使用多变量传感器

许多智能仪表设备可以提供不止一个过程变量。

彼得·韦兰德,控制工程 2009年10月1日

随着越来越复杂,仪表设备通常可以提供多个变量。这些测量是免费的,因为它们不需要任何额外的传感器或过程渗透。它们所需要的只是一种提取信息的方法。

根据主要变量的需要,多变量方法可分为三类:

纠正测量大多数电子传感器在某种程度上受到不止一个变量的影响。例如,使用电容式或应变片技术的压力传感器受温度的影响。因此,这种设备的变送器需要自己的温度测量,并使用该数据来纠正初级读数。由于测量是在变送器中,因此将其提供给控制系统通常是一件简单的事情。

使用校正测量数据的注意事项是确保您了解它的来源。本例中的温度将在需要纠正主要变量的地方取,可能根本不能反映过程;它可能只反映发射机或电子设备周围的环境温度。在使用这些数据之前,请确保您了解它是什么。

多个测量-最常用的流量测量方法之一是使用孔板和差压计。有许多实现变化,但基本概念是基于已知障碍物两侧的压力读数来计算流量。虽然流量测量只需要差压值,但提取管道压力测量值也并不困难。

计算测量-随着变送器电子设备的日益复杂,将计算值添加到测量过程变量变得简单得多。科里奥利流量计使用这种技术,可以计算出实际测量的三个变量的范围。可能最常见的例子是将你的科里奥利设备设置为每分钟加仑或升,因为该设备不测量体积。它根据测量的质量流量和密度来计算体积。可以设置变送器,以提供您最需要的可用值作为主要变量。

提取额外的数据

大多数设备设计为通过模拟信号(4-20 mA)或数字输出提供初级读数。然而,如果有更多的信息,你必须找到一种方法来获取它。

一些设备提供多个(通常是两个)模拟输出。这种方法当然有效,但需要为每个变量使用电缆。

发送次要变量的最常用方法是通过主变量顶部的HART信号。如果您使用HART接口或与控制系统有HART I/O连接,则可以捕获二次测量,并以对流程有价值的任何方式使用它们。复杂的设备,如科里奥利流量计,允许您选择哪些输出来自模拟信号,哪些是覆盖的。HART读数装置有多种类型。有些将次要变量转换为适当的工程单位以供显示。其他人将它们转换成第二或第三个4- 20ma信号输入到DCS。甚至还有无线方式来获取信息。

现场总线协议使多个变量变得非常简单,如果您使用该网络方法并拥有合适的设备。使用现场总线需要最少的设置,因为所有的变量,主要的和次要的,都可以在适当的工程单元中使用。此外,它们都可以用同样的重要性来处理。

在适当的环境中,多变量传感器可能非常有用,但要充分利用它们确实需要一些功课。作为你最好的第一步,确保你知道你的流程需要什么。

作者信息
Peter Welander是过程工业编辑。打电话给他。PWelander@cfemedia.com