[实用新型]变送器接口装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业过程控制领域的一次仪表变送器的接口技术，尤其是常规两线制变送器的供电接口装置。

背景技术

目前在工业过程控制领域，现场信号采集、测量、变送端广泛采用两线制变送器实现，其品牌主要有霍尼韦尔、罗斯蒙特等公司。

变送器的基本工作原理是由控制系统的上位端提供一个直流电压而工作，变送器有电工作后会根据自身所测的物理信号（如压力、温度等信号）的大小，向直流电压的提供者输出一个与所测物理信号成线性关系的电流信号，在电压的提供端通过一个采样电阻对电流信号进行采样，从而获得物理信号的大小；电压的提供者可以是二次仪表、计算机的数据采集卡，也可是配电器、信号馈电隔离模块，后两者需将测到的电流信号进行再分配，这种两线制电流信号传输装置的传输距离可达上千米、抗干扰能力强，得到广泛的应用。

像霍尼韦尔、罗斯蒙特等大公司生产的变送器，除能通过所接的两根线或是进出线端子实现供电、传输电流信号外，还能实现变送器设定器与变送器间的数字通讯。即变送器通过自身设备上同一个两线或两个端子的接口，即可传输模拟量形式的电流信号，又能以数字信号的形式与其它设备交互信息；这种数字通讯一般是依靠HART（高速远程可寻址传感器）协议或是厂家自定义的协议实现的。生产这样变送器的厂家均提供变送器设定器，借助设定器可对变送器的量程、响应时间等参数进行软设定，并且可使变送器进入信号源工作方式，此时可通过设定器指定变送器输出测量范围内任意大小的信号；借助变送器的信号源工作方式，对控制室端相应的测量仪表或其它测量设备测量准确度进行现场检查、调整及其方便。

当变送器已接线供电工作，且想在安装变送器的现场，用变送器设定器对变送器进行工作参数设定、或是检查二次仪表、计算机数据采集板卡的测量准确度时，需将设定器的一对表笔（以挂钩装置或是鳄鱼夹装置呈现），挂在或是夹在变送器电源进出线的两个端子上，以实现设定器与变送器间的数据通讯。变送器的这对电源端子即用于供电、输出电流信号（传送模拟量任务），又以半双工的方式传送数字化信息。当要进行可靠的数字化通讯时，在变送器的整个供电、电流取样测量回路中，电源端子以外部分要有250Ω以上的上拉或下拉电阻才能实现，因为在进行数字通讯时，变送器是在控制回路中对应数字“1”输出一定特征的电流信号，对应数字“0”输出另一特征的电流信号，250Ω以上的上拉或下拉电阻就会产生明显的代表数字“1”和数字“0”的电压信号，当变送器的供电电压一定时，此时在变送器电源端子间也就会产生明显的代表数字“1”和数字“0”的电压信号，数字通讯才得以实现。

由于二次仪表、计算机数据采集卡、配电器均用250Ω电阻来对两线制变送器输出的电流信号进行信号采样，当变送器连接到这样的数据采集电路中，变送器与变送器设定器进行数字通讯时，测量回路中的250Ω电流信号采样电阻就起到了数字通讯功能所需的上拉或下拉电阻的作用。在控制测量系统中，如果变送器以这样的方式连接到测量回路中，当变送器设定器与变送器需在安装现场进行数字通讯时，只需将变送器的端盖打开，将变送器设定器的表笔挂在或是夹在变送器电源进线的两个端子上即可实现。

但是，在当代高可靠的数据采集系统或是过程控制系统里，在变送器和二次仪表间或计算机数据采集卡间，往往加进被称作馈电隔离信号模块的元件，由它为变送器供电，采集变送器输出的电流信号，将采集到的电流信号经隔离变换后再送往二次仪表或是计算机数据采集板卡；这样的馈电隔离信号处理模块目前做得都很精巧，其电流采样电阻一般只有50Ω。在控制测量系统中，如果变送器以这样的方式连接到测量回路中，当变送器设定器与变送器需在安装现场进行数字通讯时，由于回路中的电流信号采样电阻只有50Ω，使变送器电源进出线两端子间不足以产生代表数字“1”和数字“0”的电压信号变化，需格外在测量回路中外另加200Ω以上的电阻，才能保证数字通讯信号的幅值要求，保证数字通讯的可靠实现。

可将变送器电源进线两个端子（一个为电源的正端，另一个为电源的负端）中的一个临时断开，串进一个200Ω以上的电阻，使问题得以解决。即将电源线的正极端或负极端从端子上拆下，而电阻的一端接到该端子上，并将已拆下的单根电源线接到电阻的另一端，使变送器能够工作，并能进行数字通讯。当对变送器调试完毕，再将变送器的接线恢复原样；如需重新对变送器进行调试，需重新按这样的方式接线。