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关于MS152智能多路温度变送器替代XTRM温度远传监测仪的说明

上世纪九十年代初上海工业自动化仪表研究所在南京水泥设计院和上海联合水泥厂的有关工程师帮助下,成功试制了XTRM系列温 度远传监测仪,并在上海联合水泥厂生产线上应用,成功替代从国外进口的同类仪表,至今己有十六个年头。

模数仪表生产的XTRM系列温度远传监测仪具有以下特点:
(1)、模数仪表生产的XTRM温度远传仪监测仪比室内温度表工作温度范围宽,可直接安装于现场,因为一次仪表和 温度远传仪监测仪连接的线路短、安装的近,因此能减少干扰的影响。

(2)、模数仪表生产的XTRM温度远传仪监测仪是二线制现场表,防护等级IP66,不用外加保护箱,XTRM温度远传 仪监测仪功耗平均小于0.13W,所以因温升引起的温漂比数显表小。而数显表采用220V供电,效率低,功耗在5W以上,防护等级几乎 为零,必须外加防护箱才可以使用,而在夏天时,由于气温很高再加之数显表功率较大,数显表本身发热的原因温度会使控制箱内温度 高达50℃以上,仪表温升也要增加仪表漂移,相应的增加了仪表测量误差,容易造成仪表的损坏。

(3)、模数仪表生产的XTRM温度远传仪监测仪具有多路输入一路高选输出的特点,它能同时对多个测温点进行测量 ,并自动将多个被测点中温度最高的一个点的量值显示并以4~20mA的标准电流信号输出。同时它具备选择按键,用户在需要时可通过 回路按键查看对应测温点的温度。XTRM温度远传仪监测仪可以减少仪表与PLC/DCS系统的接口点数,如以180点计算可以少用120点, 每点大约800元,不算人工的话可以节约96000元。另外XTRM温度远传仪监测仪还可节约现场到中控室的电缆,如以每点100米计算, 180点可节约三分之二以上,节省了120个点,用60根电缆就够了,大约节约了24000元。

(4)、模数仪表生产的XTRM温度远传仪监测仪关键元器件从国外进口,整机设计合理,具有较高的稳定性和可靠性 ;(经上海联合水泥厂技改工程十多年的长期使用至今)仪表密封性能好,适合高温多粉的水泥厂环境中使用。

(5)、模数仪表生产的XTRM温度远传仪监测仪工作电压范围宽。由于XTRM仪表内部专门设置了一个电源部件,在 外电源13~36伏范围波动中能自我调整,以保证仪表在工况恶劣供电条件下能正常工作。

(6)、模数仪表生产的XTRM温度远传仪监测仪具有良好的抗射频干扰性能。在XTRM仪表设计中采用了多项抗射频 干扰技术,经上海仪器仪表自控系统检验测试所依据GB18268-2000《测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求》试验,在10V /m(80MHz~1000 MHz)的场强下它的变化范围小于0.3%。因而它能有效抑制来自现场的诸如对讲机之类的射频干扰。

(7)、如果同一设备需要设置多点温度监控(如2~4点),且采用相同的测温元件(如铂电阻),相同的测量范围(如0~150℃) ,则采用上海模数仪表有限公司生产的XTRM温度远传仪监测仪是最合理的设计方案,是最省投资的方案。

虽然模数仪表(原XTRM项目组)对该仪表作了很多次改进,能应对现场干扰、粉尘等复杂工况。但模拟电子技术已 是二十年以前的技术了,与当前采用的数字和现场通讯技术的智能仪表相比,显然是落后了。为了赶上国际先进水平,组织高级工程师 设计了具有HART总线功能的XTRM-H多路温度变送器。由于XTRM系列产品在市场上有很多仿冒品,劣质产品涌入市场,容易引发混 淆。为了维护用户的利益,现把带HART功能的XTRM-H多路温度变送器升级为新的产品型号MS152,此次升级主要解决的是输入信号 、输出形式和传感器诊断问题。

该产品国内只有我公司生产。精度高,可输入各种热电偶、热电阻、电流、电压等信号,输入输出隔离,4~20mA回路可设置,具 有传感器开路或短路自诊断功能,当传感器开路或短路时,输出小于4mA或高于20mA的信号作为报警信号,这样可避免设备的联锁保 护所引起的设备自动跳闸。

XTRM、XTRM-H、MS152性能比较

参数\型号 XTRM XTRM-H MS152
显示类型 LED LED LED
输入类型 Pt100 Pt100 Pt100,K,E,S...mV,V
测量范围 固定 可组态 可组态
通讯方式 HART HART
模拟输出信号
及输出形式
4...20mA
高选
4...20mA / 20...4mA
高选
4...20mA / 20...4mA
高选、低选、巡回检测
数字输出信号 四路HART数字输出 四路HART数字输出
报警信号
传感器失效报警
测量精度 0.5% 0.2% 0.1%
温度漂移 <0.025%FS/1℃ <0.02%FS/1℃ <0.01%FS/1℃


数字信号的优点
1) 信息量大,数字信号仪表同时可以采集多回路信息,而模拟量只能是单路的;
2) 数字信号仪表的抗干扰性能要比模拟量的更高更稳定,而且采集速度更快;
3) 数字信号仪表多机并接时,输出定值4mA,功耗更小,温漂更低;
4) 数字信号仪表可修改变送器量程,还可标定传感器,以及检测传感器是否损坏;
5) 数字信号仪表可组网,普通屏蔽双绞线即可传输HART信号,无特殊布线要求,布线成本更低。

