智能变送器用于过程控制的.docx
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智能变送器用于过程控制的
智能变送器用于过程控制的-什么，如何，何时，多少钱？
用户的角度来看，
抽象
随着分布式控制系统（DCS）的出现和传播，数字通信，智能
发射器大约十年前出现在市场上的过程控制。
现在，他们占大约20％的
发射器制造的世界主要供应商。
很多专有和规范前的沟通
架构是现在提出的，导致日益严重混乱的局面，特别是现场总线上的问题。
大部分的主要供应商都在努力推动自己的专有解决方案，包括从数字
现场设备的软件监督工具。
在这种情况下，如何才能最终用户从中获利的新功能提供更好的服务，
被锁定到只有一个供应商的数字通信，而无需？
Electricit6法国（EDF），世界上最大的核电厂运营商，不同类别的
解决方案可以根据不同的标准演出，架构，服务控制和设想
维护的目的。
如果专有的体系结构适合于短暂的现场测试系统，长期
控制命令电厂的工业产品需要提供基于标准化的解决方案
通讯，但目前尚未敲定和接受的工业用户和供应商。
关键词：
传感器，智能变送器，CIM，仪器仪表，现场总线测量;电厂;过程
控制
I.INTRODUCTION
引进在微处理器内
智能发射器是一个重大突破
仪器仪表行业。
智能变送器
包括以前所进行的处理
众多的硬件元素的措施
MENT通道。
今天，他们开辟了新的前景
*通讯作者。
电话：
（33）143698742。
传真：
（33）1
43698823。
电子邮件：
michel.piguetder.edf.fr.
Elsevier科学B.V.
SSDI0019-0578（9）00012-7
为制造商和用户的一致好评，这将导致
主要的变化在CIM（计算机INTE
磨碎的制造）的组织。
潜在的再分配在植物通讯
阳离子结构代表了广泛的机会
供应商。
此外，全球化的趋势
提高被拆解的国家的贸易障碍
雇员再培训计划，特别是在欧洲的影响联盟
供应商之间的全球斗争
存在。
关于CIM段连续的
工艺产业，主导市场的是由A200楼Beaudouin人。
/ISA交易的34（1995）199-207
12个世界的公司，其活动范围
从发射器制造其他CIM
的活动，如数字控制系统和SU-
pervisors。
这项技术上的突破引起了
通信标准的问题。
该解
命令主要是由于用户希望开放
架构的解决方案。
不用说，
供应商不自然的布置，以促进
互操作性和互换性的产品
UCTS。
因此，大多数的主要供应商
一个或两个主要竞争者斯坦
准化，努力提高不出来的一个解决方案
纯技术问题，但一些-
次战略问题。
同时，需求是松弛的，如果最终用户
一个大的兴趣在智能仪器仪表，
仍不愿作出承诺，只要
唯一的专有解决方案，将可用。
这样
显着放缓的情况EMER
GENCE一个统一的通信标准，
在配套标准的定义
过去几年。
然而，很多时间和努力已经
致力于定义和推动通信
和现场设备的配套标准。
作为一个
例如，这些合作项目，致力于
问题金额大约为70万美元以上
在欧洲期间88-95。
尽管如此，应该强调的是：
智能仪器仪表的使用，可能会无法取消
性依赖于标准化的现场总线的出现和
在智能仪表可以设想
第一阶段没有现场总线结构。
平均-
同时，这个新的根儿逐渐渗透
在这样一种方式，最终用户可以制备通报BULLETIN
成熟的智能化仪器仪表
用法。
从现在开始，因此，它是必不可少的IDEN
tify最好的方式来获取利润的功能
的周志武优势的智能仪器仪表，
在标准化与当今的限制。
2。
智能仪表的功能
专家称，智能的一个主要优点
发射机是大范围的功能
[1,2]。
作为一个重要的用户，EDF一直在
〜M
信号R
修正我
Ň
〜_COMMUNIC〜
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
〜。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
本地。
。
-〜遥控器
和米commumcabon〜通信
图。
1。
功能分析的一般框架。
在许多合作项目，以表达volved
其需要在该领域的智能仪表
TION特别是在框架内的欧洲
计划和评估解决方案。
陈建
姿势，范围广泛的功能已经
作为下一代的要求描述
智能变送器。
它们被定义使用
四项服务的基础上进行一个总体框架
任何智能变送器（参照图1）。
测量设备
测量是在主服务
智能变送器;，它包含functionali-
一个完整的测量信道的关系，如多
变量的测量，补偿交叉
敏感性，计算最终的测量。
配置设施
这项服务的目的是适应智能
一方面上的变送器纠正工作
和另一方面的具体条件
的应用程序。
配置设施回落
分为两个子服务：
技术配置
有关的设计上的发射机
（类型的细胞，内部组件）的功能
配置处理参数的依赖新生
凹陷的工艺特点（阻尼值）。
F.beaudouin等。
/1SA34（1995）199-207201
