این مقاله اطلاعاتی را برای کمک به شما در خصوص ترانسمیترهای فشار هوشمند، ارائه می دهد.
ظهور ابزار دقیق “هوشمند” حاوی ریزپردازنده ها ، پیشرفت بزرگی برای ابزار دقیق صنعتی بوده است. این دستگاه ها دارای توانایی تشخیص داخلی ، دقت بیشتر (به دلیل جبران دیجیتال غیرخطی بودن حسگر) و قابلیت برقراری ارتباط دیجیتالی با دستگاه های میزبان برای گزارش پارامترهای مختلف هستند.
🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل
فهرست مطالب:
🔰تنظیمات مقادیر کم و زیاد( LRV و URV )، در ترانسمیتر های فشار
ظهور ابزار دقیق “هوشمند” حاوی ریزپردازنده ها ، پیشرفت بزرگی برای ابزار دقیق صنعتی بوده است. این دستگاه ها دارای توانایی تشخیص داخلی ، دقت بیشتر (به دلیل جبران دیجیتال غیرخطی بودن حسگر) و قابلیت برقراری ارتباط دیجیتالی با دستگاه های میزبان برای گزارش پارامترهای مختلف هستند.
نمودار بلوکی ساده از یک ترانسمیتر فشار “هوشمند” شبیه این است:
توجه به همه تنظیمات موجود در این دستگاه و نحوه مقایسه این امر با سادگی نسبی یک ترانسمیتر فشار تمام آنالوگ ، مهم است:
توجه داشته باشید که چگونه تنها تنظیمات کالیبراسیون موجود در ترانسمیتر آنالوگ ، تنظیمات “زیرو” و “اسپن” هستند. این به وضوح در مورد ترانسمیتر های هوشمند صدق نمی کند. ما نه تنها می توانیم مقادیر کم و بالاتر (LRV و URV) را در یک ترانسمیتر هوشمند تنظیم کنیم ، بلکه کالیبراسیون مدارهای مبدل آنالوگ به دیجیتال و دیجیتال به آنالوگ نیز امکان پذیر است و مستقل از یکدیگر هستند. معنای این امر برای تکنسین کالیبراسیون این است که یک روش کالیبراسیون کامل روی یک ترانسمیتر هوشمند به طور بالقوه نیاز به کار بیشتر و تنظیمات بیشتری نسبت به یک ترانسمیتر تمام آنالوگ دارد.
یک اشتباه رایج که در بین دانشجویان و تکنسین های باتجربه اتفاق افتاده است ، اشتباه گرفتن تنظیمات دامنه (LRV و URV) با تنظیمات واقعی کالیبراسیون است. فقط به این دلیل که LRV یک ترانسمیتر فشار را روی 0.00 PSI و URV را روی 100.00 PSI قرار داده اید ، لزوماً به معنای ثبت دقیق آن در نقاط آن محدوده نیست! مثال زیر این اشتباه رایج را نشان می دهد.
فرض کنید ما یک ترانسمیتر فشار هوشمند داریم که از 0 تا 100 PSI با دامنه خروجی آنالوگ 4 تا 20 میلی آمپر است ، اما سنسور فشار این ترانسمیتر پس از سالها استفاده فرسوده شده است به طوری که یک فشار واقعی اعمال شده 100 PSI سیگنالی را تولید می کند که آنالوگ مبدل -to-digital فقط 96 PSI را تفسیر می کند. با فرض اینکه هر چیز دیگری در ترانسمیتر در شرایط عالی باشد ، با کالیبراسیون کامل ، سیگنال خروجی همچنان خطا خواهد داشت:
به قول معروف ، “یک زنجیره فقط به اندازه ضعیف ترین حلقه آن محکم است.” در اینجا می بینیم که چگونه کالیبراسیون پیچیده ترین ترانسمیتر فشار ممکن است با وجود کالیبراسیون کامل هر دو مدار مبدل آنالوگ / دیجیتال و تنظیمات دامنه کامل در ریز پردازنده خراب شود. ریزپردازنده “فکر می کند” فشار وارد شده فقط 96 PSI است و بر این اساس با یک سیگنال خروجی 19.36 میلی آمپر پاسخ می دهد. تنها راهی که کسی می داند این ترانسمیتر در 100 PSI نادرست است ، این است که در واقع یک مقدار شناخته شده فشار مایع 100 PSI را روی حسگر اعمال کرده و پاسخ نادرست را نشان می دهد. نکته ای که به وضوح در اینجا باید بیاموزیم این است که ، تنظیم دیجیتالی نقاط LRV و URV یک ابزار هوشمند ، کالیبراسیون کاملی نیست.
