溫度變送器原理及使用

一、引言　　信息技巧的飛速開展，引發了主動化零碎構造的革新，逐漸構成了以網絡集成主動化零碎為根底的企業信息零碎。現場總線就是順應這一情勢開展起來的新技巧。現場總線是使用在消費現場，在微機化測量控制設備（稱為現場總線儀表）之間完成雙向串行多節點數字通訊零碎，也被稱為開放式、數字化、多點通訊的底層控制網絡，它在制造業、流程工業、交通、樓宇等方面的主動化零碎中具有普遍的使用前景。
　　二、原理
　　1、功效與特性
　　TT302是一種將溫度、溫差、毫伏等工業進程參數轉變為現場總線數字信號的變送器，它還具有控制功效，起到了基地式（現場）儀表的作用。
　　TT302測量溫度配用RTD（熱電阻）或熱電偶，但也可配用其他具有電阻或毫伏輸入的傳感器，諸如低溫計、負荷傳感器、電阻或地位指示器等。TT302采用數字技巧后能完成下列功能：單一的型號能承受多種傳感器、寬量程領域、單值或差值測量;在現場和控制室之直接口輕易，可大大增加裝置和維護費用，能承受二路輸出，也就是說有兩個測量點，度為0.02%。
　　TT302溫度變送器內裝AI（模仿輸出）、PID（比例加積分加微分控制）、ISS（輸出選擇）、CHAR（線性化）和ARTH（計算）等5種功效模塊。它們具有可由玩家組態的根本功效，各類功效模塊都有輸出、輸入，并裝有參數和一個算法。各功效模塊用一個標識符來表示，功效模塊的輸出、輸入等能用其他儀表從總線上讀出，它們之間也能相互銜接，其他儀表也能寫入模塊的輸出。TT302與其他現場總線儀表互連組成現場總線控制零碎。玩家可經過功效模塊的銜接樹立合適控制使用所需的控制戰略。
　　2、硬件組成原理
　　由TT302輸出板、主電路板和顯示板構成。TT302承受來自熱電偶（TC）、mV出現器、熱電阻（ohm）傳感器的信號，這些輸出信號必需在規則領域內。電壓規則領域為50~500mV，電阻的規則領域為0~200W。量程能夠組態。
　　①輸出板
　　MUX為多路轉換器，它的作用是確保傳感器端子到信號調理板接納的電壓信號是正確的端子間電壓。
　　信號調理板的功效是給輸出信號乘上一個正確的增益以合適A/D（模/數）轉換器的信號接納領域。
　　電源隔離和信號隔離的作用是避免輸出信號與地構成地環電流而引入攪擾。來自主電路板CPU的控制信號和來自A/D轉換器的信號經過光電耦合器傳輸，從而完成了信號電的隔離。一樣，輸出板上的電源也必需是隔離的，電源隔離是采用把直流轉換為一高頻交流，并運用變壓器分隔電的聯絡來完成的。
　　②主電路板
　　中心處置器CPU是TT302的中心部件，它控制著全部儀表各個部件的協調任務、線性化和通訊。零碎程序存貯于CPU內部的只讀存貯器PROM，運算數據暫存貯于RAM，假如電源開關斷開，RAM中的數據就會喪失。但是，CPU內還有一個非易失性存貯器EEPROM，當電源開關斷開時，這里的數據仍保存。因而，少許緊要的標定、組態和辨識等使用程序都存貯在這里。主電路板上的EEPROM存貯器用來存貯組態參數（指功效模塊的參數）。
　　CPU與信號整形之間是通訊控制器，此控制器用來監視現場總線上的占空系數（或狀況），調制和解調通訊信號，引入和刪除數字信號中開端和完畢的定界符。
　　本機調節為兩個干簧管（也稱磁性開關）[1]。在本機調節時，不必開啟儀表的端蓋，即在儀表的電路全部被密封的狀況下，應用磁棒的置入與置出就可觸發TT302內的磁開關，實行儀表的組態和調節，從而使現場儀表內的電子元件不與現場的惡劣環境間接接觸，大大延伸了電子元件的運用壽命，也使儀表順應惡劣環境的功能失掉進步。
　　TT302是由現場總線供電的，供電電壓為9~32VDC。在供電的一同，儀表的輸出-輸入的數字信號也由現場總線傳輸，與二線制模仿變送器相近，但現場總線中的數字信號是雙向的，并且傳輸的是多個信號。信號規程契合IEC-1158-2，本安，隔爆。
　　③顯示板
　　顯示板是一個從CPU接納數據的微功耗液晶顯示器，它為四位半數字值和五位字母的LCD（液晶顯示器）。
　　三、使用[2]
　　目前，在中國已有十幾家工業企業選用了Smart公司的302現場總線控制零碎。安慶石化腈綸廠是本國采用Smart302現場總線控制零碎的廠家，其現場總線控制零碎使用表示圖如圖2所示。
　　PCI為進程控制接口卡，它經過卡上的OPRAM（雙口RAM）與PC機CPU實行疾速信息交流，從而完成PC機與全部現場總線儀表間的信息交流，而PC機的CPU重要從事管理任務。每塊卡可接4個互相獨立的通道，每個通道下可掛接4塊總線平安柵（SB302）。
　　總線平安柵除了起總線平安隔離作用外，還起總線供電和總線反復器（縮小器）作用。
　　LD302是一種將差壓、絕壓、差壓、液位和流量等工業進程參數轉變為現場總線數字信號的變送器，它還具有控制功效，起到了基地式儀表的作用。
　　TT302可就地完成溫度的主動控制，一同把溫度信號經過現場總線傳送給操作站。
　　FI302是把現場總線數字信號轉換為4~20mADC電流信號的轉換器，IF302是把4~20mA （DC）電流信號轉換為現場總線數字信號的轉換器。這兩個轉換器可使現場總線控制零碎與慣例模仿控制零碎相連。
　　操作站采用普通工控機及AIMAX-WIN人機界面軟件。
　　雙向的全數字通訊總線從控制室的操作站不斷延伸到現場儀表，兩頭節省了很多A/D、D/A等環節，既可進步零碎的精度，又可增加I/O卡及其裝置空間，因此能夠大大增加運轉和維護方面的費用。在平安牢靠性方面，由于控制功效下放在各處的現場總線儀表內，從而將風險分散，大大進步了零碎的牢靠性。
　　四、完畢語
　　現場總線控制零碎的杰出性是不容置疑的，因而，象TT302這樣的現場總線儀表是很有開展出路的儀表，它將使保守的傳感器或變送器消逝，從而*一個工業控制的新時代。