fā)送信號，還是外部設(shè)備儀表向其他設(shè)備發(fā)送信號，有一種情況經(jīng)常遇到：要求一個信號即能向顯示儀表輸送信號，又能傳送給諸如變頻器之類的設(shè)備。這就有可能在兩個設(shè)備之間產(chǎn)生干擾，若要徹底解決干擾問題，推薦使用隔離式信號分配器，它的二個輸出之間也是隔離的。它能實現(xiàn)輸入信號與外部設(shè)備隔離，同時實現(xiàn)接收信號設(shè)備之間隔離。如圖二。

1蒸汽流量計量的特點

1.1飽和蒸汽流量計量中的“兩相流”

當(dāng)前，用戶基本上都使用飽和蒸汽，通常用干度(指飽和蒸汽中的含水量多少)來衡量飽和蒸汽的質(zhì)量好壞。最好的是干飽和蒸汽，一般稱為過熱飽和蒸汽，其含水量可忽略不計；干度差的稱濕飽和蒸汽，含水量最多可達(dá)30%，這就存在著飽和蒸汽的“兩相流”問題。因為任何蒸汽計量儀表在計算飽和蒸汽流量時所用的設(shè)計壓力下的蒸汽密度值都采用其干度X=1時的數(shù)值，也就是干蒸汽的數(shù)值；同時，濕蒸汽因含有密度比干蒸汽大數(shù)百倍的液體水粒，在管道中流動時其速度要比干蒸汽小，這樣所測得的差壓值就低了，反映在儀表讀數(shù)、記錄上就存在著密度和流速受干度影響所帶來的疊加性的雙重負(fù)誤差，并造成濕飽和蒸汽計量難度。

1.2蒸汽流量計量中的蒸汽密度補償

計量飽和蒸汽或過熱蒸汽常用質(zhì)量流量，單位為kg/h或t/h。質(zhì)量流量大小與蒸汽的密度有關(guān)，而蒸汽的密度又直接受蒸汽的壓力及溫度影響。在蒸汽計量過程中，隨著蒸汽壓力及溫度不斷變化，密度也隨著變化，使質(zhì)量流量也隨著變化。如果計量儀表不能跟蹤這種變化，勢必造成計量誤差。在蒸汽計量過程中，一般都是通過壓力及溫度傳感器跟蹤蒸汽壓力及溫度變化來達(dá)到密度補償目的。飽和蒸汽的密度變化與其壓力或溫度成正比關(guān)系，因而單獨通過測壓力或測溫度都可以對飽和蒸汽進(jìn)行密度補償。過熱蒸汽的密度與其壓力、溫度成函數(shù)關(guān)系，而不是正比關(guān)系。過熱蒸汽的密度補償必須同時測其壓力和溫度?，F(xiàn)代蒸汽流量計都具有白動密度補償。

1.3蒸汽流量計量中的高溫高壓問題

摘要：蒸汽流量的計量是流量計量的難點。闡述了蒸汽流量計量的特點，指出了影響蒸汽流量計量的主要問題，并提出了提高蒸汽流量計量準(zhǔn)確性的對策建議。

關(guān)鍵詞：流量計量；蒸汽；準(zhǔn)確性

1蒸汽流量計量的特點

1.1飽和蒸汽流量計量中的“兩相流”

當(dāng)前，用戶基本上都使用飽和蒸汽，通常用干度(指飽和蒸汽中的含水量多少)來衡量飽和蒸汽的質(zhì)量好壞。最好的是干飽和蒸汽，一般稱為過熱飽和蒸汽，其含水量可忽略不計；干度差的稱濕飽和蒸汽，含水量最多可達(dá)30%，這就存在著飽和蒸汽的“兩相流”問題。因為任何蒸汽計量儀表在計算飽和蒸汽流量時所用的設(shè)計壓力下的蒸汽密度值都采用其干度X=1時的數(shù)值，也就是干蒸汽的數(shù)值；同時，濕蒸汽因含有密度比干蒸汽大數(shù)百倍的液體水粒，在管道中流動時其速度要比干蒸汽小，這樣所測得的差壓值就低了，反映在儀表讀數(shù)、記錄上就存在著密度和流速受干度影響所帶來的疊加性的雙重負(fù)誤差，并造成濕飽和蒸汽計量難度。

1.2蒸汽流量計量中的蒸汽密度補償

摘要:設(shè)計了一套簡易電熱鍋爐實驗裝置。詳細(xì)闡述了實驗裝置的組成，包括控制器、測溫傳感器、變送器等硬件的選型，設(shè)計了電氣控制電路。設(shè)計的電熱鍋爐操作簡單，安全可靠，是非常理想的學(xué)生實訓(xùn)平臺。

關(guān)鍵詞:電熱鍋爐;實驗裝置;實訓(xùn)平

電熱鍋爐是將電能轉(zhuǎn)化為熱能的熱力裝置，與傳統(tǒng)的燃煤鍋爐相比，電熱鍋爐更加環(huán)保、可控、節(jié)能［1-5］。在學(xué)校中，設(shè)計一套電熱鍋爐實驗裝置可以為學(xué)生提供學(xué)習(xí)平臺，學(xué)生可以設(shè)計算法在該裝置上進(jìn)行驗證，還可以測試多種控制器的控制效果。

1電熱鍋爐的設(shè)計

如圖1所示為電熱鍋爐實物圖。該電熱鍋爐由220V交流電供電，通過控制器給鍋爐中的水加熱。設(shè)計一套電熱鍋爐實驗裝置，首先要設(shè)計控制開關(guān)接線圖，并與實物連接，控制開關(guān)接線圖如圖2所示。按下啟動按鈕，該裝置進(jìn)入工作狀態(tài)。其中斷路裝置起過載和短路保護(hù)作用，接觸器起到電起動器的作用。全隔離單相交流調(diào)壓模塊將控制電路與高壓電路隔離，把輸入的電壓信號控制在0～5V。按下停止按鈕，電路會斷開，鍋爐停止工作。電氣控制圖如圖3所示。

2硬件選型