温度变送器原理及使用
时间：2012-05-17 阅读：733
一、引言 信息技巧的飞速开展，引发了主动化零碎构造的革新，逐渐构成了以网络集成主动化零碎为根底的企业信息零碎。现场总线就是顺应这一情势开展起来的新技巧。现场总线是使用在消费现场，在微机化测量控制设备（称为现场总线仪表）之间完成双向串行多节点数字通讯零碎，也被称为开放式、数字化、多点通讯的底层控制网络，它在制造业、流程工业、交通、楼宇等方面的主动化零碎中具有普遍的使用前景。
二、原理
1、功效与特性
TT302是一种将温度、温差、毫伏等工业进程参数转变为现场总线数字信号的变送器，它还具有控制功效，起到了基地式（现场）仪表的作用。
TT302测量温度配用RTD（热电阻）或热电偶，但也可配用其他具有电阻或毫伏输入的传感器，诸如低温计、负荷传感器、电阻或地位指示器等。TT302采用数字技巧后能完成下列功能：单一的型号能承受多种传感器、宽量程领域、单值或差值测量;在现场和控制室之直接口轻易，可大大增加装置和维护费用，能承受二路输出，也就是说有两个测量点，度为0.02%。
TT302温度变送器内装AI（模仿输出）、PID（比例加积分加微分控制）、ISS（输出选择）、CHAR（线性化）和ARTH（计算）等5种功效模块。它们具有可由玩家组态的根本功效，各类功效模块都有输出、输入，并装有参数和一个算法。各功效模块用一个标识符来表示，功效模块的输出、输入等能用其他仪表从总线上读出，它们之间也能相互衔接，其他仪表也能写入模块的输出。TT302与其他现场总线仪表互连组成现场总线控制零碎。玩家可经过功效模块的衔接树立合适控制使用所需的控制战略。
2、硬件组成原理
由TT302输出板、主电路板和显示板构成。TT302承受来自热电偶（TC）、mV出现器、热电阻（ohm）传感器的信号，这些输出信号必需在规则领域内。电压规则领域为50~500mV，电阻的规则领域为0~200W。量程能够组态。
①输出板
MUX为多路转换器，它的作用是确保传感器端子到信号调理板接纳的电压信号是正确的端子间电压。
信号调理板的功效是给输出信号乘上一个正确的增益以合适A/D（模/数）转换器的信号接纳领域。
电源隔离和信号隔离的作用是避免输出信号与地构成地环电流而引入搅扰。来自主电路板CPU的控制信号和来自A/D转换器的信号经过光电耦合器传输，从而完成了信号电的隔离。一样，输出板上的电源也必需是隔离的，电源隔离是采用把直流转换为一高频交流，并运用变压器分隔电的联络来完成的。
②主电路板
中心处置器CPU是TT302的中心部件，它控制着全部仪表各个部件的协调任务、线性化和通讯。零碎程序存贮于CPU内部的只读存贮器PROM，运算数据暂存贮于RAM，假如电源开关断开，RAM中的数据就会丧失。但是，CPU内还有一个非易失性存贮器EEPROM，当电源开关断开时，这里的数据仍保存。因而，少许紧要的标定、组态和辨识等使用程序都存贮在这里。主电路板上的EEPROM存贮器用来存贮组态参数（指功效模块的参数）。
CPU与信号整形之间是通讯控制器，此控制器用来监视现场总线上的占空系数（或状况），调制和解调通讯信号，引入和删除数字信号中开端和完毕的定界符。
本机调节为两个干簧管（也称磁性开关）[1]。在本机调节时，不必开启仪表的端盖，即在仪表的电路全部被密封的状况下，应用磁棒的置入与置出就可触发TT302内的磁开关，实行仪表的组态和调节，从而使现场仪表内的电子元件不与现场的恶劣环境间接接触，大大延伸了电子元件的运用寿命，也使仪表顺应恶劣环境的功能失掉进步。
