3051说明书.docx

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3051说明书

1．3051差压变送器

我厂常减压、催化等多套生产装置系统中现场压力（差压）测量大体上全数应用Rosemount（罗斯蒙特）3051系列变送器，与PROVOXDCS操纵系统，一起组成检测及各类操纵回路。

因此3051变送器在生产运行中的保护及各类检修等工作量相对较大。

正确的明白得与熟练的操作超级必要。

3051差压变送器大体知识

3051差压变送器工作原理

（1）简介

3051系列差压变送器，就目前来看它是一种智能化（smart）的数字仪表。

这种智能的含义确实是由微处置器操纵的仪表，这种仪表具有额外的功能和数字补偿能力，这其中包括在响应压力和温度输入有关sensor（传感器）专有的特点信息，每一个3051智能（smart）变送器之间稍有不同。

和常规的仪表相较，这种仪表通常都能够提供更好的准确度、长期稳固性和靠得住性。

3051系列差压（压力）变送器带有HART通信协议，HART，即高速可寻址远程变送协议（HighwayAddressableRemoteTransducer）是一种工业标准，它概念了智能现场设备和利用传统的4~20mA连线的操纵系统之间的通信协议。

3051采纳HART协议，利用工业标准的BELL202频率漂移键控（FSK）技术，在4~20mA的信号回路上叠加上高频信号，将变送器的各类变量以数字方式传送到其它具有HART协议的设备上，或接收其数字信息，改变其组态参数。

（2）工作原理

如图1—1为压力变送器的原理图

输入部份：

这一部份包括有传感器的第一个方框图。

第一，传感器（sensor）感受压力，将压力PV值转换成电学性质电容的转变值。

而后由模拟—数字（A/D）变换器把这种电容的转变变换成对应的数字值。

微处置器依据相应的数学模型或数据表，把电学测量的电容原始数字值和实际性质（PV—主变量）的压力或流量等结合起来，使其变换成相对应的数字输出。

这种数学模型或数据表的大体形式已经由仪表制造厂成立，HART仪表备有假设干命令，能够对其进行现场调整，这属于传感器调整（sensortrim）。

第一个方框的输出确实是进程变量的数字表示。

利用通信装置（communicator）能够读取那个进程变量。

互换部份：

由输入部份变换输出的进程变量数字值，通过互换部份仪表的量程值（与零点值和满量程值有关）和传递函数等数学变换，使进程变量变成等效的毫安（mA）表示。

尽管压力变送器常常具有平方根选项，但这种等效的毫安（mA）值已经被转换成，具有线性关系的数字表示值。

输出部份：

第三个方框是输出部份，它把互换部份计算出的数字毫安（mA）值变换为能够装入数—摸（D/A）变换器的数字值。

使之产生实际的模拟电信号。

一样，微处置器也必需依托某些内部的校准因子来使该输出值正确。

调剂这些因子通常称为电流回路调整（currentlooptrim）或4~20mA调整。

3051差压变送器的现场校准（校验）

那个地址所说的“校准”，是对已经组态好的，而且已经利用或预备利用的压力变送器，在现场进行的一种准确度测试。

关于一台HART仪表来讲，在输入和输出之间的多点测试不能对变送器的工作情形作出准确的表示。

就像常规的变送器一样，测量进程是从把物理量变成电信号的技术开始的。

但是，二者的类似性也就到此终止了。

在输入量和产生的4~20mA输出信号之间，除纯机械的和电学的性质之外，HART变送器还能够通过微处置器对输入的数据进行运算操作。

这其中通常涉及三个计算部份，如图1-1所示，每一个部份都能够单独进行测试和调整。

（1）校准要求

基于上述分析，这种带HART智能压力变送器的校准步骤和常规压力变送器相较有专门大区别。

严格意义上讲，3051智能（smart）变送器的校准有三个部份：

量程重设（rerange）—设置4mA和20mA所对应的压力低限和高限测量值。

（实际应历时的测量范围很少发生转变，一样以名牌标注为准）

传感器调整（sensortrim）—为调整变送器的性能或因安装因素将其制造性能曲线调整到指定压力范围内的最正确位置。

模拟量输出调整（analogoutputtrim）—调整AO到符合工业标准或操纵回路要求。

（2）调整的进程

调整进程主若是依据上述三个部份进行。

关于“

量程重设（rerange）”完满是通过HART通信装置来完成的，不需要外部的标准装置。

而其它部份的校准，那么必需有标准装置在内的，并包括其它通信装置、压力源等来完成。

（3）输入部份校准（传感器调整sensortrim）

由于输入和输出之间老是存在着线性的关系，而且二者都采纳相同的工程单位来记录，因此其误差的计算是很简单的。

一样地说，这项测试期望的准确度，确实是咱们生产上所要求的准确度技术指标。

若是测试不能通过，那么应依照制造厂家建议的步骤来调剂输入部份。

压力变送器常常还具有零点调剂，这时，应调剂输入以读到准确的零（不是低量程值）。

不要把这种调整（trim）和任何形式的从头调量程（re-ranging）或任何涉及利用零点和满量程按钮的其它操作步骤混淆起来。

（4）输出部份校准（4~20mA调整、模拟量输出调整、D/A调整、）

为运行测试，用一台通信装置使变送器，进入一种固定的电流输出模式。

测试的输入值是指令变送器产生的mA值。

其输出值是利用一台标准器测量取得的电流值。

这项测试也意味着输入和输出之间存在着线性关系，而且二者都用相同的工程单位（mA）来记录。

这项测试所期望的准确度也应当反映生产所要求的技术指标。

若是测试不能通过，那么应依照制造厂家建议的步骤来调剂输出部份。

此调剂步骤应当需要在接近或方才超出4~20mA处的两个调整点。

不要把这种调剂（trim）和任何形式的从头调整量程或任何涉及利用零点和满量程按钮其它操作步骤混淆起来。

（5）

事实上，对变送器三个部份的调整是彼此独立的，专门是对传感器调整（sensortrim）和模拟量输出调整（analogoutputtrim），这要紧看实际利用情形。

若是在实际应用中，仅利用进程变量（PV）的数字信号来进行监视和操纵，那么就必需对传感器输入部份单独进行测试和调整。

注意！

此读数和毫安输出（图1-1输出部份）是完全独立的，而且和零点设置及满量程设置没有关系。

当通过HART通信来读取PV时，其数值即便处在设定的输出范围之外，也仍然是准确的。

若是不利用模拟量输出（analogoutput）或称为电流环输出（currentloopoutput），即把变送器只看成一个数字设备，那么输入部份的校准确实是全数的、完全的校准。

若是在实际应用中利用模拟量输出（analogoutput），那么必需对输出部份单独进行测试和校准。

注意！

此项校准和输入部份是完全独立的，而且也和零点设置及满量程设置没关系。

3051差压变送器的参数、选型及保护

（1）3051变送器的经常使用技术参数

一样适用温度：

膜盒充硅油时工作温度范围为-40~121℃，寄存温度范围为-46~110℃；膜盒充惰性物时工作温度范围为-18~85℃，寄存温度范围为-46~110℃。

适用电压范围：

不带负载时为~55VDC.

量程可调范围:

在最大量程的100:

1范围内可调,但不能小于最小量程.

一样测量精度:

%FS

（2）3051变送器的选型

经常使用的几种3051变送器的型号:

3051CD差压变送器,最小可选量程为0~,最大可选0~13800KPa；3051CG表压变送器,最小可选量程为0~，最大可选量程为0~138000KPa；3051CA绝压变送器，最小可选量程为0~,最大可选量程0~27580KPa；

3051L单法兰式安装液位计，最小可选择量程为0~，最大可选量程为0~2070KPa；

3051HD高温用差压变送器，最小可选量程为0~，最大可选量程为0~138000KPa；

3051HG高温用表压变送器，最小可选量程为0~，最大可选量程为0~138000KPa；

3051TG表压压力变送器，最小可选量程为0~2KPa，最大可选量程为0~68900KPa；

3051TA绝压压力变送器，最小可选量程为0~2KPa，最大可选量程为0~68900KPa；

（3）3051变送器的引压管安装要求

引压管用于连接变送器的工艺管线，必需确保能正确传递压力并能取得准确的测量结果，有5种因素会造成测量结果错误：

压力迁移、泄漏、管阻损失、液体介质中有气相、气体介质中有液相、正负引压管内液体介质密度转变。

安装变送器的最好位置应紧靠在工艺管线周围。

（4）HART协议与3051变送器在PROVOXDCS上组态中3种信号模式的特点

3051智能变送器在PROVOXDCS的通道组态时，可对应3种信号模式：

模拟（analog）、数字（digital）和混合（hybrid）模式。

ANALOG（模拟）模式：

3051只发送一与4~20mA对应的百分比信号给DCS的操纵器，变送器的其它数字信息不能传送到DCS上。

该模式可使DCS的SMART（智能）卡通过组态利用非智能变送器。

12DIGITAL（数字）模式：

智能变送器用HART协议以DCS的SMART（智能）卡进行通信，而变送器的4~20mA信号不被采纳，SMART（智能）卡只利用其数字信息，变送器按工程单位将测量值以32位浮点数据格式发送到SMART卡中。