从上述比较中可以看出MS152有很多优点,但更重要的优点在于此仪表使用寿命长,当工厂在设备改造,系统升级时,该仪表不 必更换,可以使用我公司网关或进口网关将仪表进入PR0FIBUS-DP总线或MODBUS总线,提高系统的自动化水平和管理水平。我公司 网关价格只相当于一台进口温度变送器的价挌。它的使用可以将多台MS152的几十个输入信号通过一条总线进入DCS或PLC系统。这 样的配制是最经济的。

江苏鹤林水泥有限公司4500t/d新型干法水泥生产线(二期),使用我公司产品XTRM-H,2路3路4路温度变送器80几台,已近三 年时间,设备运行至今良好。山东淄博矿业、湖北恩施水泥等用户也有使用XTRM-H系列产品。



MS200 系列网关应用指南(Ver3.3)

[设备概述]
MS200 系列微型网关支持Modbus 从站以及Hart 主站服务。MODBUS 主机通过Modbus协议可以控制MS200 系列网关自动或者手 动与Hart 协议兼容的变送器通信,直接读取测量结果的数字值。

MS200 与MODBUS 主机的通信速率从1200BPS 到57600BPS 可设置;根据与MODBUS主机通信接口不同,MS200 系列目前有三种 规格:
(1)MS200-V10:上位机通信为RS232 接口,由串口窃电工作模式;
(2)MS200-V20:上位机通信为RS485 接口,需要外接5V 直流电源工作模式;
(3)MS200-V30:上位机通信为USB 接口,由USB 端口供电模式;

MS200 系列的HART 端口均为二线制,无极性,无源模式。其性能如下:
(1) HART 兼容;
(2) BELL202 规格,1200Hz(逻辑1),2200Hz(逻辑0),频移键控信号;
(3) 传输速率1200BPS;
(4) 与上位机通信端口以及供电部分光电隔离;
(5) 250 欧姆负载电阻时,输出正弦波信号幅度600mV;输入最小可检测信号幅度100mV;
MS200 系列网关使用1 个LED 指示工作状态(初始化/HART 信号);
MS200 系列使用小型模块外壳,ABS 塑料材质,尺寸:71mm*41mm*23mm;
MS200 系列工作环境温度范围:-10℃-60℃

[设备连接]



[MODBUS通讯]
MS200 系列网关出厂时,通信设置初始化参数是:19200BPS,奇校验,1 个停止位,MODBUS 地址250。

MS200 系列网关上电8 秒之内,不执行用户通信设置参数,使用出厂默认的通信设置初始化参数,此时状态指示LED 快速闪烁。用户如果 丢失了自定义设置参数,可以重新上电后在8 秒内使用初始化参数与MS200 取得联系,查询自定义设置。

MS200 系列网关在上电8 秒后,开始使用用户自定义的通信参数与上位机通信。此时状态指示LED 指示HART 端口通信情况:当有HART 信号输入或者输出时,此LED 灭;无HART 通信则常亮。

[注意事项]
(1) HART 兼容的变送器支持最多4 个变量的检测,其中第1 个变量为主变量,支持以4-20mA 电流变化来表示测量值大小。其他三个 变量只能通过HART 协议以数字通信方式读取。MS200 系列网关支持读取HART 变送器所有4 个变量的检测结果以及当前电流输出值。

(2) MS200 系列网关在正式开始使用3 号命令读取HART 变送器的检测数据之前,首先一定要执行0 号命令获得HART 变送器的长设 备号。如果没有获得有效的长设备号,则无法读取测量值。

(3) MS200 系列网关在仅测量单个HART 变送器时,常常使用0 号短地址;此时HART变送器在输出4-20mA 电流,用模拟电流的变 化表示主变量测量值;与此同时,MS200 网关可以读取该变送器最多4 个变量的数字值,其通信不影响其他设备对电流环模拟电流的 检测。

(4) MS200 系列网关最多可以同时测量7 个变送器的数字测量值。此时7 个变送器并联,要求使用1-7 号短地址,均固定电流输出为 4mA,模拟电流值不再与测量结果互相关联。用户可以使用6 号命令修改变送器的短地址,分配不同的短地址给各个变送器。

(5) 如果用户对HART 协议足够了解,则可以利用255 号命令输出自定义HART 命令,此时用户自行解释输入以及输出数据结构,可 以在MODBUS 通信中嵌入所有HART操作功能。

(6) 用户修改串行通信速率为其他数值时,请先设置CON16=9000,进入修改内部FLASH参数模式; 然后修改MODBUS32 数值; 在完成修改后, 请断电或者使用CON16=10000 功能(自动复位);MS200 在重新启动初始化完成后,使用新的串行通信设置。

(7) 用户修改MODBUS 地址时,可以参照修改通信速率的方式。唯一不同的是:MODBUS 地址,此修改一旦完成,则立即生效,无 需设备重起。

(8) MS200 上电后,CON16 总是初始化为65535,处于待机状态。每次开机后,用户必须设置CON16 为合适的工作模式 (例如CON16=3)。

现场HART协议变送器组网示意图



 
 
 
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