現代化的工業生產目前正在向著智能化、數字化、網絡化方向發展，隨著計算機、通信和微處理器技術的發展，控制系統逐步由分布控制（DCS）向現場總線（FCS）控制的模式推進，就地儀表設備也由模擬量逐步向數字量儀表的方向發展。為了適應現場總線控制系統的要求，現場總線型智能壓力變送器得到了迅速發展。由于現場總線型智能壓力變送器與傳統意義上的模擬型、智能型智能壓力變送器有了本質上的區別，所以現階段對現場總線儀表設備的維護及校準溯源方法則是眾說紛紜，分歧很大。下面分析現場總線型智能壓力變送器計量校驗的必要性，并對現場總線型智能壓力變送器校驗的必要性及方式方法進行論述。

 

智能壓力變送器

 

　　一、現場總線型智能壓力變送器校驗的必要性

現場總線系統作為新興的總線協議，得到了部分過程用戶的采用，也有了一些典型的應用案例，如一些石油石化煉油項目。

 

現場總線系統作為一種數字式通信網絡，使過去采用點到點式的模擬量信號傳輸變為多點一線的串行數字式傳輸。因而，現場總線型智能壓力變送器大幅度減少了系統中的模擬信號，從而幾乎消除了回路的誤差。并且全數字化雙向通信在提高了系統的測量和控制精度的同時，也使系統組態和調試更加方便。智能壓力變送器功能模塊的設定，數據的傳輸交換完全可以通過數字通訊工具或上位機交互實現。

 

然而，目前有一些看法過分擴大了現場總線和數字通訊工具的范疇，希望通過采用現場總線系統消除系統誤差，僅用數字通訊工具實現現場總線系統的維護和校準。片面的認為通過現場總線智能壓力變送器的強大的功能模塊，數據交互功能以及自身的自檢報警功能，通過數字通訊工具對現場總線型智能壓力變送器進行組態和調試就可以實現智能壓力變送器的長久可靠性和誤差的消除。這是混淆了對系統進行維護和校準的概念，并且完全違背了校準和溯源的概念，也不符合《中華人民共和國計量法》關于保障國家計量單位制的統一和量值傳遞的相關規定。

 

現場總線型智能壓力變送器一般由高精度傳感器、程控放大器、AD轉換電路、CPU微處理器、調制解調芯片及外接接口等組成。但是一次傳感器級的誤差無法通過現場總線系統減少或消除，一次傳感器擔任著將非電量/非線性信號轉化為線性模擬電信號的重任，傳感器材料及二次儀表電路中數模轉換電路是誤差的主要來源。數字通訊工具只能對系統的數字部分進行組態和調整，而無法對傳感器部分和模擬信號部分進行校準和調整。通俗地說，無論采用什么系統協議，校準過程變量回路，我們都需要高精度的過程變量溯源基準進行量值傳遞，如校準壓力智能壓力變送器，需要高精度的壓力校準器或模塊來進行校準比對。

 

　　二、現場總線型智能壓力變送器校驗的方式方法

由于現場總線回路是完全的數字信號回路，所以對回路中輸出信號要由數字通訊工具，在應用現場可以由上位機來實現數據的監控和調整。同時由于不存在模擬信號的傳輸，所以對現場總線型智能壓力變送器的校驗便變成了對單一過程變量量值的校準和溯源。亦即由標準過程變量標準源對現場總線型智能壓力變送器施加標準過程變量，通過數字通訊工具或上位機監控現場總線型智能壓力變送器的數字輸出（可以設定與標準過程變量標準源相同的計量單位），通過對單一的過程變量量程，線性的對比對現場總線型智能壓力變送器進行校準。

 

具體校驗時分為現場總線網段接入和實驗室單表校驗。對于現場總線網段，數字通訊工具可以在總線網段的任何一個方便的位置連接，通常是在智能壓力變送器和現場總線接線盒中接入。對于單表校驗方式同樣需要建立總線通訊，一般的連接形式如下圖所示：

 

 

智能壓力變送器校驗

 

數字通訊工具同現場總線型智能壓力變送器建立通訊后，由功能菜單進入校準模式，數字通訊工具即可以實時監控智能壓力變送器的信號輸出，這時即可以進行智能壓力變送器的過程變量校準。

 

具體的校準可以分為零點調節，全量程的線性校驗以及對于一次傳感器的滿量程的實驗。同時因為智能壓力變送器輸出指示和標準源輸出為單一的過程變量單位，所以對于現場總線型智能壓力變送器校驗的程序和誤差分析，完全可以參考一次指示表和傳感器的計量檢定規程進行。

 

　　三、結束語

　　現場總線型智能壓力變送器的校驗在原理上僅進行過程變量的數值傳遞。由于消除了4—20mA模擬量的比對，所以在校驗上比傳統的壓力變送器有所簡便。但數字量的引入，則對信號傳輸回路及系統的組態提出了進一步的要求。本文主要論述了過程變量的校準，對數字信號的組態和調整涉及不多。這部分內容主要取決于現場總線型智能壓力變送器采用何種協議以及內設的功能模塊情況，具體問題需具體分析。