DIGITAL（数字）模式比ANALOG（模拟）模式的优势是数据精度高，错误率低。

其缺点是刷新率低（1~3S），不适合用于快速回路（fastloops）。

HYBRID（混合）模式：

SMART卡以百分比读取4~20mA信号，象DIGITAL（数字）模式一样请求变送器发送数字信息，利用4~20mA信号对应的量程、工程单位的上下限和百分比信号输入，SMART卡可计算出输入值，并将计算结果以32位浮点数据格式送到操纵器。

HYBRID（混合）模式优于DIGITAL（数字）模式的地方在于其刷新率高（一样为10~20次/秒，大体上是ANALOG（模拟）模式的刷新率），可用于快速回路（fastloops），而且利用了4~20mA信号，电流/电压转换和D/A转换的错误减少了。

该模式可使变送器有能力将量程调整到较窄的范围内。

（5）3051在PROVOXDCS上的DDP（详细的显示参数）参数用法

该DDP参数主若是remoteDDP，详见下表：

DDP#

助记符

TUNE？

描述

102

PRCHIGH

Y

过程量程高限浮点表示值

103

PRCLOW

Y

过程量程低限浮点表示值

224

TCALHI

Y

变送器高限浮点表示值

225

TCALLO

Y

变送器低限浮点表示值

226

PCALHI

Y

过程量程高限浮点表示值

227

PCALLO

Y

过程量程低限浮点表示值

235

DEVSTAT

N

以BIT方式显示设备状态

236

DIGCOMM

N

数字通讯是GOOD还是BAD

关于DDP#＝235项，DCS用二进制“00000000”表示变送器设备状态。

假设该项为“00000000”时，说明变送器处于正常工作状态，当其中任何一名由“0”变成“1”时，说明显现与该位对应的设备问题。

各BIT别离代表的设备状态描述如下（BIT位由左到右为BIT#7—BIT#0）

BIT#7=1时：

现场变送器工作不正常—变送器检测到一个硬件故障或错误

BIT#6=1时：

组态发生改变—-执行过WRITE或SET命令

BIT#5=1时：

冷启动—-变送器掉电又恢复供电后，它会从头安装系统信息，而且第一去确认此情形后，自动地复位该标记，该标记也可由MasterReset或SelfTEST设置。

BIT#4=1时：

更多状态可利用—-更多状态可利用，超过了变送器返回设备状态数。

BIT#3=1时：

主变量模拟输出被锁定—-关于主变量的模拟或数字输出被锁定在所需的值上，主变量不能响应进程转变。

BIT#2=1时：

主变量模拟输出饱和——主变量的模拟或数字输出值超过了其限制范围，再也不表示真正的进程情形。

BIT#1=1时：

非主变量超限——非主变量超过设备的操作极限，通过读取附加传感器命令，#48，能够识别到那个变量。

BIT#0=1时：

主变量超限——工艺进程作用在SENSOR上，使主变量超出了变送器的操作限制。

（6）3051在校准及利用中应注意的问题

阻尼对测试（校准）性能的阻碍

阻尼在仪表的输入发生转变和在仪表输入读数的数字值及相应的仪表输出中，探测到这种转变之间引入延迟。

这种由阻尼引入的延迟，可能超过其测试和校准中利用的成立时刻。

成立时刻是进行测试和校准时，在设置输入和读取取得的结果之间，等待的时刻量。

应在进行测试时，将仪表的阻尼值设置为零。

当测试（校准）完成后，再将阻尼常数调回到所需要的数值。

什么缘故说两点校准确实是一个完整校准？

固然，这不是一个全数的、完全的校准。

就某一个部份如：

传感器调整（sensortrim）或模拟量输出调整（analogoutputtrim），完成零点（低限LOW）和量程（高限HIGH）的校准就足够了。

因为仪表内部的微处置器，只需要用零点（低限LOW）来修正偏移，量程（高限HIGH）提供一个斜率以校正基于零点（低限LOW）值的性能曲线。

数字量程的转变不是校准

通过通信装置来改变变送器的量程，这仅仅是属于一种大体设置。

在如图1-1中，改变量程只阻碍第二个方框，对所测量的进程变量（PV）没有阻碍。

真正的校准需要利用一套参考标准（一台或多台标准表）来提供输入信号，并测量取得的输出值。

什么缘故有时从通信装置显示的PV压力值和从标准mA表上显示的值不对应？

这是由于输入部份的测量值，在输出部份引入的补偿误差而被隐藏所至，这要紧与校准进程有关。

必需别离进行传感器调整（sensortrim）和模拟量输出调整（analogoutputtrim）就能够够了。

在利用数字进程值来进行趋势监测、操纵，应把外部零点和满量程按钮关掉

这是因为外部调整按钮，只是用来“模拟量输出调整（analogoutputtrim）”，容易给日常保护

造成调整混乱。

3051差压变送器现场校准操作

那个地址所说的“现场”确实是装置上实际应用的现场。

现场校准，具有实际准确度高、减少拆装工时及仪表的损坏、减少泄漏、检修及时等优势。

但现场校准对标准装置（表）及工器具要求较高，以下所选用的标准装置（表）及工器具，完全符合平安及各类技术要求。

由于所用标准装置（表）及工器具的不同，操作的具体步骤可能不太一样。

本例是以FLUKE（福禄克）743B和压力模块为标准装置进行具体操作，并详细记录整个操作进程。

现场校准的是某装置RDT—8107回路上的差压变送器。

具体型号为3051CD3A52A1AB4I5M5。

（1）所需标准装置及要紧工器具

FLUKE743B数字标准多用表1台

FLUKE700PD7标准压力模块1个

PV111气动手压泵1台

HART275通信装置（手操器）1台

（2）按示用意1-2所示连接并检查连线，确认无误。

连线前务必作好以下工作

关于现场正在运行的变送器，请第一办理相关的作业票，协同工艺操作人员弄好各项平安方法，使之不要阻碍工艺正常运行。

正确停运仪表，正、负压室放空。

断开系统连线，并做好各项平安处置。

（3）开启743B

（1）供电

（2）选取测试压力信号

（4）应用“HART275”检查或从头设置变送器的大体设置

进入到如下菜单

在左面显现的菜单中，依照要求，别离读取或从头设置相关内容。

校准测试时建议将Damp（阻尼）时刻调整为“0”，测试终止后再改回原值。

（5）打压进行密封性能检查

技术要求：

差压变送器在密封性检查时，高低压力容室连通，并同时引入额定工作压力进行观看。

平稳地升压，达到测量上限值后，切断压力源，密封15min，在最后5min内通过压力表观看，其压力值下降（或上升）不得超过测量上限值的2%。

（6）通过“HART275”对传感器调整（Sensortrim）、模拟量4mA~20mA输出调整。

（6-1）传感器调整（Sensortrim）

进入到如下菜单

（6-2）调整模拟量4mA～20mA两点输出。

进入到如下菜单

（7）完成现场校准，记录相关数据。

（8）仪表断电，拆除连接线。

（9）将仪表和系统连接，并正确投入运行。

附件一：

HART275通信器——菜单结构图（简略）

附件二：

差压（压力）变送器校准记录

利用单位，型号，测量范围，输出信号范围，

精度品级，制造厂，出厂编号，出厂日期，

相对湿度，

标准装置，编号

，编号

，编号

1．外观：

2．密封性：

％（压力转变在测量上限值的±2%之内）

3．大体误差及回程差

3．1传感器调整（sensortrim）

序号

压力检定点

（KPa）

输出理论值（mA）

实际输出值（mA）

基本误差（mA）

回程误差

（mA）

上行程

下行程

上行程

下行程

1

2

3．2模拟量输出调整（analogoutputtrim）

序号

输入检定点

（mA）

输出理论值（mA）

实际输出值（mA）

基本误差（mA）

回程误差

（mA）

上行程

下行程

上行程

下行程

1

2

大体误差：

许诺值，实际最大值。

回程误差：

许诺值（绝对值），实际最大值。

计算公式：

大体误差＝测量值（实际输出值）－真值（输出理论值）

大体误差许诺值＝±精度％×量程,回程误差许诺值＝精度％×量程

回程误差＝︱上行误差－下行误差︳

5．

检定结果

检定员

复核员

6．检定日期200年月日