به همین دلیل ، ابزارهای هوشمند همیشه وسیله ای برای کالیبراسیون مدارهای ADC و DAC ، برای اطمینان از اینکه “ریزپردازنده” نمایش صحیح محرک اعمال شده را “می بیند” و اطمینان حاصل می کند که سیگنال خروجی ریز پردازنده به ترتیب به جریان مستقیم تبدیل می شود. به این عملکرد کالیبراسیون ، دیجیتال تریم (Digital Trim) گفته می شود.
یک روش مناسب برای آزمایش مبدل های آنالوگ / دیجیتال یک ترانسمیتر فشار دیجیتال ، توجه به ثبت متغیر فرآیند ریزپردازنده (PV) و خروجی آنالوگ (AO) در حالی که مقادیر ورودی و خروجی واقعی را با استانداردهای کالیبراسیون معتبر مقایسه می کنید. یک دستگاه ارتباطی HART این “نمای داخلی” رجیسترها را فراهم می کند بنابراین ممکن است آنچه ریز پردازنده “تحلیل می کند” را ببینیم. مثال زیر یک ترانسمیتر فشار تفاضلی با خطای کالیبراسیون سنسور (آنالوگ به دیجیتال) را نشان می دهد:
در اینجا ، استاندارد کالیبراسیون فشار ورودی به ترانسمیتر یک فشار سنج دیجیتال است که 25.00 اینچ ستون آب را ثبت می کند. مولتی متر دیجیتال (DMM) استاندارد کالیبراسیون ما برای خروجی جریان است و 11.93 میلی آمپر ثبت می کند. از آنجا که انتظار داریم در این فشار خروجی 12.00 میلی آمپر باشد (با توجه به مقادیر محدوده ترانسمیتر از 0 تا 50 اینچ W.C) ، بلافاصله از فشار سنج و قرائت مولتی متر می فهمیم که نوعی خطای کالیبراسیون در این فرستنده وجود دارد. مقایسه نمایشگرهای HART از PV و AO در برابر استانداردهای کالیبراسیون ما اطلاعات بیشتری در مورد ماهیت این خطا نشان می دهد: می بینیم که مقدار AO (11.930 میلی آمپر) با مولتی متر همخوانی دارد در حالی که با مقدار PV (24.781 “WC) فشار سنج دیجیتال همخوانی ندارد. این به ما می گوید که خطای کالیبراسیون در سنسور (ورودی) ترانسمیتر است و نه در DAC (خروجی). بنابراین ، روش کالیبراسیون صحیح برای این ترانسمیتر اشتباه ، یک سنسور تریم است.
در این مثال بعدی ، می بینیم که یک خطای خروجی (DAC) با یک ترانسمیتر فشار تفاضلی دیگر که تحت همان آزمایش قرار گرفته است ، چگونه خواهد بود:
یک بار دیگر ، استاندارد کالیبراسیون فشار ورودی به ترانسمیتر یک فشار سنج دیجیتال است که 25.00 اینچ ستون آب را ثبت می کند. یک مولتی متر دیجیتال (DMM) هنوز به عنوان استاندارد کالیبراسیون ما برای خروجی جریان عمل می کند و 11.93 میلی آمپر ثبت می کند. از آنجا که انتظار داریم 12.00 میلی آمپر در این فشار خروجی داشته باشد (با توجه به مقادیر دامنه ترانسمیتر از 0 تا 50 اینچ W.) ، بلافاصله از فشار سنج و عدد نمایش داده شده توسط مولتی متر می فهمیم که نوعی خطای کالیبراسیون در این ترانسمیتر وجود دارد (دقیقاً مانند قبل). مقایسه نمایشگرهای HART از PV و AO در برابر استانداردهای کالیبراسیون ما اطلاعات بیشتری در مورد ماهیت این خطا نشان می دهد: می بینیم که مقدار PV (25.002 اینچ WC) با فشار سنج دیجیتال مطابقت دارد در حالی که مقدار AO (12.001 میلی آمپر) با مولتی متر دیجیتال مطابقت ندارد. این به ما می گوید خطای کالیبراسیون در مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) ترانسمیتر است و نه با حسگر (ورودی). بنابراین ، روش صحیح کالیبراسیون برای انجام این ترانسمیتر اشتباه ، خروجی درست است.
