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现场总线温度变送控制器:高效精准监测与控制方案

更新时间:2025-01-10 工作计划 版权反馈
【摘要】:TT302温度变送器内装AI、PID、ISS、CHAR和ARTH等5种功能模块。除两个现场总线信号端子外,TT302还有四个输入端子,它们是用来与热电偶、热电阻、输入毫伏电压和输入电阻相连的。

1.功能与特性

现场总线温度变送控制器(TT302)是一种将温度、温差、毫伏等工业过程参数转变为现场总线数字信号的变送器,它还具有控制功能,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出的传感器,诸如高温计、负荷传感器、电阻或位置指示器等。TT302采用数字技术后能实现下列性能:单一的型号能接收多种传感器、宽量程范围、单值或差值测量信号;在现场和控制室之间接口容易;可大大减少安装、运行和维护费用。变送器能接收二路输入,也就是说有两个测量点。

TT302温度变送器内装AI、PID、ISS、CHAR和ARTH等5种功能模块。它们具有可由用户组态的基本功能,各种功能模块都有输入、输出,并装有参数和一个算法。各功能模块用一个标识符来表示,功能模块的输入、输出等能用其他仪表从总线上读出,它们之间也能互相连接,其他仪表也能写入模块的输入。TT302的测量准确度为0.02%,量程可组态,可作为主站或从站,信号规程符合IEC61158-2,为本安型仪表。

2.硬件构成

TT302的硬件构成框图如图9-2-6所示。

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图9-2-6 TT302硬件构成框图

TT302由输入板、主电路板和显示板组成。TT302接受来自热电偶、毫伏发生器、热电阻传感器的信号,这些输入信号必须在规定范围内。电压规定范围为50~500mV,电阻的规定范围为0~200Ω。量程可以组态。

(1)输入板

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收的电压信号是正确的端子间电压。信号调理板的功能是给输入信号乘上一个正确的增益以适合A/D(模/数)转换器的信号接收范围。电源隔离和信号隔离的作用是防止输入信号与地形成地环电流而引入干扰。来自主电路板CPU的控制信号和来自A/D转换器的信号通过光偶合器传输,从而实现了信号电的隔离。同样,输入板上的电源也必须是隔离的,电源隔离是采用把直流转换为一高频交流,并使用变压器分隔电的联系来实现的。

(2)主电路板

中央处理器CPU是TT302的核心部件,它控制着整个仪表各个部件的协调工作、线性化和通信。系统程序存储于CPU外部的只读存储器(PROM),运算数据暂存储于RAM,如果电源开关断开,RAM中的数据就会丢失。然而,CPU内还有一个非易失性存储器(EEP-ROM),当电源开关断开时,这里的数据仍保留。因此,一些重要的标定、组态和辨识等应用程序都存储在这里。主电路板上的EEPROM用来存储组态参数(指功能模块的参数)。CPU与信号整形之间是通信控制器,此控制器用来监视现场总线上的占空系数(或情况),调制和解调通信信号,引入和删除数字信号中开始和结束的定界符。

本机调整为磁性开关。在本机调整时,不用打开仪表的端盖,即在仪表的电路全部被密封的情况下,利用磁棒的置入与置出就可触发TT302内的磁开关,进行仪表的组态和调整,从而使现场仪表内的电子元件不与现场的恶劣环境直接接触,大大延长了电子元件的使用寿命,也使仪表适应恶劣环境的性能得到提高。

TT302是由现场总线供电的,供电电压为DC 9~32V。在供电的同时,仪表输入/输出的数字信号也由现场总线传输,与二线制模拟变送器相近,但现场总线中的数字信号是双向的,而且传输的是多个信号。信号规程符合IEC61158-2标准,本安隔爆。

TT302的主电路板和显示电路板与LD302基本相同,只是通信控制器与通信调制/解调器的叫法不同,二者的功能是相同的。

3.接线端子

移去电气端盖即可看到接线端子,电缆可以通过两个电气连接的导线管连接孔之一连接到接线端子上。导线管连接孔螺纹应该以符合标准的密封方法进行密封。没有用到的导线管连接孔应该塞住。接线端子有螺钉,叉或环型的端子可以在此固定,如图9-2-7所示。为方便起见,与LD302相同,TT302也有3个接地端子:一个在盖子里,两个在外边,靠近导线管入口处。除两个现场总线信号端子外,TT302还有四个输入端子,它们是用来与热电偶、热电阻、输入毫伏电压和输入电阻相连的。

TT302使用31.25kbit/s电压模式为物理信号,所有挂在同一现场总线的设备必须使用相同的信号,所有设备都以并联的方式连接在同一双绞线上。

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图9-2-7 TT302接线端子示意图

4.参数配置组态(www.xing528.com)

TT302的传感器参数组态配置需首先组态配置传感器号,其中参数SENSOR_TRANS-DUCER_NUMBER设置为1或2,分别表示第一传感器和第二传感器,如图9-2-8所示。

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图9-2-8 TT302参数配置组态

用SENSOR_TYPE参数设定传感器类型,如图9-2-9所示。图中选择的L型热电偶为德国工业标准(DIN),J、K、N热电偶为美国国家标准(NBS)。

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图9-2-9 TT302传感器类型参数设置

用SENSOR_CONNECTION参数设定传感器连接类型,如图9-2-10所示。图中选择的连接类型为Three wires(三线制),其他为Two wires(两线制)、Four wires(四线制)和Doub-le two wires(双通道)。

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图9-2-10 TT302传感器连接类型配置

其中的传感器类型如表9-2-1所示。

TT302的电子部分很稳定,制造厂校验后不需要用户进一步的校验。然而,如果用户要使用他自己的标准校验TT302,可以用CAL_POINT_LO和CAL_POINT_HI两参数设置。

表9-2-1 传感器类型

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低端微调:首先将温度传感器放入已知温度的地方,如果参数PRIMARY_VALUE(主要参数)显示的值与希望的有差别,就应进行低端微调,所要作的工作就是将希望的温度写入CAL_POINT_LO参数内,如图9-2-11所示。微调的结果可以在PRIMARY_VALUE参数中看到。

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图9-2-11 TT302传感器低端微调

高端微调:首先将温度传感器放入比低端校验点温度高的地方,如果参数PRIMARY_VALUE显示的值与希望的有差别,就应进行高端微调,所要作的工作就是将希望的温度写入CAL_POINT_HI参数内,如图9-2-12所示。微调的结果可以在PRIMARY_VALUE参数中看到。

单位是在AI功能块的XD_SCALE参数中设置的:Celsius为摄氏(组态值为1001);Rankine为兰金(组态值为1003);Kelvin为开氏(组态值为1000);Fahrenheit为华氏(组态值为1002)。

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图9-2-12 TT302传感器高端微调

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