TT302是由现场总线供电的，供电电压为9~32VDC。在供电的一同，仪表的输出-输入的数字信号也由现场总线传输，与二线制模仿变送器相近，但现场总线中的数字信号是双向的，并且传输的是多个信号。信号规程契合IEC-1158-2，本安，隔爆。
③显示板
显示板是一个从CPU接纳数据的微功耗液晶显示器，它为四位半数字值和五位字母的LCD（液晶显示器）。
三、使用[2]
目前，在中国已有十几家工业企业选用了Smart公司的302现场总线控制零碎。安庆石化腈纶厂是本国采用Smart302现场总线控制零碎的厂家，其现场总线控制零碎使用表示图如图2所示。
PCI为进程控制接口卡，它经过卡上的OPRAM（双口RAM）与PC机CPU实行疾速信息交流，从而完成PC机与全部现场总线仪表间的信息交流，而PC机的CPU重要从事管理任务。每块卡可接4个互相独立的通道，每个通道下可挂接4块总线平安栅（SB302）。
总线平安栅除了起总线平安隔离作用外，还起总线供电和总线反复器（缩小器）作用。
LD302是一种将差压、绝压、差压、液位和流量等工业进程参数转变为现场总线数字信号的变送器，它还具有控制功效，起到了基地式仪表的作用。
TT302可就地完成温度的主动控制，一同把温度信号经过现场总线传送给操作站。
FI302是把现场总线数字信号转换为4~20mADC电流信号的转换器，IF302是把4~20mA （DC）电流信号转换为现场总线数字信号的转换器。这两个转换器可使现场总线控制零碎与惯例模仿控制零碎相连。
操作站采用普通工控机及AIMAX-WIN人机界面软件。
双向的全数字通讯总线从控制室的操作站不断延伸到现场仪表，两头节省了很多A/D、D/A等环节，既可进步零碎的精度，又可增加I/O卡及其装置空间，因此能够大大增加运转和维护方面的费用。在平安牢靠性方面，由于控制功效下放在各处的现场总线仪表内，从而将风险分散，大大进步了零碎的牢靠性。
四、完毕语
现场总线控制零碎的杰出性是不容置疑的，因而，象TT302这样的现场总线仪表是很有开展出路的仪表，它将使保守的传感器或变送器消逝，从而*一个工业控制的新时代。
二、原理
1、功效与特性
TT302是一种将温度、温差、毫伏等工业进程参数转变为现场总线数字信号的变送器，它还具有控制功效，起到了基地式（现场）仪表的作用。
TT302测量温度配用RTD（热电阻）或热电偶，但也可配用其他具有电阻或毫伏输入的传感器，诸如低温计、负荷传感器、电阻或地位指示器等。TT302采用数字技巧后能完成下列功能：单一的型号能承受多种传感器、宽量程领域、单值或差值测量;在现场和控制室之直接口轻易，可大大增加装置和维护费用，能承受二路输出，也就是说有两个测量点，度为0.02%。
TT302温度变送器内装AI（模仿输出）、PID（比例加积分加微分控制）、ISS（输出选择）、CHAR（线性化）和ARTH（计算）等5种功效模块。它们具有可由玩家组态的根本功效，各类功效模块都有输出、输入，并装有参数和一个算法。各功效模块用一个标识符来表示，功效模块的输出、输入等能用其他仪表从总线上读出，它们之间也能相互衔接，其他仪表也能写入模块的输出。TT302与其他现场总线仪表互连组成现场总线控制零碎。玩家可经过功效模块的衔接树立合适控制使用所需的控制战略。
2、硬件组成原理
由TT302输出板、主电路板和显示板构成。TT302承受来自热电偶（TC）、mV出现器、热电阻（ohm）传感器的信号，这些输出信号必需在规则领域内。电压规则领域为50~500mV，电阻的规则领域为0~200W。量程能够组态。
①输出板
MUX为多路转换器，它的作用是确保传感器端子到信号调理板接纳的电压信号是正确的端子间电压。