توجه داشته باشید که چگونه در هر دو سناریو لازم بود تا رجیسترهای ریز پردازنده ترانسمیتر را با یک ارتباط دهنده HART مورد بررسی قرار داد تا محل تعیین خطا تعیین شود. صرف مقایسه فشارها و نشانه های استاندارد فعلی کافی نبود که بیش از واقعیت داشتن نوعی خطای کالیبراسیون در داخل ترانسمیتر ، به ما بگوید. تا زمانی که مقادیر PV و AO ریز پردازنده را مشاهده نکردیم ، نمی توانستیم تشخیص دهیم که آیا خطای کالیبراسیون به ADC (ورودی) ، DAC (خروجی) یا حتی هر دو مربوط است.
متأسفانه ، ما شاهد بوده ایم كه تکنسین ها سعی می کنند از تنظیمات LRV و URV به روشی برخلاف تنظیمات زیر و اسپن ترانسمیتر آنالوگ برای تصحیح خطاهایی از این دست استفاده نکنند. اگرچه می توان با انحراف در تنظیمات LRV و URV ، یک ترانسمیتر خارج از کالیبراسیون را برای عملکرد صحیح مقادیر سیگنال جریان خروجی بیش از دامنه کالیبره شده مقادیر ورودی خود ارائه داد ، اما هدف داشتن “اصلاح” و “دامنه” جداگانه را شکست می دهد تنظیمات داخل ترانسمیتر همچنین ، اگر سیستم کنترل متصل به ترانسمیتر مقادیر متغیر فرآیند را به صورت دیجیتالی و نه تفسیر آن از طریق سیگنال جریان حلقه 4-20 میلی آمپر ، به صورت دیجیتالی کنترل کند ، باعث ایجاد سردرگمی می شود. سرانجام ، “کالیبراسیون” کردن یک ترانسمیتر با برنامه ریزی آن با تنظیمات LRV / URV کج ، دقت هر عملکرد غیرخطی عمدی مانند توصیف ریشه مربع (برای برنامه های اندازه گیری جریان) یا جداول تسمه ای (برای برنامه های اندازه گیری سطح مایع در مخزن هایی که سطح مقطع با ارتفاع مایع متفاوت است).
پس از اینکه تریم های دیجیتال روی هر دو مبدل ورودی و خروجی انجام شد ، البته این تکنسین آزاد است که می تواند ریز پردازنده را هر چند بار که بخواهد بدون کالیبراسیون مجدد در دامنه قرار دهد. این قابلیت به ویژه در مواردی که دامنه مجدد برای شرایط خاص مورد نظر باشد مانند راه اندازی و خاموش کردن فرآیند زمانی که متغیرهای خاصی از فرآیند به مناطق غیرمعمول هدایت می شوند ، بسیار مفید است. یک تکنسین ابزار ممکن است از دستگاه ارتباطی دستی HART برای تنظیم مجدد مقادیر محدوده LRV و URV در هر مقداری که مورد نظر پرسنل عملیاتی است بدون نیاز به بررسی مجدد کالیبراسیون با استفاده از محرک های فیزیکی شناخته شده بر روی دستگاه استفاده کند. تا زمانی که تریم های ADC و DAC هر دو صحیح باشند ، دقت کلی دستگاه با محدوده جدید همچنان خوب خواهد بود. با استفاده از ابزارهای آنالوگ ، تنها راه تغییر در یک محدوده اندازه گیری متفاوت تغییر تنظیمات زیرو و اسپن بود که این امر مستلزم استفاده مجدد از محرکهای فیزیکی دستگاه (کالیبراسیون مجدد کامل) بود. فقط در اینجا می بینیم که کالیبراسیون برای یک ابزار هوشمند لازم نیست. اگر دقت صحت اندازه گیری تأیید شود ، هیچ کالیبراسیون فیزیکی واقعی جایگزین نمی شود ، و این شامل هر دو روش “اصلاح” ADC و DAC برای یک ابزار هوشمند است.
برای سفارش و یا خرید محصولات ترانسمیتر فشار و همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.
منبع:
