《控制仪表及装置》
第六章 智能变送器和阀门定位器
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第一节
智能变送器
一、智能变送器特点 二、智能差压变送器 三、智能温度变送器
第二节
智能阀门定位器
一、概述 二、SIPART PS2智能阀门定位器
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第一节 智能变送器
一、智能变送器特点
测量精度高，响应速度快，性能稳定可靠。 零点迁移范围宽，量程比大。 具有温度、静压补偿和非线性校正功能。 具有计算、显示、报警、控制、诊断等功能。
形，4个压电桥臂电阻阻值随之变化, 桥路输出与差压 成比例的电压。传感器上装有防过载膜片，实现对传 感器的过载保护。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 过程连接法兰 高压侧输入压力P+ O型圈 测量单元部分 硅压力传感器 过载保护膜片 密封膜片 内充液 低压侧输入压力P10
2.配线和组态
系统连接示意图
压力
A/D
P217
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㈡、SITRANS P差压变送器
基本误差±0.075%，允许测量范围为0～3Mpa，
量程比为100:1，重复性为0.1%。数字通信方式符合
IEC 61158-2标准，传输速率为 31.25 kbps。仪表支持 总线供电，并具有本质安全防爆性能。
1.结构及原理
SITRANS P包括传感器和电子部件。电子部件也由 微处理器、存储器、D/A转换器和通信部件等组成，可完 成信号放大、数据处理、存储、显示、诊断及通信功能。
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定位器可由用户设定非线性补偿特性，自动进 行零点和量程的设定，具备丰富的诊断功能， 能够提供执行机构和控制阀的多项重要信息，
如行程、报警计数、阀门极限位置、阀门定位
时间等 。
1.工作原理
微处理器对给定值和位置反馈信号进行比较，若 存在偏差，则向压电阀输出一个电控指令，进而调节 进入执行机构气室的空气量。偏差很大时，定位器输
出连续信号；偏差稍小,输出连续脉冲；偏差很小则不
输出控制指令 。
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SIPART PS2 阀门定位器结构原理图
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2.结构和组态
定位器由电路主板、控制面板、压电阀单元、 执行机构以及一系列功能模块组成 。有单作 用定位器和双作用定位器两种， 分别用于弹 簧加载的执行机构和无弹簧执行机构。 组态包括输入电流范围、行程限值、零点和满度、 响应阈值、动作方向、自动关闭功能、阀门特性、 执行机构位置限值、二进制输入功能和报警输出
功能等。可通过定位器上的按键、HART手操器或
在PC或手提电脑上对定位器进行远程组态。
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三、智能温度变送器
智能温度变送器能配接多种标准热电耦或热 电阻，也可输入毫伏或电阻信号。它将温度信号 线性地转换成模拟、数字混合信号或全数字信号 。 变送器包括微处理器、放大器、 A/D、D/A、专
用集成电路等。微处理器完成线性化、热电耦冷端
温度补偿、数字通信、自诊断等功能。电路部分与 软件功能结构与上述变送器类同 。
温度传感器
传感器组件 存储器
微处理器 数字通信
电容传感器 压力 压力
电子组件 存储器
本地量程 和零位调整
传感器组件
电子组件
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⑵ 传感器组件
被测差压通过隔离膜片和罐充液作用于感压膜 片，其微小差异使ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ动电容值随之改变。
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2.FF总线差变结构功能图
FF功能块
FF兼容的 通信栈
转换器块
资源块
电容传感器 压力
可输出模拟、数字混合信号或全数字信号
（4~20mA/HART、FF、Profibus等） 。 能对变送器进行就地或远程组态。
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二、智能差压变送器 ㈠、3051C差压变送器
基本误差±0.075%，稳定性±0.125% （5年），量程比为100:1,数字通信方式符
合HART协议，仪表支持总线供电，并具有
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温度变送器结构及原理图
P220图 P221图
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第二节 智能阀门定位器
智能阀门定位器是数字式执行器的重要组件, 它既具有传统阀门定位器的基本功能，又具 备数字通信和PID运算能力 。
※ SIPART PS2 智能电气阀门定位器
直行程执行机构行程范围是3～130mm，反馈杠杆的
转角为16～90o；角行程执行机构角度为30～100o。 定位器可接收叠加了HART信号的4～20mA直流电 流，也可接收符合Profibus-PA或FF总线协议的数字 信号 。
本质安全防爆性能。
1. HART变送器
⑴ 结构及原理
包括传感器和电子组件。 电子部件由微处理器、存储器、 D/A转换器和通信部件等组成，电容传感器输出的信号,经电
子部件处理后得到与输入差压对应的4~20mA DC或数字信号
（HART）。
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3051C HART差变结构原理图
A/D转换器
输出
D/A转换器
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SITRANS P HART 差变结构原理图
1 测量部件 2 信号放大器 3 模/数转换器 4 微处理器 5 数/模转换器 6 E2PROM存储器 7 HART调制解调器 8 三个输入按键(就地操作) 9 数字显示 10用于连接外部电流表
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※ 硅压传感器
差压经密封膜片和充液作用于测量膜片上使其变