验证设施
验证的目的是提高水平的CRED
从非常发射的灵活性和可靠性
ter和测量。
验证设施回落
分为两种服务：
技术验证的亲
志愿组织非常发射机测试（温度
细胞内，检查的回忆和ADC。
。
。
。
）功能，
周志武验证提供测试的措施
定（与选定的阈值比较）。
通讯设施
通信是在交换的能力
双向模式与上位机或
与本地操作员。
远程和当地社区
无论从nications是必要的现场操作
器或移位运算符。
作为一个例子，压力变送器设计
在欧洲ESPRIT项目的原型
的DIAS能处理高达100个数据。
组态
和验证设施的重要组成部分的金额
的100个数据。
应当指出
配置数据是不太可能超载0级
流量，因为大多数服务都没有利用周期性
美云，但无论是在活动或，每当reconfigu-
配给是必要的。
功能优势
多元函数
数字化处理
配置设施
验证设施
双向通信
数字通信
的连接的数量减少
加强计量表演
提高精度
增加的可调范围，减少数量的发射机
调整的时间和计量参数
应用的限制条件
重新校准
提高了测量的可靠性
维护帮助
远程信息交流，危险和困难的植物
地区
更高的完整性交流
通信信号上叠加的寄生偏置
3。
用户的期望是什么？
在用户之间进行了多次调查，
过程工业领域的主要
期望新一代智库-
绅士发射器，尤其是在短期内，
更好的耐环境性，更高的质量
性和测量的准确度，自二
不可知的维护。
确保长期可用性
此外，智能仪器仪表
提出了新的问题，必须解决
设计架构，采用智能
发射器。
一个主要的问题的关键是要达到
互操作性和互换性。
这两个标准，
RIA涉及通信标准的定义
标准，生产配套标准。
Interchangeabil-
性是的用户如EDF非常重要的。
电厂，尤其是核电厂
一生需要的组件，其长期
可用性可以达到几十年。
因此，
最终用户尝试采用开放式解决方案，瓜尔
antee较高的长期供应情况。
平均-
同时，没有开放的解决方案，它是必不可少的
设计模块化架构，是一个第一预
为即将到来的开放式解决方案的先决条件[3]。
用户友好的他们，ironment
智能仪器将重新改变
lationship之间的设备和运营商。
一些操作可以处理一个different202的F.Beaudouin等人/ISA交易的34（1995）199-207在
方式（远程校准，内部诊断），但
人是新的，如配置发射
TERS。
在这方面，主要关注的是
多的上层结构和
工作人员的操作和训练的影响。
用户友好的界面是必要的，以确保
简单和清晰的显示是在为运营商
负责维护和技术管理
MENT。
，提高可追溯性和作业质量
正如前面提到的，智能仪表
TION引起的新的活动，可以是复杂的
如配置安装。
新程序
需要被设置为保证操作
根据质量标准进行，
命令，以确保高的安全水平，即到
计划说，来描述和记录所有
校准和维护操作。
的DE-
尾和严格的描述发射器
及其外围设备的，因此，需要。
4。
今天和未来的架构中，
智能变送器
今天，“智能”变送器是目前
提供的主要生产厂家。
这样
发射器使用的模拟和数字
通讯模式。
它们也可以嵌入
在几种架构考虑到AC-
数供应，相容性与可用性
现有的体系结构，服务，储蓄和可靠
bility。
上一层
建筑
我4-20mA数字信号
图。
2。
智能变送器在使用中。
使用“智能模拟发射机”
在这种情况下，智能变送器使用4-20
mA连接（参见图2），运营商可以使
使用或不叠加的数字数据。
在
teroperability与纯粹的模拟发射机
从而达到更高的精度;一个额外的
terface时，需要最终用户要
检索的数字信息。
现场设备
一个标准化的协议不兼容或
开放的专有协议。
然而，眼看
他们使用的经典的传统的4-20毫安，
通信模式下，他们可以容易地使用
改造现有的架构。
可以提出一些优点：
-它可以帮助一个逐步渗透的数字传输
发射器，无需重新设计的0级;
-可以安装新的工具，用于检索和
处理数字数据，这是第一步骤到
病房数字结构。
使用数字发射机
在的情况下的全数字化的架构，模拟
设备仍然可以连接在这种体系结构
Tures的，但需要特定的接口，从而增加
的连接的成本。
由于数字通迅的主要贡献是数据交换的完整性，
数码相框，看到的冗余编码
电效应的免疫增强。
“
第二个好处是充分利用
现场设备内的嵌入的功能
交换时，用一个双向的通信。
两种主要的架构是
的设想。
智能变送器可以con-
连接点到点或到现场总线。
点至点连接会导致轻微的重
如“智能”集中配售，
或多路复用器，但诱导没有显着的节约
在设备投资方面的（参见图3）。
当一个连接智能变送器
现场总线，布线节省是可能的，而且，
这种拓扑结构简化的分布functionali-
关系和向下移位计算能力
bilities（从静态压力的流量计算
确定和温度测量）隐瞒
数据流的零电平。
乍一看，似乎是通过一个现场总线少
可靠的，因为一个单一的切割可能会导致overallF。
Beaudouin等/ISA交易的34（199.5）199207（13
集中器
Poinl罗痛〜
