1EJA系列智能變送器工作原理和優(yōu)良性能EJA智能變送器率先采用數(shù)字化傳感器即單晶硅諧振式傳感器,傳感器輸出一對差值數(shù)字信號,省去A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),降低了模數(shù)轉(zhuǎn)換誤差,在傳感器部分直接消除外界干擾,開創(chuàng)了變送器的新時代。
EJA智能變送器工作原理采用微電子機械加工技術(shù)(MEMS)在一單晶硅芯片表面的中心和邊緣作成2個形狀、大小完全一致的H形狀諧振梁,諧振梁在自激振蕩回路中作高頻振蕩。
單晶硅特性1內(nèi)置存貯器1修正。
諧振式微處理器hD/A傳感器存貯器膜盒組件智能電器轉(zhuǎn)換部件EJA智能變送器原理20mADC及數(shù)字信號當(dāng)單晶硅的上、下表面受到壓力不等時,將產(chǎn)生形變,導(dǎo)致中心諧振梁因受壓縮力而頻率減小,邊緣諧振梁因受拉伸力而頻率加。兩頻率之差△/信號直接傳遞到CPU(微處理器)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,然后經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為與輸入信號相對應(yīng)的4 ~20mADC的輸出信號,通信時疊加BRAIN/HART數(shù)字信號,同時直接輸出符合現(xiàn)場總線(FieldbusFoundation)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號。
膜盒組件中內(nèi)置的特性修正存儲器存儲傳感器的環(huán)境溫度、靜壓及輸入/輸出特性修正數(shù)據(jù),經(jīng)CPU運算,可使變送器獲得優(yōu)良的溫度特性和靜壓特性及輸入輸出特性。
口與外部設(shè)備(如手持智能終端BT200或275以及分散控制系統(tǒng)DCS中的帶通信功能的I/O卡)以數(shù)字通信方式傳遞數(shù)據(jù),即高頻協(xié)議)或1.2kHz(HART協(xié)議)數(shù)字信號疊加在4~20mA信號線上,在進(jìn)行通信時,頻率信號對4~20mA信號不產(chǎn)生任何影響。
1.2EJA的優(yōu)良性能1.2.1優(yōu)良的溫度影響特性EJA具有很好的溫度特性。溫度變化對EJA沒有影響是由傳感器的固有結(jié)構(gòu)決定的。
當(dāng)溫度變化時,兩形狀、尺寸、材質(zhì)完全一致的諧振梁形變相同,故頻率變化一致。由于需要的是頻率之差,故變化量相互抵消,從而自動清除誤差的影響。
1.2.2優(yōu)良的靜壓影響特性當(dāng)加有靜壓(工作壓力)時,兩形狀、尺寸、材質(zhì)完全一致的諧振梁形變相同,故頻率變化也一致,偏差就會自動清除。
1.2.3優(yōu)良的單向過壓特性接液膜片與膜盒本體采用獨創(chuàng)的波紋加工技術(shù)使外部壓力大到某一數(shù)值時,接液膜片能與本體完全接觸,硅油傳遞給傳感器的壓力不再隨外力的加而加,從而達(dá)到對傳感器的保護(hù)。
1.2.4安裝靈活可無需支架,直接安裝;常規(guī)使用,無需三閥組。
節(jié)省了安裝費用,減少了運行中的泄露點數(shù),方便了維護(hù)工作。
1.2.5組態(tài)靈活簡便可通過計算機或手操器對變送器組態(tài),也可通過變送器上的量程設(shè)置按鈕和調(diào)零按鈕現(xiàn)場調(diào)整。
2EJA智能變送器在火力發(fā)電廠的應(yīng)用及趨勢由于借助成熟的傳感技術(shù)、計算機技術(shù)及數(shù)字通信技術(shù),EJA智能變送器的測量精度遠(yuǎn)高于普通變送器,高達(dá)*0.075%并且具有較寬溫度范圍的適應(yīng)能力,具有更寬的量程比、更好的長期穩(wěn)定性。EJA智能變送器適用于電廠生產(chǎn)過程中的液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)的壓力、壓差、液位、流量等熱工參數(shù)的檢測。
2.1鍋爐給水流量的測量鍋爐給水流量是很重要的熱工參數(shù),測點位于省煤器的入口即1號高壓加熱器出口介質(zhì)溫度與負(fù)荷相關(guān)。當(dāng)機組帶300MW滿負(fù)荷時,介質(zhì)溫度為283*C左右,介質(zhì)壓力為18.當(dāng)機組啟動或甩負(fù)荷運行時,介質(zhì)溫度、壓力會變化,EJA智能變送器以其較寬溫度范圍的適應(yīng)能力、優(yōu)良的溫度影響特性、靜壓影響特性解決了普通傳感器量程比小、測量值易受溫度靜壓變化的影響、精度低、零漂大等問題。
