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數字稱重傳感器在過程控制中的應用
閱讀：2734 發布時間：2008-7-21
數字稱重傳感器在過程控制中的應用
在工業過程控制中,由于生產的連續運轉,對設備的可靠性有著較高的要求,采用了很多冗余技術來 保證測量和控制的可靠.除了DCS系統的冗余外，對現場的傳感器也提出了冗余的要求，DCS系統希望 能及時了解各個傳感器工作狀態，并及時發現故障。這樣，傳統的稱重方式由于多個模擬傳感器的 信號經過接線盒并接后成為一路信號，每個傳感器的信號就不再是可獨立辨別的，儀表無法在線發 現問題，進行故障定位，就很難滿足連續生產中高可靠性的要求。
梅特勒-托利多的數字稱重傳感器內部有微處理器，可以對自身進行診斷，每個都有自己的地址
，儀表能夠在線監測各個傳感器輸出并進行智能處理，不但大大提高了稱重系統的可靠性，而且可 以輕松解決一些模擬傳感器很難實現的如大皮重小秤量、偏載檢測等要求。再加上自己*的高精 度高速A/D轉換技術、全面的傳感器數字補償技術以及遠程高速防爆通信能力，使得性能超越了模擬 傳感器的極限，達到了OIML C6的精度，通過了多項認證，是真正的數字稱重傳感器。十多年來
，梅特勒-托利多的數字稱重傳感器在各地廣泛應用達到50萬只以上。 與模擬傳感器相比，數字稱重傳感器的如下特點更好地滿足了過程控制的要求：
, 模擬傳感器由儀表供電，其電橋的激勵電壓就等于外界儀表的供電。在工業現場，儀表與傳感器之 間易受強電干擾和浪涌影響，會造成數據不穩，甚至瞬時燒毀傳感器。 數字傳感器采用全密封不銹鋼激光焊接技術，內充氦氣保護內部電路可靠工作，防護等級達到 IP68。增加了各種保護電路和防雷擊設計，對儀表提供的電源*行處理，穩壓后再用于電橋的激 勵，就消除了來自電源和雷電的浪涌干擾，使得傳感器輸出穩定的信號，保證了傳感器的正常工作
。
數字稱重系統能保障生產的連續性，實現不間斷工作，儀表不但時刻監測著各個數字傳感器的工作 狀況，而且在發現某個傳感器故障時，儀表可以自動啟動不間斷工作方式，仍然能保障一定時間一 定精度下的稱重，不至于造成生產停機。同時儀表會發出信號給用戶，定位故障傳感器要求更換。 模擬傳感器系統一旦傳感器有故障就無法稱重，從而造成停工停產的重大事件。
在生產現場進行標定是一件很麻煩的事情，許多料罐系統很難加重量或無法掛砝碼進行標定，使用 數字傳感器就可以進行免標定。這是因為數字傳感器在生產中，已用標準測力機對傳感器輸出進行 了標定，其輸出的數字量與標準力值是一一對應的，儀表讀取到的就是數字傳感器實際測量到的重 量值，中間沒有任何損耗，因此可以實現免標定。 而模擬傳感器和稱重儀表是分別生產分別標定的，在組成模擬稱重系統時連線的各個環節都會有信 號的損耗，儀表zui后測量的信號并不*等于傳感器的輸出信號，因此在應用時必須進行系統的現 場標定。
模擬式傳感器的mV級信號太小，易受射頻干擾和電磁干擾。而且在傳輸中由于電纜電阻的影響會有 所損失,所以信號傳輸距離較短。模擬式稱重作弊極其容易，很難控制。 數字傳感器輸出數字信號，不但電平要高出模擬式百倍，不易受到干擾，而且是按照Bifbus現場總 線通信協議傳輸，通信速度是普通RS485的十倍，高速且具通信糾錯能力，保證了數據快速可靠。由 于協議的保密現場無法作弊。
一個模擬傳感器組成的秤體，由于信號的不可辨別，校準時需在每個傳感器上加砝碼并利用接線盒 中的電位器進行角差調整，由于各個傳感器間存在著相互作用，因而需反復多次調整，耗時費力。 由數字傳感器組成的秤體，其角差的調整容易得多。由于儀表可以讀取到四角每個傳感器的受力情 況，因此只要在各角加一遍載荷，儀表即可計算出各點的角差系數，可自動進行秤的角差調整，免 去了反復加載砝碼的麻煩，提高了效率。一遍加載即可完成角差調整，非常簡便快捷。
模擬傳感器在生產時是連電纜線一起進行溫度補償的，這樣才能消除電纜線電阻的溫度影響。如果
模擬傳感器電纜線損壞后隨意連接，就會造成測量誤差。所以在距離較長時，傳感器都需要專門定 制。在更換傳感器時需重新穿線，在實際使用時很不方便。 數字傳感器使用軍標的航空插頭，不但保證了IP68的防護等級，使得傳感器與電纜線成為兩個獨立 的器件，更換傳感器或電纜更方便，不用穿電纜線。由于傳輸的是數字信號，電纜線的長度可根據 需要改變，不會影響測量精度。數字傳感器更換時只需將相關參數輸入新傳感器，無需進行系統的 重新標定。
從系統成本的角度來看，雖然數字傳感器增加了電路板，但由于數字傳感器在應用中減少了調試及 應用成本（如調試角差方便），能夠進行免標定，更換傳感器不需重新標定等，而且數字傳感器的 自診斷、不間斷工作等功能提高了系統可靠性，降低了停機時間。因此，系統總體成本是比模擬傳 感器系統要降低的。