COlllleCtJol'l
Upperlevel
建筑
现场总线
我
我DigitaslignalI
图3。
Fullydigitalarchitectures。
失败的水平。
不同的程序
有，增加容错成立。
他们组成的冗余布线，
冗余站负责擦伤
其中shalling[4]（总线仲裁员）和现场总线
解析冗余验证的基础上。
“
现场总线拓扑结构非常适合于后者
方面。
此外，它必须首先指出
现场总线拓扑结构要求发挥重大再分配
tributions0电平，它导致的发展
新的工具，这将在后面讨论。
SEC-
ondly，制造商提供的现场总线架构
上一层
建筑
现场总线I
DigitalsignalI
D....V智能
LGLTAL或CONCENTR的TOR
类似物
mgnmif
图4。
Today'sarchitecture。
Tures的自己的通信协议，
涵盖了大范围的产品和减缓
因此，出现了一个统一的解决方案。
关于开放式标准化的解决方案，
产品线都显着降低;没有关闭
现成的智能化和标准化的传输
TERS是可用的，只有多路复用器，interfacc
卡，L/O，配置和采集软
商品开发的小公司。
这些
充满活力的公司斗争来促进开放，使
lutions和期望，使企业发展
ING所有的外设工具，智能传输
TERS。
实事求是地讲，这两种体系结构（点
点和现场总线），尤其是将被合并
最大限度地降低连接成本，从而利用
标准化的，现成的I/O（的喜欢，图4）。
为
例如，温度变送器支持
较少的功能可以被连接在
点至点的体系结构，或通过浓缩器
模拟布线。
在后者的情况下，线性化和
校正功能和计算的FI-
信号的测量可以由浓度执行
理员。
5。
用户如何能够利用今天的
智能变送器的服务呢？
在流程工业，尤其是在电力
代，智能仪器仪表，
长远来看，有显着的影响，对核电厂的安全
和组织，如控制，维护
护和技术管理工作。
控制的目的
其主要优点在于可能性
制定出更复杂的信息，并
传达它的控制操作员。
因此，歌剧
器可以依靠这顶帽子，一直t'ali-
于在总线leuel。
在这种情况下，只有可用的测量
空调，交叉灵敏度补偿
和计算中所需的工程单位
可以直接发送到上层
的CIM层次。
现场总线拓扑结构方面，大部分的数据将被
交换的循环流量，以满足实际
时间constraints.204F.Beaudouinet人/ISATransactions34（1995）199-207
由于越来越多的功能
辅助决策向下移动，获能
转移必须适应方面的新
再分配。
此外，功能为MANAGEMEN吨
在0级的工作模式需要进一步努力
符合安全要求。
监控和维护的目的
诊断和自检的信息可
要检索一个专门的维护米的n-
人机界面。
维修站
呼吁发挥多种服务中嵌入
在发射机：
-REMOTE零测试，
-测试的记忆体或其他内部康波
份，见
-内置TEMPER一TURE测量，
-与用户定义的阈值比较。
关于验证，具体程序
可以设想排序接近告警可能
BLE领域。
当采用现场总线结构，最
维护上传送的数据将被
无环的交通事件后，重新显示
的追求。
这种流量通常会喂
日志记录了所有重要的事件和
操作（重新校准，检测到的数
测量单元，异常过压
漂移。
。
。
。
）。
的故障，可以很容易地检测到
的发射机的电平记录和时间
落地的考验日志。
从长远来看，
领域的显着进步，preuentice主
因此，预计维护的集体
TION的更多relel：
蚁数据。
技术管理的目的
本次活动旨在管理所有发送
TERS工厂内的安装或存储。
嵌入-
的DED身份数据，在发射是伟大的
在这方面的帮助，因为他们可以向下
，很容易加载并上传。
具体方法
必须设置，以保证一致性BE-
在0级和那些之间的身份数据存储
由主计算机处理。
现场测试
电厂运营商，法国电力公司的工作人员随身携带的
ING许多现场测试，以检查其设施。
在现场的干预有很大的影响
成本。
此外，测试必须执行
质量保证。
本次活动是一个有趣的领域，
采取有利于从instumentation进步。
第一个优势是较高的灵活性，当
安装架构。
在这种情况下，操作
布线和布线的安装，主要是
重要性，它是耗时的，并露出
错误。
然而，数字化处理使第一
设想自动程序检查
配置和第二数字通信
蒸发散增加布线和连接的可靠性
系统蒸发散。
这种灵活的数字采集架构
然而，需要有大量的努力
所有的测量通道配置（COM-
通信配置，应用程序配置
TION和选择正确的参数
数百个发射器），它必须强调的是，
这样的相位，可以制备前现场
活动没有干预成本的影响。
重复性的第二大优势，因为
许多现场测试是通用的，是
定期进行，为无数的植物
的相同的技术家族。
这些测试将
是更容易实现的可重复性
可能和可追溯性得到满足。
上一操作
蒸发散有一个清晰的和全面的描述
hensive方式（可追溯性）。
数字化加工和
更适合智能仪表
能够满足这些条件。
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