کالیبراسیون و محدوده و رینجینگ برای یک دستگاه FF تقریباً به اصول سایر ابزار اندازه‌گیری “هوشمند” مشابه است.
برخلاف ابزارهای آنالوگ که تنظیمات “صفر” و “دامنه” تماماً کالیبراسیون و محدوده ابزار را تعریف می‌کنند، کالیبراسیون و محدوده دو عملکرد کاملاً متفاوت در یک ابزار دیجیتال هستند.
برای شروع، قصد داریم یک نمودار بلاک از یک فشارسنج آنالوگ را نشان دهیم که تنظیمات صفر و دامنه را با ارسال آنالوگ بین تمام عملکردهای داخل فشارسنج نشان می‌دهد.
🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل
تنظیمات “صفر” و “دامنه” با هم رابطه ریاضی بین فشار حس شده و خروجی جریان را تعریف می کنند.
کالیبراسیون یک ترانسمیتر آنالوگ شامل اعمال اکچویتورهای ورودی شناخته شده (استاندارد مرجع) به دستگاه و تنظیم تنظیمات “صفر” و “دامنه” تا رسیدن به مقادیر خروجی جریان مورد نظر است. هدف از انجام این کار اطمینان از دقت اندازه گیری است.
“محدوده” یک ترانسمیتر به سادگی مقادیر ورودی مرتبط با سیگنال های خروجی 0% و 100% است (به عنوان مثال 4 میلی آمپر و 20 میلی آمپر). محدوده یک ترانسمیتر آنالوگ شامل (همچنین) تنظیم تنظیمات “صفر” و “دامنه” است تا زمانی که سیگنال خروجی با نقاط LRV و URV مورد نظر متغیر اندازه گیری شده مطابقت داشته باشد.
برای یک ترانسمیتر آنالوگ، عملکردهای محدوده و کالیبراسیون همیشه توسط تکنسین به طور همزمان انجام می شود: کالیبره کردن یک ترانسمیتر آنالوگ، محدوده آن است و بالعکس.
در مقابل، یک ترانسمیتر «هوشمند» (دیجیتال) مجهز به جریان خروجی آنالوگ 4-20 میلی آمپر، عملکردهای کالیبراسیون و برد را به طور مشخص جدا می کند، که هر عملکرد با مجموعه ای از تنظیمات متفاوت تعیین می شود:
کالیبره کردن یک ترانسمیتر “هوشمند” شامل اعمال استیمولی‌های ورودی معروف (استاندارد مرجع) به دستگاه و تنظیم توابع “تنظیم” است تا دستگاه به درستی واکنش نشان دهد.
برای یک ترانسمیتر “هوشمند” که مجهز به خروجی الکترونیکی آنالوگ (4-20 میلی‌آمپر)، دو مجموعه تنظیم کالیبره وجود دارد: یکی برای تبدیل آنالوگ به دیجیتال و دیگری برای تبدیل دیجیتال به آنالوگ.
یک فرایند دیگر به نام رنجینگ، رابطه ریاضی بین مقدار ورودی اندازه‌گیری شده و مقدار جریان خروجی را تعیین می‌کند.
برای توضیح اختلاف کالیبره و رنجینگ، یک مثال را در نظر بگیرید که در آن یک فرستنده فشار برای اندازه‌گیری فشار آب در یک لوله استفاده می‌شود.
فرض کنید محدوده فشار ترانسمیتر از 0 تا 100 PSI به یک جریان خروجی 4-20 میلی‌آمپر ترجمه می‌شود. اگر می‌خواستیم یک ترانسمیتر آنالوگ را مجدداً رینج کنیم تا یک دامنه بزرگتر از فشارها را اندازه بگیریم (مثلاً از 0 تا 150 (PSI، باید فشارهای معروف 0 PSI و 150 PSI را مجدداً اعمال کرده و همزمان پتانسیومتر صفر و دامنه را تنظیم کنیم تا ورودی 0 PSI مقدار خروجی 4 میلی‌آمپر و ورودی 150 PSI مقدار خروجی 20 میلی‌آمپر دهد. تنها راه برای مجدداً رینج کردن یک ترانسمیتر آنالوگ، کالیبره کامل آن است.
اما در یک ابزار اندازه‌گیری “هوشمند” (دیجیتال)، کالیبره نسبت به یک منبع معروف (استاندارد) تنها باید در فواصل زمانی مشخص برای اطمینان از دقت در طولانی مدت با در نظر گرفتن گسسته‌ای که بدون‌شک ابزار از مهاجرت خواهد داشت، انجام شود.
اگر ترانسمیتر فرضی ما اخیراً نسبت به یک استاندارد فشار مشخص کالیبره شده و به دلیل اعتماد به‌دست آمده، آخرین چرخه کالیبره از دسترسی گسسته نبود، می‌توانیم این ترانسمیتر را مجدداً رینج کنیم با تغییر فقط مقدار بالاترین محدوده (URV) به‌گونه‌ای که فشاری به وضوح 150 PSI اکنون دستور می‌دهد تا خروجی 20 میلی‌آمپر را تولید کند به جای فشاری که قبلاً نیاز بود 100 PSI داشت.
ابزارهای دیجیتال به ما اجازه می‌دهند که بدون کالیبره مجدد، رینج کنیم که نشان دهنده توصیه شگفت‌آوری است در زمان و تلاش تعمیرکار.