信号调理板的功效是给输出信号乘上一个正确的增益以合适A/D（模/数）转换器的信号接纳领域。
电源隔离和信号隔离的作用是避免输出信号与地构成地环电流而引入搅扰。来自主电路板CPU的控制信号和来自A/D转换器的信号经过光电耦合器传输，从而完成了信号电的隔离。一样，输出板上的电源也必需是隔离的，电源隔离是采用把直流转换为一高频交流，并运用变压器分隔电的联络来完成的。
②主电路板
中心处置器CPU是TT302的中心部件，它控制着全部仪表各个部件的协调任务、线性化和通讯。零碎程序存贮于CPU内部的只读存贮器PROM，运算数据暂存贮于RAM，假如电源开关断开，RAM中的数据就会丧失。但是，CPU内还有一个非易失性存贮器EEPROM，当电源开关断开时，这里的数据仍保存。因而，少许紧要的标定、组态和辨识等使用程序都存贮在这里。主电路板上的EEPROM存贮器用来存贮组态参数（指功效模块的参数）。
CPU与信号整形之间是通讯控制器，此控制器用来监视现场总线上的占空系数（或状况），调制和解调通讯信号，引入和删除数字信号中开端和完毕的定界符。
本机调节为两个干簧管（也称磁性开关）[1]。在本机调节时，不必开启仪表的端盖，即在仪表的电路全部被密封的状况下，应用磁棒的置入与置出就可触发TT302内的磁开关，实行仪表的组态和调节，从而使现场仪表内的电子元件不与现场的恶劣环境间接接触，大大延伸了电子元件的运用寿命，也使仪表顺应恶劣环境的功能失掉进步。
TT302是由现场总线供电的，供电电压为9~32VDC。在供电的一同，仪表的输出-输入的数字信号也由现场总线传输，与二线制模仿变送器相近，但现场总线中的数字信号是双向的，并且传输的是多个信号。信号规程契合IEC-1158-2，本安，隔爆。
③显示板
显示板是一个从CPU接纳数据的微功耗液晶显示器，它为四位半数字值和五位字母的LCD（液晶显示器）。
三、使用[2]
目前，在中国已有十几家工业企业选用了Smart公司的302现场总线控制零碎。安庆石化腈纶厂是本国采用Smart302现场总线控制零碎的厂家，其现场总线控制零碎使用表示图如图2所示。
PCI为进程控制接口卡，它经过卡上的OPRAM（双口RAM）与PC机CPU实行疾速信息交流，从而完成PC机与全部现场总线仪表间的信息交流，而PC机的CPU重要从事管理任务。每块卡可接4个互相独立的通道，每个通道下可挂接4块总线平安栅（SB302）。
总线平安栅除了起总线平安隔离作用外，还起总线供电和总线反复器（缩小器）作用。
LD302是一种将差压、绝压、差压、液位和流量等工业进程参数转变为现场总线数字信号的变送器，它还具有控制功效，起到了基地式仪表的作用。
TT302可就地完成温度的主动控制，一同把温度信号经过现场总线传送给操作站。
FI302是把现场总线数字信号转换为4~20mADC电流信号的转换器，IF302是把4~20mA （DC）电流信号转换为现场总线数字信号的转换器。这两个转换器可使现场总线控制零碎与惯例模仿控制零碎相连。
操作站采用普通工控机及AIMAX-WIN人机界面软件。
双向的全数字通讯总线从控制室的操作站不断延伸到现场仪表，两头节省了很多A/D、D/A等环节，既可进步零碎的精度，又可增加I/O卡及其装置空间，因此能够大大增加运转和维护方面的费用。在平安牢靠性方面，由于控制功效下放在各处的现场总线仪表内，从而将风险分散，大大进步了零碎的牢靠性。
四、完毕语
现场总线控制零碎的杰出性是不容置疑的，因而，象TT302这样的现场总线仪表是很有开展出路的仪表，它将使保守的传感器或变送器消逝，从而*一个工业控制的新时代。