EJA110A差壓變送器有4種膜盒L、M、H、V,量程、范圍逐級遞,應(yīng)用面廣。鄂州電廠采用孔板將流量轉(zhuǎn)化為靜壓差,再與EJA110A差壓變送器(膜盒H)配合測量給水流量。
2.2水位的測量加熱器水位、輔汽疏水箱水位等都是通過平衡容器變換成差壓,鄂州電廠采用EJA110A差壓變送器(膜盒L)測6號低加水位I值、采用EJA110A差壓變送器(膜盒M)測輔汽疏水箱水位。
2.3壓力的測量凝汽器真空是保證機組安全經(jīng)濟運行的重要參數(shù),它的測點位置在零米層,位置窄,光線暗。鄂州電廠采用EJA110A壓力變送器(膜盒M),它的小巧、良好的液晶數(shù)字顯示方便了工程師們的工作。6號段抽汽壓力則采用EJA130A高靜壓變送器(膜盒H),工作狀況良好。
2.4EJA的通信功能及應(yīng)用趨勢使用EJA系列智能變送器的優(yōu)越之處還在于它的通信能力。它有BRAIN、HART、FF3種通信協(xié)議可供選擇。在為EJA智能型變送器選型時,通過選擇不同的輸出信號代碼來選擇其智能化程度。選擇代碼D,可實現(xiàn)4 ~20mA,BRAIN協(xié)議數(shù)字通訊,相應(yīng)采用BT200型手持智能終端;選擇代碼E可實現(xiàn)4 ~20mA,HART協(xié)議通信,相應(yīng)采用HART275型手持終端。選擇代碼F,即可實現(xiàn)FF現(xiàn)場總線通信2. EJA系列智能變送器測量范圍、位號的設(shè)置,自診監(jiān)控和零點調(diào)整均能在手持智能終端進(jìn)行操縱。目前電廠工程師們常使用智能終端進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)整,如所示。
在手持終端中,最常用的是HART275型,它具有全開放式的設(shè)計特點,可適用任何一個廠家的任何一臺遵循通信協(xié)議的智能變送器。手持終端由電池供電,將它接到變送器的信號線上,操作人員就可對變送器的存儲器發(fā)送與接受信息。通過手持終端,操作人員還可在控制室或現(xiàn)場接線處設(shè)定變送BT200智能終端連接器的參數(shù)、診斷潛在的故障,而不必將變送器從現(xiàn)場拆下到試驗室進(jìn)行標(biāo)定。因此,手持終端的應(yīng)用大大縮短了其校驗時間,降低了維護(hù)成本。而且1臺手持終端又可適用于多臺智能變送器,由此可最大地發(fā)揮智能變送器的優(yōu)勢。這種遠(yuǎn)方通信的方式,大大降低了維護(hù)工作量,操作人員也不必進(jìn)入危險或惡劣的場所就能對變送器進(jìn)行組態(tài)。
在應(yīng)用中大都只是看中智能變送器小型,安裝靈活,日常維護(hù)工作量小,現(xiàn)場調(diào)零點、量程極為方便的特點,并沒有利用其強大的通信功能,這主要與電廠所用控制系統(tǒng)DCS有關(guān)。
EJA智能型變送器和電廠控制系統(tǒng)DCS的連接采用兩線制,通過I/O口與DCS中的帶通信功能的I/O卡以數(shù)字通信方式傳遞數(shù)據(jù)。DCS的通信由封閉的專用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn),而且是一種半數(shù)字化的控制系統(tǒng)。DCS的控制信號需要經(jīng)過控制室主控系統(tǒng),線纜開銷大,安裝不靈活,不易維修,同時也降低了可靠性。而現(xiàn)場總線是開放的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),現(xiàn)場節(jié)點之間可以相互通信實現(xiàn)互操作。現(xiàn)場節(jié)點也可以把自己的診斷數(shù)據(jù)傳送給上位機,有益于設(shè)備管理。EJA智能變送器部分系列產(chǎn)品如電廠常用的EJA110A壓力差壓變送器,EJA130A高靜壓差壓變送器,EJA430A壓力變送器,EJA440A高壓力變送器等,一開始就按現(xiàn)場總線設(shè)計,采用現(xiàn)場總線兼容模塊,而不要求對變送器作任何改動。這意味著既可充分發(fā)揮智能變送器的能力,又能保留日后重新選擇的余地。當(dāng)時機成熟時,就可向現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)移,而不會損失在高性能智能變送器上所花投資。
因此目前應(yīng)加強對EJA系列智能變送器功能應(yīng)用潛力的挖掘。真正實現(xiàn)變送器與控制系統(tǒng)之間的通信是全數(shù)字化的、雙向的和多站的。