تفاوت بین کالیبره و رنجینگ، معمولاً حتی برخی از تکنسین‌های تجربه‌کرده را هم گیج می‌کند. هنگام کار با یک ترانسمیتر آنالوگ، شما نمی‌توانید کالیبره کنید بدون تنظیم محدوده دستگاه: دو عملیات در همان روند تنظیم صفر و دامنه ترکیب شده‌اند. اما هنگام کار با یک ترانسمیتر دیجیتال، عملیات کالیبره و عملیات رنجینگ کاملاً جدا از هم هستند.
البته ابزارهای فیلدباس به همین ترتیب “هوشمند” هستند و بلاک دیاگرام های داخلی آن ها بسیار شبیه به ترانسمیترهای “هوشمند” با خروجی جریان آنالوگ است، البته با تعداد پارامترهای بسیار بیشتر در هر بلاک.
مستطیلی با برچسب “XD” در نمودار زیر بلاک ترانسدیوسر است، در حالی که مستطیلی با برچسب “AI” بلاک ورودی آنالوگ است :
مقادیر کالیبراسیون (تریم) در بلاک ترانسدیوسر همراه با واحد مهندسی تنظیم می‌شود، و خروجی بلاک ترانسدیسر را به جای یک مقدار دیجیتالی در واحدهای اندازه‌گیری واقعی (مانند PSI، kPa، بار، میلی‌متر جیوه و غیره) تبدیل می‌کند.
پارامتر کانال بلاک تابع ورودی آنالوگ به آن می گوید که کدام خروجی ترانسدیوسر را دریافت کند (نوت 1) به عنوان “مقدار اولیه” از پیش مقیاس شده، که ممکن است بر اساس تناسب بین مقادیر مقیاس ترانسدیوسر (XD_Scale بالا و پایین) به مقدار مقیاس شده دیگری ترجمه شود. ) و مقادیر مقیاس خروجی (OUT_Scale high و low).
نوت 1: ترانسمیترهای فیلدباس اغلب دارای چندین کانال داده اندازه گیری برای انتخاب هستند. به عنوان مثال، ترانسمیتر چند متغیره Rosemount 3095MV کانال 1 را به عنوان اختلاف فشار، کانال 2 را به عنوان فشار استاتیک، کانال 3 را به عنوان دمای فرآیند، کانال 4 را به عنوان دمای سنسور و کانال 5 را به عنوان جریان جرمی محاسبه شده اختصاص می دهد. بنابراین تنظیم پارامتر Channel به درستی در بلاک AI برای پیوند آن با متغیر اندازه گیری مناسب بسیار مهم است.
برای کالیبره کردن چنین ترانسمیتر، ابتدا بلاک ترانسدیوسر باید با استفاده از یک ارتباط دهنده FF دستی یا سیستم میزبان فیلدباس در حالت خارج از سرویس (OOS) قرار گیرد.
سپس، یک فشار سیال استاندارد (درجه کالیبراسیون) به سنسور ترانسمیتر اعمال می شود و پارامتر Cal_Point_Lo برابر با فشار اعمال شده تنظیم می شود. پس از آن، فشار بیشتری به سنسور وارد می شود و پارامتر Cal_Point_Hi برابر با فشار اعمال شده تنظیم می شود.
پس از تنظیم پارامترهای مختلف ثبت کالیبراسیون (مانند Sensor_Cal_Date، (Sensor_Cal_Who، حالت بلاک ترانسدیوسر ممکن است به حالت خودکار برگردد و ترانسمیتر یک بار دیگر استفاده شود.
برای برد چنین ترانسمیتری، مطابقت بین فشار حس‌شده و متغیر فرآیند باید تعیین شود و در پارامترهای XD_Scale و OUT_Scale بلاک تابع ورودی آنالوگ وارد شود.
اگر از ترانسمیتر فشار برای اندازه گیری غیر مستقیم چیزی غیر از فشار استفاده شود، این پارامترهای محدوده بسیار مفید خواهند بود، نه تنها مقادیر عددی اندازه گیری را تناسب می کنند، بلکه مقدار خروجی دیجیتال نهایی را به “واحدهای مهندسی” (واحد) مورد نظر می اندازند.
محدوده در ترانسمیترهای فیلدباس به دلیل نام های بدی که به گزینه های مختلف پارامتر L_Type داده می شود، موضوعی تا حدودی گیج کننده است. در اینجا لیستی از گزینه های پارامتر L_Type به همراه معانی آن ها آمده است :
- مستقیم = بلاک AI سیگنال خروجی را توسط بلاک XD، بدون توجه به محدوده مقیاس OUT مشخص شده منتشر می کند.
- غیرمستقیم = بلاک هوش مصنوعی سیگنال را از بلاک XD به یک محدوده مشخص شده توسط پارامترهای OUT_Scale با استفاده از یک معادله خطی به عنوان مثال (y = mx + b) مقیاس می‌کند.
- ریشه مربع غیرمستقیم = مانند بالا، با این تفاوت که یک تابع ریشه مربع برای درصد محدوده اعمال می شود (مفید هنگام مشخص کردن فرستنده های جریان بر اساس اندازه گیری اختلاف فشار)
برای سفارش و یا خرید انواع محصولات ابزار دقیق و همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.
منبع:
